React 的调和算法Diffing 算法策略详解

算法策略

React的调和算法，主要发生在render阶段，调和算法并不是一个特定的算法函数，而是指在调和过程中，为提高构建workInProcess树的性能，以及Dom树更新的性能，而采用的一种策略，又称diffing算法。 在React 的官网上描述“Diffing” 算法时，提到了“diffing two trees”，但是在源码实现时，并不是创建好两棵树后，再从上往下的diffing这两棵树。这个diffing发生在搭建子节点时, 实际是新生成的ReactElement 与 current树上fibe节点的diffing。 为了将diffing算法的时间复杂度控制在O(n)（树diff的时间复杂度涉及到树的编辑距离，可以看这里）, 采用了如下策略：

只比较同层级的节点，（貌似这一点没有在官网中提到）

对于单节点比较，如果当前节点type 和 key 不相同，不再比较其下子节点，直接删掉该节点及其下整棵子树，根据ReactElement重新生成节点树。因为React认为不同类型的组件生成的树形结构不一样，不必复用。

如果子节点是数组，可根据唯一的key值定位节点进行比较，这样即使子节点顺序发生变化，也可以根据key值进行复用。

值得注意的是，所有节点的diffing都会比较key，key 默认值为null。若是没有设置，则null是恒等于null的，认为key是相同的。

单节点diffing

单个节点进行diffing时，会diffing两组属性：fibe.elementType vs ReactElement.type ， fibe.key vs ReactElement.key, 如果这两组属性都相等，数据结构的物理空间会有如下复用逻辑（详见源码reconcileSingleElement函数）：

1. 如果current fibe 存在 alternate 节点，（这意味着这个fibe节点之前参与过调和），则复用该alternate节点的物理空间；否则需要clone current fibe节点，占用新的物理空间
2. 对应的instance 或者 Dom 会被复用
3. current fibe 下的child树也会被直接挂载过来（下一步递归子节点时，会被使用）

如果两组属性有一个不相等：

• fibe 根据ReactElement重新创建
• 对应的instance和Dom 也会重建
• child 树全部删除。

如果生成的ReactElement 是单节点，但是对应的current树上是多节点时，会从逐一查找有没有匹配的，找到匹配的，其他的都删除；找不到，全部删除。例如Couter组件有如下逻辑：当点击次数大于10时，隐藏点击按钮。当到达第10次时，span节点会被复用。

class Counter extends React.Component{
    state={
        count:0
    }
    addCount = ()=>{
        const count = this.state.count+1;
        this.setState({count})
    }
    componentDidUpdate(){
        console.log("updated")
    }
    render(){
        return this.state.count < 10 ? [
            <button onClick={this.addCount}>点击</button>
            <span>点击次数：{this.state.count}</span>
        ]:<span>点击次数：{this.state.count}</span>;
    }
}

数组节点diffing

数组节点进行diffing时，流程比较复杂：（源码见reconcileChildrenArray函数）

中间有两次重要的遍历，第一次按index遍历，新旧节点依次比较，遇到key值不匹配的立即中断遍历。 第二次遍历，对剩下的旧节点建立 “key - 节点”的Map表，遍历剩下的新节点，按key值从表中查找旧节点进行比较。以下是三种case下，新旧节点匹配比较的情况。

key值的使用要求

从单节点和数组节点的diffing上看，key值主要是为了减少新建。为了保证diffing时新建旧节点能匹配上，key值使用时有如下注意：

1. 得稳定，如果key值每次都变化（比如使用了随机数），diffing时，新旧节全部匹配不上，将会引起大量的新建；
2. 必须得唯一，如果key值不唯一，在建立“key - 节点”的Map表时，会遗漏和错乱，导致页面更新错误。

对于单节点，diffing时key值也会用到，不要认为其没用随便乱设置。 也有一些不规范的用法，对单节点使用key值来实现组件的销毁和重建，但这种用法是不符合React的设计理念的。

例如，有一个日志组件，内部拉取日志数据，对外部没有数据依赖。但是在需求迭代时，在同页面增加了审批操作，审批后，后端会新增一条日志数据，这时候会希望前端页面实时的展示新增的日志数据，会需要触发日志组件重新拉取数据。如果不使用向上提升数据的方式来解决问题，可以给该组件指定一个随机的key，当审批操作完成时，修改key值，则组件就会重新构建。但这种方式的开销较高，整个组件树都会销毁重建。可以采用其他解决方案代替，例如可以给该组件指定ref，当审批完成后，通过ref调用该组件的刷新函数，重新获取数据，更新组件。

对于数组节点，key值主要是在子节点位置发生大的错位时，会起到关键作用。 对于普通的末尾新增，和末尾删除，第一次index遍历就可以匹配完，不会进入第二次key map的遍历。 因为key值对“稳定”和“唯一”性这两个要求，一般前端会需要后端对list数据提供一个唯一标识，对于聚合接口，会给后端增加额外工作，这种情况，可以先了解数据的变化特性，再决定是否真的需要设置key。

对于上面的日志组件，日志是一个列表，新增的日志，都是插在第一行，如果不设置key，基本上所有的子节点都要更新。如果设置key，就需要后端服务为每一条日志增加“永远”惟一的标识符，例如id。曾经经历过一次因为key值的唯一性变化，导致数据更新时页面展示错误的案例。