从零自己编写一个React框架 【中高级前端杀手锏级别技能】

图片描述

想要自己实现一个React简易版框架，并不是非常难。但是你需要先了解下面这些知识点
如果你能阅读以下的文章，那么会更轻松的阅读本文章：

为了降低本文难度，构建工具选择了parcel，欢迎加入我们的前端交流群～ gitHub仓库源码地址和二维码都会在最后放出来～

什么是虚拟`DOM`？

其实就是一个个的具有固定格式的JS对象，例如：

const obj = {
    tag:'div',
    attrs:{
        className:"test"
    },
    children:[
    tag:'span',
    attrs:{
        className:"text"
    },
    tag:'p',
    attrs:{
        className:"p"
    },
    ]
    
}

怎么生成对应的虚拟`DOM`对象？

先把代码变成抽象语法树（AST）
然后进行对应的处理
输出成浏览器可以识别的代码-即js对象

这一切都是基于Babel做的 babel在线编译测试

class App extends React.Component{
    render(){
    return <div>123</div>
    }
}

上面这段代码会被编译成:

...
  _createClass(App, [{
    key: "render",
    value: function render() {
      return React.createElement("div", null, "123");
    }
  }]);

//省略掉一部分代码

最核心的一段jsx代码, return <div>123</div>被转换成了：return React.createElement("div", null, "123");

最重要的开始点：

我们写的jsx代码，都会被转换成React.createElement这种形式

那我们只要自己一个React全局对象，给它挂载这个React.createElement方法就可以进行接下来的处理：

const React = {};
React.createElement = function(tag, attrs, ...children) {
  return {
    tag,
    attrs,
    children
  };
};
export default React;

我们定义的React.createElement方法也很简单，只是把对应的参数集中变成一个特定格式的对象，然后返回，再接下来进行处理～。Babel的配置会帮我们自动把jsx转换成React.creatElement的代码,参数都会默认帮我们传好～

构建工具我们使用零配置的parcel ,相比webpack来说，更容易上手，当然对于一个把webpack玩透了的人来说，其实用什么都一样～

npm install -g parcel-bundler
parcel index.html即可运行项目

// .babelrc 配置
{
    "presets": ["env"],
    "plugins": [
        ["transform-react-jsx", {
            "pragma": "React.createElement"
        }]
    ]
}

处理好了`jsx`代码，我们入口开始写起：

ReactDOM.render方法是我们的入口
先定义ReactDOM对象，以及它的render方法～

const ReactDom = {};
//vnode 虚拟dom，即js对象 
//container 即对应的根标签 包裹元素
const render = function(vnode, container) {
  return container.appendChild(_render(vnode));
};
ReactDom.render = render;

思路：先把虚拟dom对象-js对象变成真实dom对象，然后插入到根标签内。

_render方法，接受虚拟dom对象，返回真实dom对象：

如果传入的是null,字符串或者数字那么直接转换成真实dom然后返回就可以了～


  if (vnode === undefined || vnode === null || typeof vnode === 'boolean')
    vnode = '';

  if (typeof vnode === 'number') vnode = String(vnode);

  if (typeof vnode === 'string') {
    let textNode = document.createTextNode(vnode);
    return textNode;
  }
 const dom = document.createElement(vnode.tag);
 return dom

但是有可能传入的是个div标签，而且它有属性。那么需要处理属性，由于这个处理属性的函数需要大量复用，我们单独定义成一个函数：

  if (vnode.attrs) {
    Object.keys(vnode.attrs).forEach(key => {
      const value = vnode.attrs[key];
      handleAttrs(dom, key, value);
    });
  }
  
  function setAttribute(dom, name, value) {
  if (name === 'className') name = 'class';
  if (/on\w+/.test(name)) {
    name = name.toLowerCase();
    dom[name] = value || '';
  } else if (name === 'style') {
    if (!value || typeof value === 'string') {
      dom.style.cssText = value || '';
    } else if (value && typeof value === 'object') {
      for (let name in value) {
        dom.style[name] =
          typeof value[name] === 'number' ? value[name] + 'px' : value[name];
      }
    }
  } else {
    if (name in dom) {
      dom[name] = value || '';
    }
    if (value) {
      dom.setAttribute(name, value);
    } else {
      dom.removeAttribute(name);
    }
  }
}

但是可能有子节点的嵌套，于是要用到递归：

  vnode.children && vnode.children.forEach(child => render(child, dom)); 
  // 递归渲染子节点

上面没有考虑到组件，只考虑到了div或者字符串数字之类的虚拟dom.

