感谢大家又被我的标题党骗进来了😂。这是我最近几个月亲身探寻过的一趟旅途，感受颇深。途中也遇到许多困难，但坚持到底，相信最终一定会让各位小伙伴受益匪浅，不虚此行！同时也感恩大家对之前一个系列文章的喜欢和修正😘，提了不少的建议和问题，我也会用心写我的每一系列文章，与大家共同成长！！
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引言
之前面试三部曲简明地梳理了前端知识结构体系，浅尝辄止。这个系列则要进一步研究和领会 内在的奥妙。今天打算以一个比较新颖的角度切入，深入地梳理下 React 的内部实现。
- 1. 有利于大家在 React 日常业务使用中更加得心应手；
- 2. 也可将领会到的思想融会贯通，拓展到其它领域；
那如何深入研究一个玩具呢？最好的方式便是: 拆解 - 重组装。
众所周知，React 是一款非常神奇的 Web UI 框架，得益于强大的架构，逻辑层 与 视图层 的解耦，使其思想及开发模式可以很好地移植到其它平台，例如 React-Native。所以今天，我打算跳出常规的 Web-DOM，目标是 以类 React 的模式来进行 Web 游戏开发。其实就是我们需要实现一套 React 上层，并把底层对接 WebGL API。期待这样不同的视角，能给大家带来新的启发与帮助。😄
Tips:
WebGL不是本文关注的重点，使用到的 API 也非常有限，并不需要你具备相关的知识储备。
第一站: 穿越之门 - JSX
作为一名前端，我们需要实现一个个展示给用户的页面。因此视图层便是我们的工作之始。前端领域不断地快速发展，最终都是为了解答 如何更高效地开发更完美的页面。而 React 就是答案之一，其中 JSX 便是重要的第一站。
那什么是 JSX 呢？
JSX 就是在 JS 环境中约定的一种类 HTML 或 XML 的 动态模板语法，有着极高的 可读性 与 可拓展性，目的是 为了能更便捷地使用 JS 搭建视图结构与布局。
// 这就是 JSX
const jsx = <JSX>Hello World</JSX>这是一种新全新的 JS 语法，不属于标准，成功地把类 HTML 的标签型模板语法引入 JS 中，创造了一种全新高效的开发模式。但即使最新版的 V8 引擎也无法支持，那怎么执行呢？钥匙就是 预编译！得益于 Babel 的强大，我们可以通过 预编译，将代码编译成浏览器看得懂的 JS。
babel-plugin-transform-jsx
这是 Babel 的一款插件，主要的功能就是编译 JSX，直接配置即可 (对编译感兴趣的童鞋，可以继续深入下了解下 Babel 的编译原理，这里就不作展开了)。
// 打包工具中的 babel loader 配置
use: {
loader: 'babel-loader',
options: {
plugins: [["transform-jsx", {
"function": "ReactWebGL.createElement",
"useVariables": true
}]],
}
}配置完毕，我们先来写段 JSX 试试。由于我们不使用 DOM 了，视图层被直接绘制于 canvas 上，就自然不能使用常规的 HTML 标签了。我们先来定个容器标签 (<Container>)。
const jsx = (
<Container name="parent">
ReactWebGL Hello World
<Container name="child">
Child
</Container>
</Container>
)咦。秒报错。先不管，我们来看下编译后的文件:
var jsx = ReactGL.createElement({
elementName: Container,
attributes: {
name: 'parent'
},
children: [
"ReactWebGL Hello World",
ReactWebGL.createElement({
elementName: Container,
attributes: {
name: "child"
},
children: ["Child"]
}),
]
});原来如此，其实 Babel 做的，就是把上面的 JSX 模板代码, 解析并提取出标签的信息后，转换成常规的函数形式。这个函数就是我们配置中指定的 ReactWebGL.createElement。
接下来我们来看下报错。很明显，是因为在上下文中有一些变量没有进行定义，那接下来我们先定义上:
// 由于编译是直接 变量传递
// 因此标签名作为一个变量需要先定义为 string；
const Container = 'Container'
// 匹配配置中的 `ReactWebGL.createElement`
const ReactWebGL = {
createElement(tag) {
console.log(tag)
}
}第二站: 天空之城 - Virtual DOM
来到第二站: 什么是 虚拟DDM 呢？
顾名思义，它并不是真正的视图元素，而是将真实的视图元素抽象为一个 Javascript 对象，包含完整描述了一个真实元素的所有信息，但并不具备渲染功能。同时由于 DOM 本身便是 树形结构，因此使用 Javascript 对象便能很好对整个页面结构进行描述。
刚才 JSX 编译后，参数便是一个最简单的 虚拟DOM 对象(我们称为 VNode):
// 一个最简单的 VNode
{
// 类型
type: 'Container'
// 属性
props: {
name: 'parent'
}
// 子级列表
children: [...]
