从头实现一个简易版React（三）

摘要：写在开头从头实现一个简易版二地址在上一节，我们的已经具备了渲染功能。参考资料，感谢几位前辈的分享陈屹深入技术栈

从头实现一个简易版React（二）地址：https://segmentfault.com/a/11...
在上一节，我们的react已经具备了渲染功能。
在这一节我们将着重实现它的更新，说到更新，大家可能都会想到React的diff算法，它可以说是React性能高效的保证，同时也是最神秘，最难理解的部分（个人觉得），想当初我也是看了好多文章，敲了N次代码，调试了几十遍，才总算理解了它的大概。在这也算是把我的理解阐述出来。

同样，我们会实现三种ReactComponent的update方法。不过在这之前，我们先想想，该如何触发React的更新呢？没错，就是setState方法。

// 所有自定义组件的父类
class Component {
  constructor(props) {
    this.props = props
  }

  setState(newState) {
    this._reactInternalInstance.updateComponent(null, newState)
  }
}
//代码地址：src/react/Component.js

这里的reactInternalInstance就是我们在渲染ReactCompositeComponent时保存下的自身的实例，通过它调用了ReactCompositeComponent的update方法，接下来，我们就先实现这个update方法。

这里的update方法同mount有点类似，都是调用生命周期和render方法，先上代码：

class ReactCompositeComponent extends ReactComponent {
  constructor(element) {
    super(element)
    // 存放对应的组件实例
    this._instance = null
    this._renderedComponent = null
  }
  
 mountComponent(rootId) {
  //内容略
  }

  // 更新
  updateComponent(nextVDom, newState) {
    // 如果有新的vDom,就使用新的
    this._vDom = nextVDom || this._vDom
    const inst = this._instance
    // 获取新的state,props
    const nextState = { ...inst.state, ...newState }
    const nextProps = this._vDom.props

    // 判断shouldComponentUpdate
    if (inst.shouldComponentUpdate && (inst.shouldComponentUpdate(nextProps, nextState) === false)) return

    inst.componentWillUpdate && inst.componentWillUpdate(nextProps, nextState)

    // 更改state,props
    inst.state = nextState
    inst.props = nextProps

    const prevComponent = this._renderedComponent

    // 获取render新旧的vDom
    const prevRenderVDom = prevComponent._vDom
    const nextRenderVDom = inst.render()

    // 判断是需要更新还是重新渲染
    if (shouldUpdateReactComponent(prevRenderVDom, nextRenderVDom)) {
      // 更新
      prevComponent.updateComponent(nextRenderVDom)
      inst.componentDidUpdate && inst.componentDidUpdate()
    } else {
      // 重新渲染
      this._renderedComponent = instantiateReactComponent(nextRenderVDom)
      // 重新生成对应的元素内容
      const nextMarkUp = this._renderedComponent.mountComponent(this._rootNodeId)
      // 替换整个节点
      $(`[data-reactid="${this._rootNodeId}"]`).replaceWith(nextMarkUp)
    }
  }
}
//代码地址：src/react/component/ReactCompositeComponent.js

有两点要说明：

熟悉React的都知道，很多时候组件的更新，vDom并没有变化，我们可以通过shouldComponentUpdate这个生命周期来优化这点，当shouldComponentUpdate为false时，直接return，不执行下面的代码。

当调用render获取到新的vDom时，将会比较新旧的vDom类型是否相同，这也属于diff算法优化的一部分，如果类型相同，则执行更新，反之，就重新渲染。

// 判断是更新还是渲染
function shouldUpdateReactComponent(prevVDom, nextVDom) {
  if (prevVDom != null && nextVDom != null) {
    const prevType = typeof prevVDom
    const nextType = typeof nextVDom

    if (prevType === "string" || prevType === "number") {
      return nextType === "string" || nextType === "number"
    } else {
      return nextType === "object" && prevVDom.type === nextVDom.type && prevVDom.key === nextVDom.key
    }
  }
}
//代码地址：src/react/component/util.js

注意，这里我们使用到了key，当type相同时使用key可以快速准确得出两个vDom是否相同，这是为什么React要求我们在循环渲染时必须添加key这个props。

ReactTextComponent的update方法非常简单，判断新旧文本是否相同，不同则更新内容，直接贴代码：

class ReactTextComponent extends ReactComponent {
  mountComponent(rootId) {
  //省略
  }

  // 更新
  updateComponent(nextVDom) {
    const nextText = "" + nextVDom

    if (nextText !== this._vDom) {
      this._vDom = nextText
    }
    // 替换整个节点
    $(`[data-reactid="${this._rootNodeId}"]`).html(this._vDom)
  }
// 代码地址：src/react/component/ReactTextComponent.js
}

ReactDomComponent的update最复杂，可以说diff的核心都在这里，本文的重心也就放在这。
整个update分为两块，props的更新和children的更新。

class ReactDomComponent extends ReactComponent {
  mountComponent(rootId) {
  //省略
  }

  // 更新
  updateComponent(nextVDom) {
    const lastProps = this._vDom.props
    const nextProps = nextVDom.props

    this._vDom = nextVDom

    // 更新属性
    this._updateDOMProperties(lastProps, nextProps)
    // 再更新子节点
    this._updateDOMChildren(nextVDom.props.children)
  }
// 代码地址：src/react/component/ReactDomComponent.js
}

props的更新非常简单，无非就是遍历新旧props，删除不在新props里的老props，添加不在老props里的新props，更新新旧都有的props，事件特殊处理。

  _updateDOMProperties(lastProps, nextProps) {
    let propKey = ""