其实加入组件也很简单：加入新一个新的处理方式:

我们先定义好Component这个类，并且挂载到全局React的对象上

export class Component {
  constuctor(props = {}) {
    this.state = {};
    this.props = props;
  }
  setState(stateChange) {
    // 将修改合并到state
    console.log('setstate');
    const newState = Object.assign(this.state, stateChange);
    console.log('state:', newState);
    renderComponent(this);
  }
}
....

//挂载Component类到全局React上
React.Component = Component

如果是组件，Babel会帮我们把第一个参数变成function

 if (typeof vnode.tag === 'function') {
    //先创建组件
    const component = createComponent(vnode.tag, vnode.attrs);
    //设置属性
    setComponentProps(component, vnode.attrs)
    //返回的是真实dom对象
    return component.base;
  }

createComponent和setComponentProps都是我们自己定义的方法～后期大量复用

export function createComponent(component, props) {
  let inst;
  // 如果是类定义组件，则直接返回实例
  if (component.prototype && component.prototype.render) {
    inst = new component(props);
    // 如果是函数定义组件，则将其扩展为类定义组件
  } else {
    inst = new Component(props);
    inst.constructor = component;
    inst.render = function() {
      return this.constructor(props);
    };
  }

  return inst;
}

export function setComponentProps(component, props) {
  if (!component.base) {
    if (component.componentWillMount) component.componentWillMount();
  } else if (component.base && component.componentWillReceiveProps) {
    component.componentWillReceiveProps(props);
  }

  component.props = props;

  renderComponent(component);
}

renderComponent也是我们自己定义的方法，用来渲染组件：

export function renderComponent(component) {
  console.log('renderComponent');
  let base;

  const renderer = component.render();

  if (component.base && component.componentWillUpdate) {
    component.componentWillUpdate();
  }

  base = _render(renderer);

  if (component.base) {
    if (component.componentDidUpdate) component.componentDidUpdate();
  } else {
    component.base = base;
    component.componentDidMount && component.componentDidMount();
    if (component.base && component.base.parentNode) {
      component.base.parentNode.replaceChild(base, component.base);
    }
    return;
  }
  if (component.base && component.base.parentNode) {
    component.base.parentNode.replaceChild(base, component.base);
  }
  //base是真实dom对象
  //component.base是将本次渲染好的dom对象挂载到组件上，方便判断是否首次挂载
  component.base = base;
  //互相饮用，方便后期的队列处理
  base._component = component;
}

图片描述

最简单的版本已经完成，对应的生命简单周期做了粗糙处理，但是没有加入diff算法和异步setState,欢迎移步gitHub点个star

最简单版React-无diff算法和异步state,选择master分支

加入`diff`算法和`shouldComponentUpdate`生命周期优化：

图片描述

没有diff算法，更新state后是所有的节点都要更新，这样性能损耗非常大。现在我们开始加入React的diff算法

首先改造renderComponent方法

 function renderComponent(component, newState = {}) {

  console.log('renderComponent');
  //真实dom对象
  let base;
  //虚拟dom对象
  const renderer = component.render();
  //component.base是为了表示是否经过初次渲染，好进行生命周期函数调用
  if (component.base && component.componentWillUpdate) {
    component.componentWillUpdate();
  }

  if (component.base && component.shouldComponentUpdate) {
    //如果组件经过了初次渲染，是更新阶段，那么可以根据这个生命周期判断是否更新
    let result = true;
    result =
      component.shouldComponentUpdate &&
      component.shouldComponentUpdate((component.props = {}), newState);
    if (!result) {
      return;
    }
  }
  