}这其实只是一个普通的 Javascript 对象，那为什么要设计它呢？可能很多人都会有这种观念: 虚拟DOM 快啊，diff 算法非常厉害，直接操作真实的 DOM 消耗很大。
掐指一算，事情并没有那么简单，听我细细道来🧐。想象下，当出现以下场景时:
-
初次渲染:
- 解析
JSX，生成 虚拟DOM 树，然后经过各种计算，最终调用DOM绘制一个个视图元素； - 很明显，我们通过
HTML或innerHTML直接创建元素会更快，且白屏时间更短，多了上层的 计算消耗与内存消耗，反而是一种 性能损耗；
- 解析
-
极小更新:
- 需要修改一个标题文案，调用
setState触发更新。此时，React并不知道新的state会引起多大的变动，需要经过全局逐一的diff确定变动的元素再触发更新。 - 相较而言，获取对应标题元素修改，省去
diff，会更直接高效。那这么说来，虚拟DOM 反而变慢了，那为什么还要用它呢？
- 需要修改一个标题文案，调用
如果你的场景是 大量且分散 地更新页面中的元素，那 虚拟DOM 能大大减少其业务逻辑的复杂度，达到一个比较高的消耗性价比。直接操作 DOM 元素，一来逻辑复杂，代码健壮性弱；二来错误的操作反而可能导致更差的性能。
所以快慢并不是衡量 虚拟DOM 价值的因素，其价值更多在于:
- 虚拟DOM 其实是一种 牺牲最小性能与空间，换取 架构优化 的方式，能较大提升项目的可拓展性与可维护性；
- 对
DOM的操作进行 集中化管理，更加安全稳定且高效； - 渲染 与 逻辑 的解耦，高度的 组件化 与 模块化，提升了代码复用性及开发效率；
-
虚拟DOM 是一种抽象化的对象，可以对接不同的渲染层，完成 跨平台渲染。例如
RN / SSR等方案；
JSX 仅仅是一种 独立的动态模板语法，通过编译转化为 虚拟DOM，跟 React 并无耦合。因此可以将其 接入到任意环境或者框架，例如我们也可以在 Vue 中使用 JSX。
聊完 虚拟DOM，我们回归主线。需要先来设计一个最简单的 VNode 结构，以刚才 Babel 编译出的结构为基础，加上额外的值，方便渲染。
// VNode 定义
interface VNode {
// 标签类型
type: any,
// 标签属性
props: { [key: string]: any },
// 子级列表
children: VNode[],
// 唯一标识
key: string
// 获取视图元素
ref: any
// 视图元素
elm: any
// 文本内容
text: string | number | undefined
}
// VNode 生产函数
function createVNode(type, props, ref, key, children, elm, text) {
return {
type,
props,
children,
ref,
key,
elm,
text,
}
}现在定义了 VNode 后，我们就可以开始编写对应的生成函数(createElement)了。
第三站: 转换之桥 - createElement
这个函数就是传说中的 h 函数，用于 模板 到 虚拟DOM 之间的桥梁。在现在的大多数主流 虚拟DOM 库中，都拥有该函数。在 React 中，它是通过 Babel 将 JSX 编译成 h 函数，即 React.createElement。而在 Vue 中，则是通过 vue-loader 将 <template> 编译成其 h 函数。该函数主要功能是:
加工生成完整的 虚拟DOM树，用于后面的渲染。
function createElement(tag) {
const { elementName: type, attributes: data, children } = tag
const { key, ref, ...props } = data
// 处理文本内容
let text
// 处理子级列表中的 string or number
// 同样转换为 VNode
if (children && children.length) {
let i, l = children.length
for (i = 0; i < l; ++i) {
const child = children[i]
if (['string', 'number'].includes(typeof child)) {
if (type === 'Text') {
// 基于 WebGL 的需要，区别于 DOM
// 这里新增一个 <Text> 标签，vnode.type === 'Text'
// 需特殊处理
if (text === undefined) text = ''
text += String(child)
} else {
// 非标签的文字节点， vnode.type === undefined
// 例如 <Container>Text</Container>
// 中间的 Text 其实是同样需要一个文字元素
children[i] = vnode(
undefined,
