React diff算法

Posted 2021-10-08 YuLong~W

文章目录

• diff算法
• • 三大策略
  • key的作用
  • index和id作为key的区别

diff算法

传统diff 对比 react diff：

传统的diff算法追求的是“完全”以及“最小”，而react diff则是放弃了这两种追求

在传统的diff算法下，对比前后两个节点，如果发现节点改变了，会继续去比较节点的子节点，一层一层去对比。就这样循环递归去进行对比，复杂度就达到了o(n3)，n是树的节点数，想象一下如果这棵树有1000个节点，得执行上十亿次比较，这种量级的对比次数，时间基本要用秒来做计数单位。

其实 React 的 virtual dom 的性能好也离不开它本身特殊的diff算法。传统的diff算法时间复杂度达到o(n³)，而 react 的 diff算法 时间复杂度只是o(n)，react的 diff 能减少到o(n)依靠的是react diff的三大策略。

三大策略

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1、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

React 对 Virtual DOM树 进行层级控制，只会对 相同层级的DOM节点进行比较，即同一个父元素下的所有子节点，当发现节点已经不存在了，则会删除掉该节点下所有的子节点，不会再进行比较。这样只需要对DOM树进行一次遍历，就可以完成整个树的比较。复杂度变为O(n)

如果DOM节点出现了跨层级操作，diff处理方式：

如下图所示，A节点及其子节点被整个移动到D节点下面去，由于React只会简单的考虑同级节点的位置变换，而对于不同层级的节点，只有创建和删除操作，所以当根节点发现A节点消失了，就会删除A节点及其子节点，当D发现多了一个子节点A，就会创建新的A作为其子节点。

由此可以发现，当出现节点跨层级移动时，并不会出现想象中的移动操作，而是会进行删除，重新创建的动作，这是一种很影响React性能的操作。因此官方也不建议进行DOM节点跨层级的操作。

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2、component diff：拥有相同类的两个组件将会生成相似的树形结构，拥有不同类的两个组件将会生成不同的树形结构

最核心的策略还是看结构是否发生改变。React是基于组件构建应用的，对于组件间的比较所采用的策略也是非常简洁和高效的

• 如果是 同一个类型 的组件，则按照原策略进行Virtual DOM比较。
• 如果是 不同类型 的组件，则将其判断为dirty component，从而替换整个组价下的所有子节点。
• 如果是 同一个类型 的组件，有可能经过一轮Virtual DOM比较下来，并没有发生变化。如果能够提前确切知道这一点，那么就可以省下大量的diff运算时间。因此，React允许用户通过shouldComponentUpdate() 来判断该组件是否需要进行 diff算法分析。

如下图所示，当组件D变为组件G时，哪怕这两个组件结构相似，一旦React判断D和G是不用类型的组件，就不会比较两者的结构，而是直接删除组件D，重新创建组件G及其子节点。也就是说，如果当两个组件是不同类型但结构相似时，其实进行diff算法分析会影响性能，但是毕竟不同类型的组件存在相似DOM树的情况在实际开发过程中很少出现，因此这种极端因素很难在实际开发过程中造成重大影响。

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3、element diff：对于同一层级的一组子节点，它们可以通过唯一id或者key 进行区分

当节点属于同一层级时，diff提供了3种节点操作，分别为INSERT_MARKUP(插入)， MOVE_EXISTING(移动)，REMOVE_NODE(删除)

