重点

React中的 DOM diff

前言

React diff 作为 Virtual DOM 的加速器,其算法上的改进优化是 React 整个界面渲染的基础,以及性能提高的保障

React 中最值得称道的部分莫过于 Virtual DOM 与 diff 的完美结合,特别是其高效的 diff 算法,让用户可以无需顾忌性能问题而”任性自由”的刷新页面,让开发者也可以无需关心 Virtual DOM 背后的运作原理,因为 React diff 会帮助我们计算出 Virtual DOM 中真正变化的部分,并只针对该部分进行实际 DOM 操作,而非重新渲染整个页面,从而保证了每次操作更新后页面的高效渲染,因此 Virtual DOM 与 diff 是保证 React 性能口碑的幕后推手。

传统 diff 算法

计算一棵树形结构转换成另一棵树形结构的最少操作,是一个复杂且值得研究的问题。传统 diff 算法通过循环递归对节点进行依次对比,效率低下,算法复杂度达到 O(n^3),其中 n 是树中节点的总数。O(n^3) 到底有多可怕,这意味着如果要展示1000个节点,就要依次执行上十亿次的比较。这种指数型的性能消耗对于前端渲染场景来说代价太高了!现今的 CPU 每秒钟能执行大约30亿条指令,即便是最高效的实现,也不可能在一秒内计算出差异情况。

如果 React 只是单纯的引入 diff 算法而没有任何的优化改进,那么其效率是远远无法满足前端渲染所要求的性能。

因此,想要将 diff 思想引入 Virtual DOM,就需要设计一种稳定高效的 diff 算法,而 React 做到了!

那么,React diff 到底是如何实现的呢?

React diff 策略

React 通过制定大胆的策略,将 O(n^3) 复杂度的问题转换成 O(n) 复杂度的问题。

(1)什么是调和?

将Virtual DOM树转换成actual DOM树的最少操作的过程 称为 调和 。

tip(2)什么是React diff算法?

diff算法是调和的具体实现。

策略一(tree diff):

Web UI中DOM节点跨层级的移动操作特别少,可以忽略不计。
(1)React通过updateDepth对Virtual DOM树进行层级控制。
(2)对树分层比较,两棵树 只对同一层次节点 进行比较。如果该节点不存在时,则该节点及其子节点会被完全删除,不会再进一步比较。
(3)只需遍历一次,就能完成整棵DOM树的比较。
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那么问题来了,如果DOM节点出现了跨层级操作,diff会咋办呢?

答:diff只简单考虑同层级的节点位置变换,如果是跨层级的话,只有创建节点和删除节点的操作。 Image 如上图所示,以A为根节点的整棵树会被重新创建,而不是移动,因此 官方建议不要进行DOM节点跨层级操作,可以通过CSS隐藏、显示节点,而不是真正地移除、添加DOM节点。

策略二(component diff):

拥有相同类的两个组件 生成相似的树形结构, 拥有不同类的两个组件 生成不同的树形结构。

React对不同的组件间的比较,有三种策略
  • (1)同一类型的两个组件,按原策略(层级比较)继续比较Virtual DOM树即可。
  • (2)同一类型的两个组件,组件A变化为组件B时,可能Virtual DOM没有任何变化,如果知道这点(变换的过程中,Virtual DOM没有改变),可节省大量计算时间,所以 用户 可以通过 shouldComponentUpdate() 来判断是否需要 判断计算。
  • (3)不同类型的组件,将一个(将被改变的)组件判断为dirty component(脏组件),从而替换 整个组件的所有节点。

注意:如果组件D和组件G的结构相似,但是 React判断是 不同类型的组件,则不会比较其结构,而是删除 组件D及其子节点,创建组件G及其子节点。

策略三(element diff):

对于同一层级的一组子节点,通过唯一id区分。 当节点处于同一层级时,diff提供三种节点操作:删除、插入、移动。
插入:组件 C 不在集合(A,B)中,需要插入
删除:(1)组件 D 在集合(A,B,D)中,但 D的节点已经更改,不能复用和更新,所以需要删除 旧的 D ,再创建新的。
(2)组件 D 之前在 集合(A,B,D)中,但集合变成新的集合(A,B)了,D 就需要被删除。
移动:组件D已经在集合(A,B,C,D)里了,且集合更新时,D没有发生更新,只是位置改变,如新集合(A,D,B,C),D在第二个,无须像传统diff,让旧集合的第二个B和新集合的第二个D 比较,并且删除第二个位置的B,再在第二个位置插入D,而是 (对同一层级的同组子节点) 添加唯一key进行区分,移动即可