{},
undefined,
undefined,
undefined,
undefined,
String(children[i])
)
}
}
}
}
return vnode(type, props, ref, key, children, undefined, text)
}执行，Perfect！打印下 JSX，可以看到一棵转换后的 VNode Tree，并且包含我们模板标签中的所有完整信息。
<p style="text-align: center; font-weight: bold;">图1. VNode Tree</p>
WebGL API
为了更好地 解耦视图层，我们把需要用到的一些与 WebGL 相关的 API 简单包裹下:
const Api = {
// 根据 标签类型 创建 视图元素
createElement(vnode) {
return new PIXI[vnode.type]()
},
// 创建、设置 文本元素
createTextElement(vnode) {
const { text: content = '', style } = vnode
return new PIXI.Text(content, style)
},
setTextContent(elm, content) {
if (elm && ['string', 'number'].includes(typeof content)) {
elm.text = content
}
},
// 获取父级
parentNode(elm) {
return elm && elm.parent
},
// 添加、删除子级
appendChild(parent, child) {
parent.addChild(child)
},
removeChild(parent, child) {
if (child && child.parent) {
parent.removeChild(child)
}
},
// 获取下一个兄弟元素
nextSibling(elm) {
const parent = Api.parentNode(elm)
if (parent) {
const index = parent.children.indexof(elm)
return parent.children[index + 1]
} else {
return undefined
}
},
// 插入到指定元素之前
insertBefore(parentElm, newElm, referenceElm) {
if (referenceElm) {
const refIndex = parentElm.children.indexOf(referenceElm)
parentElm.addChildAt(newElm, refIndex)
} else {
Api.appendChild(parentElm, newElm)
}
},
}这一部分可以称为 对接层，可以对接到各个平台，如果使用原生 DOM 的 API，则就是 Web 渲染，有点类似于 react-dom 所完成的事。
为了演示方便，我们就使用 pixi.js 来作为 渲染接口。这里与 WebGL 库无关，可以对接到 任意渲染框架。
第四站: 创造之柱 - Render
有了 接口层 API 与 VNode 后，可以开始 创建真实视图元素，并同时根据 vnode.props 同步属性并绑定事件。最后 递归创建子级:
// 根据 vnode 创建 视图元素
function createElm(vnode) {
const { children, type, text, props } = vnode
// vnode 的 type 为字符串时，表示其为 元素节点
// 依照 type 创建 视图元素
if (type && typeof type === 'string') {
// 调用接口
vnode.elm = Api.createElement(vnode)
// 递归创建子级元素，并添加到父元素中
if (Array.isArray(children)) {
// 创建子级
let i, l = children.length
for (i = 0; i < l; ++i) {
Api.appendChild(vnode.elm, createElm(children[i]))
}
}
} else if (type === undefined && text) {
// 被非 <Text> 包裹的文字节点
vnode.elm = Api.createTextElement(vnode)
}
// 元素创建成功时，执行设置属性
if (vnode.elm) setProps(vnode.elm, props)
return vnode.elm
}
// 属性处理
// 将 虚拟DOM 上的属性同步设置到 上面创建的真实元素 elm 上
function setProps(elm, props) {