操作	描述
插入	新节点不存在于旧集合当中，即全新的节点，就会执行插入操作
移动	新节点在旧集合中存在，并且只做了位置上的更新，就会复用之前的节点，做移动操作，可以复用以前的DOM节点。
删除	新节点在旧集合中存在，但节点做出了更改不能直接复用，做出删除操作。或者旧节点不在新集合里的，也需要执行删除操作

key的作用

问题：react中的 key 有什么作用？（key的内部原理是什么？）

虚拟DOM中key的作用：

• 简单的说: key是虚拟DOM对象的标识, 在更新显示时key起着极其重要的作用
• 详细的说: 当状态中的数据发生变化时，react会根据【新数据】生成【新的虚拟DOM】，随后React进行 【新虚拟DOM】与【旧虚拟DOM】的diff比较，比较规则如下：
  • 1、 旧虚拟DOM中找到与新虚拟DOM相同的key：
    • 若虚拟DOM中内容没变, 直接使用之前的真实DOM
    • 若虚拟DOM中内容变了,则生成新的真实DOM，随后替换掉页面中之前的真实DOM
  • 2、 旧虚拟DOM中未找到与新虚拟DOM相同的key：
    • 根据数据创建新的真实DOM，随后渲染到到页面

index和id作为key的区别

class Person extends React.Component {
    state = {
        persons: [
            { id: 1, name: '小张', age: 18 },
            { id: 2, name: '小李', age: 19 },
        ]
    }
    add = () => {
        const { persons } = this.state
        const p = { id: persons.length + 1, name: '小王', age: 20 }
        this.setState({ persons: [p, ...persons] })
    }
    render() {
        return (
            <div>
                <h2>展示人员信息</h2>
                <button onClick={this.add}>添加一个小王</button>
                <h3>使用index（索引值）作为key</h3>
                <ul>
                    {
                        this.state.persons.map((personObj, index) => {
                            return <li key={index}>{personObj.name}---{personObj.age}<input type="text" /></li>
                        })
                    }
                </ul>
                <hr />
                <hr />
                <h3>使用id（数据的唯一标识）作为key</h3>
                <ul>
                    {
                        this.state.persons.map((personObj) => {
                            return <li key={personObj.id}>{personObj.name}---{personObj.age}<input type="text" /></li>
                        })
                    }
                </ul>
            </div>
        )
    }
}

ReactDOM.render(<Person />, document.getElementById('test'))

执行结果：

慢动作回放----使用index索引值作为key：

初始数据：
            {id:1,name:'小张',age:18},
            {id:2,name:'小李',age:19},
初始的虚拟DOM：
            <li key=0>小张---18<input type="text"/></li>
            <li key=1>小李---19<input type="text"/></li>

更新后的数据：
            {id:3,name:'小王',age:20},
            {id:1,name:'小张',age:18},
            {id:2,name:'小李',age:19},
更新数据后的虚拟DOM：
            <li key=0>小王---20<input type="text"/></li>
            <li key=1>小张---18<input type="text"/></li>
            <li key=2>小李---19<input type="text"/></li>
id为1和2的数据进行重新渲染，效率降低，并引发错误的Dom更新问题

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慢动作回放----使用id唯一标识作为key：

初始数据：
            {id:1,name:'小张',age:18},
            {id:2,name:'小李',age:19},
初始的虚拟DOM：
            <li key=1>小张---18<input type="text"/></li>
            <li key=2>小李---19<input type="text"/></li>

更新后的数据：
            {id:3,name:'小王',age:20},
            {id:1,name:'小张',age:18},
            {id:2,name:'小李',age:19},
更新数据后的虚拟DOM：
            <li key=3>小王---20<input type="text"/></li>
            <li key=1>小张---18<input type="text"/></li>
            <li key=2>小李---19<input type="text"/></li>
id为1和2的数据进行复用，并没有重新渲染，提高了效率

用index作为key可能会引发的问题：

1. 若对数据进行 逆序添加、逆序删除等破坏顺序操作:
   会产生 没有必要的真实DOM更新 ==> 界面效果没问题, 但效率低。
2. 如果结构中还 包含输入类的DOM：
   会产生 错误DOM更新 ==> 界面有问题。
3. 如果不存在对数据的逆序添加、逆序删除等破坏顺序操作，仅用于渲染列表用于展示，使用index作为key是没有问题的。

开发中如何选择key:

1. 最好使用每条数据的唯一标识作为key, 比如id、手机号、身份证号、学号等唯一值
2. 如果确定只是简单的展示数据，用index也是可以的。