  //得到diff算法对比后的真实dom对象
  base = diffNode(component.base, renderer);

  if (component.base) {
    if (component.componentDidUpdate) component.componentDidUpdate();
  } else {
  //为了防止死循环，调用完`didMount`函数就结束。
    component.base = base;
    base._component = component;
    component.componentDidMount && component.componentDidMount();
    return;
  }
  component.base = base;
  base._component = component;
}

注意，我们是跟preact一样，将真实dom对象和虚拟dom对象进行对比：

分为下面几种diff:

Node节点diff
Component组件diff
属性diff
纯文本或者数字的diff...
子节点的diff（这个最复杂）

纯文本或者数字的diff:

纯文本和数字之类的直接替换掉dom节点的textContent即可

diffNode(dom, vnode) {
  let out = dom;

  if (vnode === undefined || vnode === null || typeof vnode === 'boolean')
    vnode = '';

  if (typeof vnode === 'number') vnode = String(vnode);

  // diff text node
  if (typeof vnode === 'string') {
    // 如果当前的DOM就是文本节点，则直接更新内容
    if (dom && dom.nodeType === 3) {
      // nodeType: https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/Node/nodeType
      if (dom.textContent !== vnode) {
        dom.textContent = vnode;
      }
      // 如果DOM不是文本节点，则新建一个文本节点DOM，并移除掉原来的
    } else {
      out = document.createTextNode(vnode);
      if (dom && dom.parentNode) {
        dom.parentNode.replaceChild(out, dom);
      }
    }

    return out;
  }

Component组件diff

如果不是一个类型组件直接替换掉，否则只更新属性即可

function diffComponent(dom, vnode) {
  let c = dom && dom._component;
  let oldDom = dom;

  // 如果组件类型没有变化，则重新set props
  if (c && c.constructor === vnode.tag) {
    setComponentProps(c, vnode.attrs);
    dom = c.base;
    // 如果组件类型变化，则移除掉原来组件，并渲染新的组件
  } else {
    if (c) {
      unmountComponent(c);
      oldDom = null;
    }

    c = createComponent(vnode.tag, vnode.attrs);

    setComponentProps(c, vnode.attrs);
    dom = c.base;

    if (oldDom && dom !== oldDom) {
      oldDom._component = null;
      removeNode(oldDom);
    }
  }

  return dom;
}

属性的diff

export function diffAttributes(dom, vnode) {
  const old = {}; // 当前DOM的属性
  const attrs = vnode.attrs; // 虚拟DOM的属性

  for (let i = 0; i < dom.attributes.length; i++) {
    const attr = dom.attributes[i];
    old[attr.name] = attr.value;
  }

  // 如果原来的属性不在新的属性当中，则将其移除掉（属性值设为undefined）
  for (let name in old) {
    if (!(name in attrs)) {
      handleAttrs(dom, name, undefined);
    }
  }

  // 更新新的属性值
  for (let name in attrs) {
    if (old[name] !== attrs[name]) {
      handleAttrs(dom, name, attrs[name]);
    }
  }
}

children的diff


function diffChildren(dom, vchildren) {
  const domChildren = dom.childNodes;
  //没有key值的真实dom集合
  const children = [];
  //有key值的集合 
  const keyed = {};

  if (domChildren.length > 0) {
    for (let i = 0; i < domChildren.length; i++) {
      const child = domChildren[i];
      const key = child.key;
      if (key) {
        keyed[key] = child;
      } else {
        children.push(child);
      }
    }
  }

  if (vchildren && vchildren.length > 0) {
    let min = 0;
    let childrenLen = children.length;

    for (let i = 0; i < vchildren.length; i++) {
      const vchild = vchildren[i];
      const key = vchild.key;
      let child;

      if (key) {
        if (keyed[key]) {
          child = keyed[key];
          keyed[key] = undefined;
        }
      } else if (min < childrenLen) {
        for (let j = min; j < childrenLen; j++) {
          let c = children[j];