if (elm && typeof props === 'object') {
const keys = Object.keys(props)
let l = keys.length, i
for (i = 0; i < l; i++) {
const key = keys[i]
const value = props[key]
if (key.startsWith('on')) {
// 事件绑定
if (typeof value === 'function') {
const evName = key.substring(2).toLowerCase()
elm.on(evName, value)
}
} else {
// 属性设置
elm[key] = value
}
}
}
}最后，我们可以开始渲染 VNode：
function render(vnode, parent) {
// 根据 vnode 创建出对应的元素
const elm = createElm(vnode)
// 并添加到容器中即可
Api.appendChild(parent, elm)
return elm
}大功告成，到这里我们已经成功完成把 JSX 的初次渲染了。那下一步的需求就是: 如何更新视图呢？ 这里就是传说中的 Diff 算法的用武之地了！
第五站: 时空之匙 - Diff
说到 虚拟DOM 就马上能提到其核心的 diff 算法。当我们通过 setState 去更新组件时，是重新生成一棵全新的完整 虚拟DOM树，此时就需要对比 新旧两棵树的差异点，再针对性更新。也就是一种 计算得出两个对象差异 的算法。
这种 diff 算法其实使用的场景很多，例如我们很熟悉的代码版本控制。前后两份提交的代码需要比对出差异点，然后进行更新保存。只不过这里的 代码文件 变成了 虚拟DOM。由于 虚拟DOM 相当复杂，包含非常多的属性，并且可能拥有非常深的层级，因此如果用常规的循环递归去比较，时间复杂度为 O(n^3)，这性能是无法接受的。
因此天才工程师们基于 Web 视图渲染的一些特征，在比对上通过 制定规则，选择性取舍，大大优化了算法的效率。包含以下三种优化策略:
1. 同层比对策略
由于在大部分 Web 视图渲染中，我们很少会去跨层级移动元素，移动元素通常出现在同层级的列表中，因此这里可以有一个优化策略:
只做同层级的比对，忽略跨层级的元素移动。
传统的 diff 算法需要两层循环，每两个节点之间都需要进行对比。而制定了同层比对后，节点只需要跟同一层级的节点进行比对，如下图所示。
<p style="text-align: center; font-weight: bold;">图2. diff 比对策略</p>
此时，性能已经大大的提升了，时间复杂度优化成 O(n^2)。另外，如果真出现跨层级移动时，会直接将旧元素删除，在新的位置重新创建，也能保证更新的准确行。但可能会导致状态的丢失。
2. 唯一标识策略
虽然我们做了同层比对的优化，但此时有一个问题:
例如图2，当 C1 / C2 交换位置，我们在循环比对时，由于它们均属于相同类型的节点，单单通过 type 并无法正确区分，无法识别出位置的移动。只能做到把 C1 修改成 C2，把 C2 修改成 C1。这样不仅会 损耗性能，而且可能导致 状态丢失。
最优的方式应该就是: 把 C1 与 C2 正确交换位置。关键点就在于: 如何正确识别与区分节点。因此这里便引入了 key 作为唯一标识，用 type + key 便可确切地识别出节点的准确位置，从而将时间复杂度优化成了 O(n)。
3. 组件模式策略
在复杂度方面，已经有了有效的优化。接下来，便是从逻辑层进行优化。
首先一个最大的损耗就是: 无法准确定位目标节点，需要 树遍历 寻找更新的目标节点。
如图2，我们只要更新 D节点，却必须从最根级的 A节点 逐层 diff，完整比对新旧两棵 虚拟树，这里有明显的无谓损耗。如果将 D节点 抽离成一个独立的模块，则可以只调用 D节点 自身的 diff。 因此便引入了 组件模式，能够 碎片化 虚拟DOM。
如果我们确实需要同时更新 A / D 节点呢？其实左边分支 B1 节点并不需要更新，不需要 diff。如果能让 B1 节点拥有一个标识标识自己为非更新目标，在更新流中可以 主动打断更新流。那就可以只 diff A -> B2 -> D 这条线了。这里，便是我们熟知的 shouldComponentUpdate。
Diff 的实现
首先我们先来梳理下两个 VNode diff 可能出现的情况:
-
非同类型节点：
- 直接 创建新元素 并 替换旧元素；
-
同类型节点：
- 更新属性、事件；
- 递归更新子级列表；
<p style="text-align: center;font-weight: bold;">图3. diff 流程图</p>
根据这个流程图，我们可以先从入口开始实现。
function diff(oldVNode, newVNode) {
if (isSameVNode(oldVNode, newVNode)) {
// 开始 diff
// diffVNode
...
