react diff算法淺析

diff算法做爲Virtual DOM的加速器，其算法的改進優化是React整個界面渲染的基礎和性能的保障，同時也是React源碼中最神祕的，最難以想象的部分

1.傳統diff算法
計算一棵樹形結構轉換爲另外一棵樹形結構須要最少步驟，若是使用傳統的diff算法經過循環遞歸遍歷節點進行對比，其複雜度要達到O(n^3)，其中n是節點總數，效率十分低下，假設咱們要展現1000個節點，那麼咱們就要依次執行上十億次的比較。

下面附上一則簡單的傳統diff算法：

let result = [];
// 比較葉子節點
const diffLeafs = function (beforeLeaf, afterLeaf) {
// 獲取較大節點樹的長度
let count = Math.max(beforeLeaf.children.length, afterLeaf.children.length);
// 循環遍歷
for (let i = 0; i < count; i++) {
const beforeTag = beforeLeaf.children[i];
const afterTag = afterLeaf.children[i];
// 添加 afterTag 節點
if (beforeTag === undefined) {
result.push({ type: "add", element: afterTag });
// 刪除 beforeTag 節點
} else if (afterTag === undefined) {
result.push({ type: "remove", element: beforeTag });
// 節點名改變時，刪除 beforeTag 節點，添加 afterTag 節點
} else if (beforeTag.tagName !== afterTag.tagName) {
result.push({ type: "remove", element: beforeTag });
result.push({ type: "add", element: afterTag });
// 節點不變而內容改變時，改變節點
} else if (beforeTag.innerHTML !== afterTag.innerHTML) {
if (beforeTag.children.length === 0) {
result.push({
type: "changed",
beforeElement: beforeTag,
afterElement: afterTag,
html: afterTag.innerHTML
});
} else {
// 遞歸比較
diffLeafs(beforeTag, afterTag);
}
}
}
return result;
}
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2.react diff算法
1. diff策略
下面介紹一下react diff算法的3個策略

Web UI 中DOM節點跨層級的移動操做特別少，能夠忽略不計
擁有相同類的兩個組件將會生成類似的樹形結構，擁有不一樣類的兩個組件將會生成不一樣的樹形結構。
對於同一層級的一組子節點，它們能夠經過惟一id進行區分。
對於以上三個策略，react分別對tree diff,component diff,element diff進行算法優化。

2.tree diff
基於策略一，WebUI中DOM節點跨層級的移動操做少的能夠忽略不計，React對Virtual DOM樹進行層級控制，只會對相同層級的DOM節點進行比較，即同一個父元素下的全部子節點，當發現節點已經不存在了，則會刪除掉該節點下全部的子節點，不會再進行比較。這樣只須要對DOM樹進行一次遍歷，就能夠完成整個樹的比較。複雜度變爲O(n);

疑問：當咱們的DOM節點進行跨層級操做時，diff會有怎麼樣的表現呢？

以下圖所示，A節點及其子節點被整個移動到D節點下面去，因爲React只會簡單的考慮同級節點的位置變換，而對於不一樣層級的節點，只有建立和刪除操做，因此當根節點發現A節點消失了，就會刪除A節點及其子節點，當D發現多了一個子節點A，就會建立新的A做爲其子節點。
此時，diff的執行狀況是：

createA-->createB-->createC-->deleteA
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由此能夠發現，當出現節點跨層級移動時，並不會出現想象中的移動操做，而是會進行刪除，從新建立的動做，這是一種很影響React性能的操做。所以官方也不建議進行DOM節點跨層級的操做。

3.componnet diff
React是基於組件構建應用的，對於組件間的比較所採用的策略也是很是簡潔和高效的。

若是是同一個類型的組件，則按照原策略進行Virtual DOM比較。
若是不是同一類型的組件，則將其判斷爲dirty component，從而替換整個組價下的全部子節點。
若是是同一個類型的組件，有可能通過一輪Virtual DOM比較下來，並無發生變化。若是咱們可以提早確切知道這一點，那麼就能夠省下大量的diff運算時間。所以，React容許用戶經過shouldComponentUpdate()來判斷該組件是否須要進行diff算法分析。
以下圖所示，當組件D變爲組件G時，即便這兩個組件結構類似，一旦React判斷D和G是不用類型的組件，就不會比較二者的結構，而是直接刪除組件D，從新建立組件G及其子節點。雖然當兩個組件是不一樣類型但結構類似時，進行diff算法分析會影響性能，可是畢竟不一樣類型的組件存在類似DOM樹的狀況在實際開發過程當中不多出現，所以這種極端因素很難在實際開發過程當中形成重大影響。

4.element diff
當節點屬於同一層級時，diff提供了3種節點操做，分別爲INSERT_MARKUP(插入)，MOVE_EXISTING(移動),REMOVE_NODE(刪除)。

INSERT_MARKUP:新的組件類型不在舊集合中，即全新的節點，須要對新節點進行插入操做。MOVE_EXISTING:舊集合中有新組件類型，且element是可更新的類型，這時候就須要作移動操做，能夠複用之前的DOM節點。REMOVE_NODE:舊組件類型，在新集合裏也有，但對應的element不一樣則不能直接複用和更新，須要執行刪除操做，或者舊組件不在新集合裏的，也須要執行刪除操做。