          if (c && isSameNodeType(c, vchild)) {
            child = c;
            children[j] = undefined;

            if (j === childrenLen - 1) childrenLen--;
            if (j === min) min++;
            break;
          }
        }
      }

      child = diffNode(child, vchild);

      const f = domChildren[i];
      if (child && child !== dom && child !== f) {
        if (!f) {
          dom.appendChild(child);
        } else if (child === f.nextSibling) {
          removeNode(f);
        } else {
          dom.insertBefore(child, f);
        }
      }
    }
  }
}

children的diff这段，确实看起来不那么简单，总结两点精髓：

利用key值将节点分成两个队列
先对比有key值的节点，然后对比相同类型的节点，然后进行dom操作

shouldComponentUpdate的对比优化：

  shouldComponentUpdate(nextProps, nextState) {
    if (nextState.test > 5) {
      console.log('shouldComponentUpdate中限制了更新')
      alert('shouldComponentUpdate中限制了更新')
      return false;
    }
    return true;
  }

效果：
图片描述

建议去仓库看完整源码认真斟酌：
带diff算法版mini-React,选择diff分支

看加入了diff算法后的效果

图片描述

当然state更新后，只是更新了对应的节点，所谓的diff算法，就是将真实dom和虚拟dom对比后，直接dom操作。操作那些有更新的节点～当然也有直接对比两个虚拟dom对象，然后打补丁上去～我们这种方式如果做SSR同构就不行，因为我们服务端没dom对象这个说法，无法运行～

这段diff是有点硬核，但是去仓库认真看看，自己尝试写写，也是可以啃下来的。

异步合并更新`state`版

图片描述

上面的版本，每次setState都会更新组件，这样很不友好，因为有可能一个操作会带来很多个setState，而且很可能会频繁更新state。为了优化性能，我们把这些操作都放在一帧内去操作～

图片描述
这里我们使用requestAnimationFrame，去执行合并操作～

首先更新setState入口，不要直接重新渲染组件：


import { _render } from '../reactDom/index';
import { enqueueSetState } from './setState';
export class Component {
  constuctor(props = {}) {
    this.state = {};
    this.props = props;
  }
  setState(stateChange) {
    // 将修改合并到state
    console.log('setstate');
    const newState = Object.assign(this.state, stateChange);
    console.log('state:', newState);
    this.newState = newState;
    enqueueSetState(newState, this);
  }
}

enqueueSetState是我们的一个入口函数：

function enqueueSetState(stateChange, component) {
  if (setStateQueue.length === 0) {
    //清空队列的办法是异步执行,下面都是同步执行的一些计算
    defer(flush);
  }

  //向队列中添加对象 key:stateChange value:component
  setStateQueue.push({
    stateChange,
    component
  });

  //如果渲染队列中没有这个组件 那么添加进去
  if (!renderQueue.some(item => item === component)) {
    renderQueue.push(component);
  }
}

上面代码的精髓：

先执行同步代码
首次setState调用进入if (setStateQueue.length === 0) 的判断
异步在下一帧执行flush函数
同步执行setStateQueue.push
同步执行 renderQueue.push(component)
最后执行defer函数

defer函数

function defer(fn) {
  //requestIdleCallback的兼容性不好，对于用户交互频繁多次合并更新来说
  ，requestAnimation更有及时性高优先级，requestIdleCallback则适合处理可以延迟渲染的任务～
  //   if (window.requestIdleCallback) {
  //     console.log('requestIdleCallback');
  //     return requestIdleCallback(fn);
  //   }
  //高优先级任务
  return requestAnimationFrame(fn);
}

思考了很久，决定还是用requestAnimationFrame,为了体现界面交互的及时性

flush清空队列的函数：

function flush() {
  let item, component;
  //依次取出对象，执行
  while ((item = setStateQueue.shift())) {
    const { stateChange, component } = item;