} else {
// 新节点替换旧节点
// replaceVNode
...
}
}
// 根据 type || key 判断是否为同类型节点
function isSameVNode(oldVNode, newVNode) {
return oldVNode.key === newVNode.key && oldVNode.type === newVNode.type
}1. 当新旧节点不同时，直接替换 (replaceVNode)
function replaceVNode(oldVNode, newVNode) {
// 移除旧元素
const { elm: oldElm } = oldVNode
const parent = Api.parentNode(oldElm)
Api.removeChild(parent, oldElm)
// 创建新元素，并添加到父级中
const newElm = createElm(newVNode)
Api.appendChild(parent, newElm)
}2. 当新旧节点为同一节点时，开始正式的比对 (diffVNode)
根据上面的流程图，我们也能明白这里我们要做以下这些事:
-
比对属性与事件 (
diffProps)； -
递归比对子级列表: 这里也有三种情况；
- 新旧节点 均有子级列表，则进入 列表比对 (
diffChildren)； -
旧节点没有 子级，新节点有 子级，则 直接 新增 新子级 (
addVNodes)； -
旧节点有 子级，新节点没有 子级，则 直接 删除 旧子级 (
removeVNodes)；
- 新旧节点 均有子级列表，则进入 列表比对 (
根据以上梳理，我们先来实现 diffVNode 这个函数。
function diffVNode(oldVNode, newVNode) {
const { elm, children: oldChild, text: oldText, props: oldProps } = oldVNode
const { children: newChild, text: newText, props: newProps } = newVNode
if (oldVNode === newVNode || !elm) return
// 已判断为同一节点，目的为 更新元素
// 因此直接复用旧元素
newVNode.elm = elm
// 比对属性与事件
diffProps(elm, oldProps, newProps)
const hasOldChild = !!(oldChild && oldChild.length)
const hasNewChild = !!(newChild && newChild.length)
// 判断为 元素节点 或者 文字节点
if (newText === undefined) {
// 元素节点
// 判断如何更新子级
if (hasOldChild && hasNewChild) {
// 新旧节点均存在子级列表时，直接 diff 列表
if (oldChild !== newChild) {
// diff 列表
diffChildren(elm, oldChild, newChild)
}
} else if (hasNewChild) {
// 旧节点 不包含子级，而新节点包含子级
// 则直接新增新子级
addVNodes(elm, null, newChild, 0, newChild.length - 1)
} else if (hasOldChild) {
// 新子级不包含元素，而旧节点包含子级
// 则需要删除旧子级
removeVNodes(elm, oldChild, 0, oldChild.length - 1)
} else if (oldText !== undefined) {
// 当新旧均无子级
// 这里有可能存在 <Text> 标签，且新内容为空
// 因此直接清空旧元素文字
Api.setTextContent(elm, '')
}
} else if (oldText !== newText) {
// 文字节点
// 当新旧文字内容不同时，直接修改内容
Api.setTextContent(elm, newText)
}
}
// 更新属性
function diffProps(elm, oldProps, newProps) {
if (oldProps === newProps || !elm) return
if (typeof oldProps === 'object' && typeof newProps === 'object') {
let keys = Object.keys(oldProps), i, l = keys.length
// 重置被删除的旧属性
for (i = 0; i < l; i++) {
const key = keys[i]
const oldValue = oldProps[key], newValue = newProps[key]
if (key.startsWith('on')) {
/*
* 当存在旧事件，且新旧值不一致时
* 事件解绑
*/
if (typeof oldValue === 'function' && oldValue !== newValue) {