重点说下移动的逻辑:

情形一:新旧集合中存在相同节点但位置不同时,如何移动节点

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  • (1)看着上图的 B,React先从新中取得B,然后判断旧中是否存在相同节点B,当发现存在节点B后,就去判断是否移动B。 B在旧 中的index=1,它的lastIndex=0,不满足 index < lastIndex 的条件,因此 B 不做移动操作。此时,一个操作是,lastIndex=(index,lastIndex)中的较大数=1. 注意:lastIndex有点像浮标,或者说是一个map的索引,一开始默认值是0,它会与map中的元素进行比较,比较完后,会改变自己的值的(取index和lastIndex的较大数)
  • (2)看着 A,A在旧的index=0,此时的lastIndex=1(因为先前与新的B比较过了),满足index<lastIndex,因此,对A进行移动操作,此时lastIndex=max(index,lastIndex)=1
  • (3)看着D,同(1),不移动,由于D在旧的index=3,比较时,lastIndex=1,所以改变lastIndex=max(index,lastIndex)=3
  • (4)看着C,同(2),移动,C在旧的index=2,满足index<lastIndex(lastIndex=3),所以移动。
    由于C已经是最后一个节点,所以diff操作结束

情形二:新集合中有新加入的节点,旧集合中有删除的节点

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  • (1)B不移动,不赘述,更新l astIndex=1
  • (2)新集合取得 E,发现旧不存在,故在lastIndex=1的位置 创建E,更新lastIndex=1
  • (3)新集合取得C,C不移动,更新lastIndex=2
  • (4)新集合取得A,A移动,同上,更新lastIndex=2
  • (5)新集合对比后,再对旧集合遍历。判断 新集合 没有,但 旧集合 有的元素(如D,新集合没有,旧集合有),发现 D,删除D,diff操作结束。

diff的不足与待优化的地方

Image

  • 看图的 D,此时D不移动,但它的index是最大的,导致更新lastIndex=3,从而使得其他元素A,B,C的index<lastIndex,导致A,B,C都要去移动。
    理想情况是只移动D,不移动A,B,C。因此,在开发过程中,尽量减少类似将最后一个节点移动到列表首部的操作,当节点数量过大或更新操作过于频繁时,会影响React的渲染性能

学习链接

Redux中间件

1、applyMiddleware

  • 方便调试,实时触发,线下使用
import {createStore,applyMiddleware} from 'redux';
import reducers from './reducers';
import Logger from 'redux-logger';

export default createStore(reducers, applyMiddleware(Logger))

2、redux-thunk

  • 目的:异步解决方案
  • 支持action的写法有对象变为函数
  • 可以发送多个dispatch
  • 改变action
  • 同时会帮我们注入两个参数dispatch和getState
  • 在异步操作完成之后再触发dispatch操作
dispatch((dispatch, getState)=>{
    // getState可以获取全局的state
    dispatch({
        type:"START"
    })
    fetch('/data.json')
    .then(res=>res.json())
    .then(success=>{
        if(success){
            dispatch({
                type:"FETCH_LIST",
                payLoad:success.arr
            })
        }else{
            dispatch({
                type:"FETCH_TAIL"
            })
        }
    })
})

3、redux-saga

  • 拦截请求
  • 解决异步
  • 不会改变action
  • take 拦截
  • takeEvery 每次都拦截

4、redux-thunk

  • 改写action

MVVM 与 MVC

1、MVVM是什么?

  1. MVVM是Model-View-ViewModel的简写
  2. 它本质上是MVC 的改进版
  3. MVVM(Model-View-ViewModel)框架的由来是MVP(Model-View-Presenter)模式与WPF结合的应用方式时发展演变过来的一种新型架构框架

2、MVVM优点

  • MVVM模式和MVC模式一样,主要目的是分离视图(View)和模型(Model),有几大优点

  1. 低耦合:视图(View)可以独立于Model变化和修改,一个ViewModel可以绑定到不同的"View"上,当View变化的时候Model可以不变,当Model变化的时候View也可以不变
  2. 可重用性:你可以把一些视图逻辑放在一个ViewModel里面,让很多view重用这段视图逻辑
  3. 独立开发:开发人员可以专注于业务逻辑和数据的开发(ViewModel),设计人员可以专注于页面设计,使用Expression Blend可以很容易设计界面并生成xml代码
  4. 可测试:界面素来是比较难于测试的,而现在测试可以针对ViewModel来写
上次更新: 2019-5-8 11:06:53