每天⼀点⾯试题(8)------------diff算法详解
diff算法的作⽤
计算出Virtual DOM中真正变化的部分,并只针对该部分进⾏原⽣DOM操作,⽽⾮重新渲染整个页⾯。
传统diff算法
通过循环递归对节点进⾏依次对⽐,算法复杂度达到 O(n^3) ,n是树的节点数,这个有多可怕呢?——如果要展⽰1000个节点,得执⾏上亿次⽐较。。即便是CPU快能执⾏30亿条命令,也很难在⼀秒内计算出差异。
React的diff算法
(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 。
(2)什么是React diff算法?
diff算法是调和的具体实现。
diff策略
React⽤ 三⼤策略 将O(n^3)复杂度 转化为 O(n)复杂度
diff函数策略⼀(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。
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。
策略三(element diff):
对于同⼀层级的⼀组⼦节点,通过唯⼀id区分。
tree diff
(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。
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。
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。
component diff
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。
element diff
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
(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
(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
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。
源码部分
diff.js
zzvar _ =require('./util')
var patch =require('./patch')
var listDiff =require('list-diff2')
function diff(oldTree, newTree){
var index =0
var patches ={}
dfsWalk(oldTree, newTree, index, patches)
return patches
}
function dfsWalk(oldNode, newNode, index, patches){
var currentPatch =[]
// 节点被移除Node is removed.
if(newNode ===null){
// Real DOM node will be removed when perform reordering,
// so has no needs to do anthings in here
//节点为⽂本内容改变TextNode content replacing
}else if(_.isString(oldNode)&& _.isString(newNode)){
if(newNode !== oldNode){
currentPatch.push({ type: patch.TEXT, content: newNode })
}
//节点类型相同遍历属性和孩⼦
/
/ Nodes are the same, diff old node's props and children
}else if(
oldNode.tagName === newNode.tagName &&
oldNode.key === newNode.key
){
// Diff props 遍历属性
var propsPatches =diffProps(oldNode, newNode)
if(propsPatches){
if(propsPatches){
currentPatch.push({ type: patch.PROPS, props: propsPatches })
}
/
/ Diff children. If the node has a `ignore` property, do not diff children
// 遍历孩⼦
if(!isIgnoreChildren(newNode)){
diffChildren(
oldNode.children,
newNode.children,
index,
patches,
currentPatch
)
}
/
/ 节点类型不同新节点直接替换旧节点Nodes are not the same, replace the old node with new node }else{
currentPatch.push({ type: patch.REPLACE, node: newNode })
}
//index是每个节点都有的⼀个索引每个!
if(currentPatch.length){
patches[index]= currentPatch
}
}
//为什么这⾥要把⼦节点的递归单独写出来⽽不直接写在dfswalk函数⾥⾯呢?
//我认为其实⾮要写也是可以写进dfswalk⾥⾯的,但是为了功能分离、解耦所以单独提出来写function diffChildren(oldChildren, newChildren, index, patches, currentPatch){
//该key就指的是循环绑定上的key值
var diffs =listDiff(oldChildren, newChildren,'key')
newChildren = diffs.children
ves.length){
var reorderPatch ={ type: patch.REORDER, moves: ves }
currentPatch.push(reorderPatch)
}
var leftNode =null
var currentNodeIndex = index
_.each(oldChildren,function(child, i){
var newChild = newChildren[i]
currentNodeIndex =(leftNode && unt)
//index当前的节点的标志。因为在深度优先遍历的过程中,每个节点都有⼀个index
//count为⼦节点个数
//为什么这⾥是+unt, 因为每次diffChildren是遍历该节点的⼦节点按照顺序来
//⾃⼰的第⼀个⼦节点是⾃⼰的index再加上和左边节点的⼦节点数也就是leftNode.index
//第⼀次进diffchildren函数肯定是第⼀个节点,不存在有左边的节点,所以...
? currentNodeIndex + unt +1
//
: currentNodeIndex +1
dfsWalk(child, newChild, currentNodeIndex, patches)
leftNode = child
})
}
function diffProps(oldNode, newNode){
var count =0
var oldProps = oldNode.props
var newProps = newNode.props
var key, value
var propsPatches ={}
// Find out different properties
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