    // 如果没有prevState，则将当前的state作为初始的prevState
    if (!component.prevState) {
      component.prevState = Object.assign({}, component.state);
    }

    // 如果stateChange是一个方法，也就是setState的第二种形式
    if (typeof stateChange === 'function') {
      Object.assign(
        component.state,
        stateChange(component.prevState, component.props)
      );
    } else {
      // 如果stateChange是一个对象，则直接合并到setState中
      Object.assign(component.state, stateChange);
    }

    component.prevState = component.state;
  }

  //依次取出组件，执行更新逻辑，渲染
  while ((component = renderQueue.shift())) {
    renderComponent(component);
  }
}

flush函数的精髓：

抽象队列，一个是对应的改变state和组件的队列，一个是需要更新的组件队列
每一帧就清空当前setState队列的需要更新的组件，一次性合并清空

完整代码仓库地址，欢迎star：
带diff算法和异步state的minj-react

上面是`V15`版本的`stack`递归`diff`版本的`React`实现：

当我们有100个节点需要更新的时候，我们正在递归对比节点，此时用户点击界面需要弹框，那么可能会造成延迟弹出窗口，根据RAID,超过100ms，用户就会感觉明显卡顿。为了防止出现这种情况，我们需要改变整体的diff策略。把递归的对比，改成可以暂停执行的循环对比，这样如果即时我们在对比阶段，有用户点击需要交互的时候，我们可以暂停对比，处理用户交互。

上面这段话，说的就是stack版本和Fiber架构的区别。

stack版本就是我们上面的版本

`Fiber`版本：

思路：

将对比阶段分割成一个个小任务
采用两个虚拟dom对象的去diff对比方式，单链表结构，三根指针，return children sibling。
每帧完成一个小任务，然后去执行requestAnimationFrame,如果还有时间，那么就去执行requestIdleCallback.

这个版本暂时就结束了哦～欢迎加入我们的前端交流群，还有前往gitHub给个star。

本人参考：
hujiulong的博客，感谢这些大佬的无私开源

前端交流群：
现在人数超过了100人，所以只能加我，然后拉你们进群！！

另外深圳招收跨平台开发Electron+React的即时通讯产品前端工程师

欢迎投递： 453089136@qq.com - Peter

招收中级和高级各一名～团队氛围nice 不加班

从零自己编写一个React框架【中高级前端杀手锏级别技能】

什么是虚拟`DOM`？

怎么生成对应的虚拟`DOM`对象？

最重要的开始点：

处理好了`jsx`代码，我们入口开始写起：

加入`diff`算法和`shouldComponentUpdate`生命周期优化：

异步合并更新`state`版

上面是`V15`版本的`stack`递归`diff`版本的`React`实现：

`Fiber`版本：

PeterTan

引用和评论

一个针对996公司的NPM库

腾讯新闻中心首页改版啦

网页设计的垂直居中

CSS团队协作规范

前端如何入门 Go 语言

100个React最佳实践小技巧

前端开发工具

从零自己编写一个React框架 【中高级前端杀手锏级别技能】

什么是虚拟DOM？

怎么生成对应的虚拟DOM对象？

最重要的开始点：

处理好了jsx代码，我们入口开始写起：

加入diff算法和shouldComponentUpdate生命周期优化：

异步合并更新state版

上面是V15版本的stack递归diff版本的React实现：

Fiber版本：

PeterTan

引用和评论

一个针对996公司的NPM库

腾讯新闻中心首页改版啦

网页设计的垂直居中

CSS团队协作规范

前端如何入门 Go 语言

100个React最佳实践小技巧

前端开发工具

从零自己编写一个React框架【中高级前端杀手锏级别技能】

什么是虚拟`DOM`？

怎么生成对应的虚拟`DOM`对象？

处理好了`jsx`代码，我们入口开始写起：

加入`diff`算法和`shouldComponentUpdate`生命周期优化：

异步合并更新`state`版

上面是`V15`版本的`stack`递归`diff`版本的`React`实现：

`Fiber`版本：