const evName = key.substring(2).toLowerCase()
elm.off(evName, oldValue)
}
} else {
/*
* 属性被赋值时会被自动重置
* 只需要重置被删除的属性即可
*/
if (newValue === undefined) {
// 元素属性默认值
elm[key] = DEFAULT_PROPS[key]
}
}
}
// 设置新属性
setProps(elm, newProps)
}
}比对子级列表 (diffChildren)
其实比对属性、事件都是相对简单的，而 子级列表的比对，才是整个 diff 算法中最核心且最考验性能的部分，因此这里的列表比对算法决定了整个更新渲染的性能。在 虚拟DOM 刚出现时，使用的是比较简单的 深度优先(DFS) + 排序比对 的方式。后来出现了更为高效且沿用至今的 两端比对算法 + Key值比对，直接把 diff 的效率提高了一个层级，且更好理解，有三种优先级不同的比对策略:
- 优先从新旧列表的 两端 的 四个节点 开始进行 两两比对；
-
如果均不匹配，则尝试 key 值比对；
- 如 key 值 匹配上，则移动并更新节点；
- 如 未匹配上，则在对应的位置上 新增新节点；
- 最后全部比对完后，列表中 剩余的节点 执行 删除或新增；
这里这么说大家是不是一脸懵🤣。没事，先稍微理解下就行。我们接下来直接用动画来更直观地看下两端比较算法的具体过程。这里就以刚才 图2 的子级列表为例，即:
- oldChildren 包含 5 个子级节点:
[A, B, C, D, E]； - newChildren 的子级修改为:
[F, C, B, D, A]；
Tips:如新旧列表中的 A，代表这两个节点为 同类型节点，即节点的
type / key均相等；
第一轮比对:
<p style="text-align: center; font-weight: bold;">图4. diff 第一轮循环</p>
-
1. 优先从新旧列表的两端正向开始，不相同:
A !== F且E !== A； -
2. 两端交叉比对，发现 旧列表的第一项与新列表的末项相同 (
isSameVNode):- 把旧列表中的第一项 移动 到最后一项；
- 继续递归 diff 新旧
A；
第二轮比对:
<p style="text-align: center; font-weight: bold;">图5. diff 第二轮循环</p>
-
1. 同样，优先从两端正向比对，
B !== F & E !== D； -
2. 两端交叉比对，
B !== D & E !== F； -
3. 进入 key 比对:
- 固定取 新列表首项 (
F)； - 循环与旧列表 key列表 逐项比对，均 无法匹配；
- 因此为 新节点，直接 创建并添加到旧列表首项；
- 固定取 新列表首项 (
第三轮比对:
<p style="text-align: center; font-weight: bold;">图6. diff 第三轮循环</p>
- 1. 两端正向、交叉比对，不匹配；
-
2. 进入 key 比对；
- 固定取 新列表首项 (
C)； - 循环与旧列表逐项比对，匹配 到旧列表第二项；
- 则把旧列表中的第二项 移动到首项，并继续 递归继续 diff 新旧
C；
- 固定取 新列表首项 (
第四、五轮比对:
<p style="text-align: center; font-weight: bold;">图7. diff 第四五轮循环</p>
-
1. 首项比对，匹配成功；
- 递归继续 diff 新旧
B； - 移动下标，进入下一轮比对；
- 递归继续 diff 新旧
-
2. 同样首项比对匹配；
- 递归继续 diff 新旧
D； - 移动下标，进入下一轮比对；
- 递归继续 diff 新旧
- 3. 新列表循环已结束，删除 旧列表中的剩余节点；
经过了五轮的比对，旧列表已经被成功更新。为了包含我们上面解释的三种策略，举例时用的是复杂度较高，较少出现的场景。在日常业务中，大部分都会更简单，性能表现会更好。接下来，我们把这个算法用代码实现下，采用 双列表游标 + while 循环 的方式:
function diffChildren(parentElm, oldChild, newChild) {
/**
* 更新子级列表
* 双列表游标 + while
*/
// 初始化游标
let oldStartIdx = 0, newStartIdx = 0
let oldEndIdx = oldChild.length - 1, newEndIdx = newChild.length - 1
// 列表首尾节点
let oldStartVNode = oldChild[0], oldEndVNode = oldChild[oldEndIdx]
let newStartVNode = newChild[0], newEndVNode = newChild[newEndIdx]
let oldKeyToIdx, idxInOld, elmToMove, before
/**
* 当起始游标 < 终止游标时，
* 表示列表中仍有未 diff 的节点
* 进入循环
*/
while (oldStartIdx <= oldEndIdx && newStartIdx <= newEndIdx) {
/**
* 1. 排除非有效的节点
* 剔除列表中包含的 undefined || false || null
*/
if (oldStartVNode == null) {
oldStartVNode = oldChild[++oldStartIdx]
} else if (oldEndVNode == null) {
oldEndVNode = oldChild[--oldEndIdx]
} else if (newStartVNode == null) {
newStartVNode = newChild[++newStartIdx]
} else if (newEndVNode == null) {
newEndVNode = newChild[--newEndIdx]
} else if (isSameVNode(oldStartVNode, newStartVNode)) {
/**
* 2. 正反向两两比对列表首项与末项匹配成功
* 移动游标，递归 diff 两个节点
* 均未匹配上，则进入 3. key 值比对
*/
diff(oldStartVNode, newStartVNode)
oldStartVNode = oldChild[++oldStartIdx]
newStartVNode = newChild[++newStartIdx]
} else if (isSameVNode(oldEndVNode, newEndVNode)) {
diff(oldEndVNode, newEndVNode)
oldEndVNode = oldChild[--oldEndIdx]
newEndVNode = newChild[--newEndIdx]
} else if (isSameVNode(oldStartVNode, newEndVNode)) {
Api.insertBefore(parentElm, oldStartVNode.elm, Api.nextSibling(oldEndVNode.elm))
diff(oldStartVNode, newEndVNode)
oldStartVNode = oldChild[++oldStartIdx]
newEndVNode = newChild[--newEndIdx]
} else if (isSameVNode(oldEndVNode, newStartVNode)) {
Api.insertBefore(parent, oldEndVNode.elm, oldStartVNode.elm)
diff(oldEndVNode, newStartVNode)
oldEndVNode = oldChild[--oldEndIdx]
newStartVNode = newChild[++newStartIdx]
} else {
/**
* 3. 两端比对均不匹配
* 进入 key 值比对
*/
// 根据剩余的旧列表创建 key list
if (!oldKeyToIdx) {
oldKeyToIdx = createKeyList(oldChild, oldStartIdx, oldEndIdx)
}
// 判断新列表项的 key值 是否存在
idxInOld = oldKeyToIdx[newStartVNode.key || '']
if (!idxInOld) {
/*
* 4. 新 key 值在旧列表中不存在
* 直接将该节点插入
*/
Api.insertBefore(parentElm, createElm(newStartVNode), oldStartVNode.elm)
newStartVNode = newChild[++newStartIdx]
} else {
/*
* 5. 新 key 在旧列表中存在时
* 继续判断是否为同类型节点
*/
elmToMove = oldChild[idxInOld]
if (isSameVNode(elmToMove, newStartVNode)) {
/*
* 6. 新旧节点类型一致
* key 有效，直接移动并 diff
*/
Api.insertBefore(parentElm, elmToMove.elm, oldStartVNode.elm)
diff(elmToMove, newStartVNode)
// 清空旧列表项
// 后续的比对可以直接跳过
oldChild[idxInOld] = undefined
} else {
/*
* 7. 新旧节点类型不一致
* key 效，直接创建元素并插入
*/
Api.insertBefore(parentElm, createElm(newStartVNode), oldStartVNode.elm)
}
newStartVNode = newChild[++newStartIdx]
}
}
}
/*
* 8. 当有游标列表为空时，则结束循环，进入策略3
* 当 旧列表为空 时，则创建并插入新列表中的剩余节点
* 当 新列表为空 时，则删除旧列表中的剩余节点
*/
if (oldStartIdx <= oldEndIdx || newStartIdx <= newEndIdx) {
if (oldStartIdx > oldEndIdx) {
// 新增节点
const vnode = newChild[newEndIdx + 1]
before = vnode ? vnode.elm : null
addVNodes(parentElm, before, newChild, newStartIdx, newEndIdx)
} else {
// 删除节点
removeVNodes(parentElm, oldChild, oldStartIdx, oldEndIdx)
}
}
}恭喜童鞋们~ 我们完成了传说中的 两端比对算法 咯🥳。其实只要按比对的优先级把逻辑理清楚，逐一执行判断，思路还是比较清晰的。
实践建议
通过上面真正的代码编写以及了解实现原理后，我们其实能从中找到一些好的实践方式，从而优化我们的代码，提高性能。
1.props的传递
JSX 中标签可以传递属性，最简单的方式就是 值传递:
const tmp = <Container text="text" data={{ a: 1 }}>Text</Container>由于在比对的时候，在判断 props 是否发生变化时，采用 全等 的比较。因此，当出现值是 引用对象 时，如果直接像上面这样, data 写在 JSX 中，则每次 diff 时 data 的值都是全新的对象，不会相等。即使对象属性全部一致，但每次均需要循环比对每一项属性。
因此建议:
- 当属性值为 引用对象 时，如
Object、Array、Function等，直接使用 引用传递:
const data = { a: 1 }
const tmp = <Container text="text" data={data}>Text</Container>- 同理，当数据需要修改时，不要直接修改源对象，而是应该 遵循数据不可变原则，生成一个新对象。
这样的建议可以有效降低 diff 时的性能损耗，当场景复杂时，收益就比较可观了。
2. 渲染树结构稳定
diff 算法采用的 同层比对 的策略，因此如果是跨层级的移动，就会 重新创建新节点并删除原来的节点，并不是真正的移动。所以保证 渲染树结构稳定 可以有效提高性能。
- 尽量避免节点的 跨层级移动；
- 如无法避免，则需要考虑 状态同步 的问题；
- 同层移动同样也会在
diff时需要额外的循环比对，应该减少不必要的频繁移动；
3. key 的使用
当需要列表中 VNode 的 同层移动 时，加上唯一标识 key 能有效提高 diff 性能，避免元素的 重渲染。
- 注意确保
VNode.key在diff前后的 一致，这样才可有效提升性能，避免使用index、Math.random、时间戳等值； - 即使在非循环列表渲染时，给标签添加
key值同样会生效，不同的key会导致节点被判定为非同类节点，从而进行替换；
4. 组件化
-
复用性高 且需要 频繁更新 的节点抽离成 组件，会使
VNode Tree碎片化，从而能更有效地进行 局部更新，减少触发diff的节点数量，提高性能且提高代码复用率； - 但由于组件的创建和
diff相比普通节点来说更为 复杂，需要执行例如生命周期，组件比对 等，所以需要 合理规划，避免 过分组件化 导致 内存的浪费和影响性能，一些 复用率低的静态元素 直接使用元素节点更为合理；
第六站: 休憩之地 - 总结归纳
受篇幅所限，本文暂且完成到这里。先来总结回顾下我们完成的部分:
-
1.
JSX是一种 动态模板语法，通过Babel编译为createElement函数； -
2.
createElement将JSX转换为 虚拟Dom(VNode)，包含完整的标签信息 (类型、属性、子级列表)； - 3. 虚拟DOM 是一种 牺牲最小性能与空间，换取 架构优化 的方式，其 组件化 以及 解耦 的思想，提高了项目的拓展性、复用性与可维护性，同时为 跨平台渲染 奠定基础；
-
4. 通过实现
createElm与render，完成VNode的 初次渲染； -
5.
Diff是一种 计算得出两个 VNode 差异 的算法，使用 同层比对、唯一标识、组件模式 优化了算法比对性能，将时间复杂度降低为O(n)； -
6. 列表比对 (
diffChildren) 采用 两端比对算法 + Key值比对 算法，大大提高了Diff效率； -
7. 实现
diffVNode、diffProps、diffChildren，完成VNode的 动态更新；
我们完成了框架最核心的 JSX - Render - Diff 的渲染更新的主机制，奠定了最底层的基础。在下一篇文章中，我们将继续基于此完成 组件化(Component)、组件更新(setState) 以及 生命周期。希望能帮助大家更了解 React，掌握一些优秀的编程思维。
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这篇文章所完成的类 React 框架是过去几个月我自己在 Web 游戏方面的尝试和探索，目的是期望能 降低传统前端工程师开发游戏的门槛 和 引入前端开发模式提升开发效率，使 前端开发 与 游戏开发 形成一定程度的优势互补。当然这个目标很大，也并不简单，规划中仍然有许多工作要做。有兴趣的小伙伴移步 github 查看完整代码:
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