    // 遍历，删除已不在新属性集合里的老属性
    for (propKey in lastProps) {
      // 属性在原型上或者新属性里有，直接跳过
      if (nextProps.hasOwnProperty(propKey) || !lastProps.hasOwnProperty(propKey)) {
        continue
      }

      // 对于事件等特殊属性，需要多带带处理
      if (/^on[A-Za-z]/.test(propKey)) {
        const eventType = propKey.replace("on", "")
        // 针对当前的节点取消事件代理
        $(document).undelegate(`[data-reactid="${this._rootNodeId}"]`, eventType, lastProps[propKey])
        continue
      }
      
    }

    // 对于新的属性，需要写到dom节点上
    for (propKey in nextProps) {
      // 更新事件属性
      if (/^on[A-Za-z]/.test(propKey)) {
        var eventType = propKey.replace("on", "")

        // 以前如果已经有，需要先去掉
        lastProps[propKey] && $(document).undelegate(`[data-reactid="${this._rootNodeId}"]`, eventType, lastProps[propKey])

        // 针对当前的节点添加事件代理
        $(document).delegate(`[data-reactid="${this._rootNodeId}"]`, `${eventType}.${this._rootNodeId}`, nextProps[propKey])
        continue
      }

      if (propKey === "children") continue

      // 更新普通属性
      $(`[data-reactid="${this._rootNodeId}"]`).prop(propKey, nextProps[propKey])
    }
  }
// 代码地址：src/react/component/ReactDomComponent.js

children的更新则相对复杂了很多，陈屹老师的《深入React技术栈》中提到，diff算法分为3块，分别是

tree diff

component diff

element diff

上文中的shouldUpdateReactComponent就属于component diff，接下来，让我们依据这三种diff实现updateChildren。

// 全局的更新深度标识，用来判定触发patch的时机
let updateDepth = 0
// 全局的更新队列
let diffQueue = []

 _updateDOMChildren(nextChildVDoms) {
    updateDepth++

    // diff用来递归查找差异，组装差异对象，并添加到diffQueue中
    this._diff(diffQueue, nextChildVDoms)
    updateDepth--

    if (updateDepth === 0) {
      // 具体的dom渲染
      this._patch(diffQueue)
      diffQueue = []
    }

这里通过updateDepth对vDom树进行层级控制，只会对相同层级的DOM节点进行比较，只有当一棵DOM树全部遍历完，才会调用patch处理差异。也就是所谓的tree diff。
确保了同层次后，我们要实现_diff方法。
已经渲染过的子ReactComponents在这里是数组，我们要遍历出里面的vDom进行比较，这里就牵扯到上文中的key，在有key时，我们优先用key来获取vDom，所以，我们首先遍历数组，将其转为map(这里先用object代替，以后会更改成es6的map)，如果有key值的，就用key值作标识，无key的，就用index。
下面是array到map的代码：

// 将children数组转化为map
export function arrayToMap(array) {
  array = array || []
  const childMap = {}

  array.forEach((item, index) => {
    const name = item && item._vDom && item._vDom.key ? item._vDom.key : index.toString(36)
    childMap[name] = item
  })
  return childMap
}

部分diff方法:

// 将之前子节点的component数组转化为map
const prevChildComponents = arrayToMap(this._renderedChildComponents)
// 生成新的子节点的component对象集合
const nextChildComponents = generateComponentsMap(prevChildComponents, nextChildVDoms)

将ReactComponent数组转化为map后，用老的ReactComponents集合和新vDoms数组生成新的ReactComponents集合，这里会使用shouldUpdateReactComponent进行component diff，如果相同，则直接更新即可，反之，就重新生成ReactComponent

/**
 * 用来生成子节点的component
 * 如果是更新，就会继续使用以前的component，调用对应的updateComponent
 * 如果是新的节点，就会重新生成一个新的componentInstance
 */
function generateComponentsMap(prevChildComponents, nextChildVDoms = []) {
  const nextChildComponents = {}

  nextChildVDoms.forEach((item, index) => {
    const name = item.key ? item.key : index.toString(36)
    const prevChildComponent = prevChildComponents && prevChildComponents[name]

    const prevVdom = prevChildComponent && prevChildComponent._vDom
    const nextVdom = item

    // 判断是更新还是重新渲染
    if (shouldUpdateReactComponent(prevVdom, nextVdom)) {
      // 更新的话直接递归调用子节点的updateComponent
      prevChildComponent.updateComponent(nextVdom)
      nextChildComponents[name] = prevChildComponent
    } else {
      // 重新渲染的话重新生成component
      const nextChildComponent = instantiateReactComponent(nextVdom)
      nextChildComponents[name] = nextChildComponent
    }
  })
  return nextChildComponents
}

经历了以上两步，我们已经获得了新旧同层级的ReactComponents集合。需要做的，只是遍历这两个集合，进行比较，同属性的更新一样，进行移动，新增，和删除，当然，在这个过程中，我会包含我们的第三种优化，element diff。它的策略是这样的：首先对新集合的节点进行循环遍历，通过唯一标识可以判断新老集合中是否存在相同的节点，如果存在相同节点，则进行移动操作，但在移动前需要将当前节点在老集合中的位置与 lastIndex 进行比较，if (prevChildComponent._mountIndex < lastIndex)，则进行节点移动操作，否则不执行该操作。这是一种顺序优化手段，lastIndex 一直在更新，表示访问过的节点在老集合中最右的位置（即最大的位置），如果新集合中当前访问的节点比 lastIndex 大，说明当前访问节点在老集合中就比上一个节点位置靠后，则该节点不会影响其他节点的位置，因此不用添加到差异队列中，即不执行移动操作，只有当访问的节点比 lastIndex 小时，才需要进行移动操作。
上完整的diff方法代码：

// 差异更新的几种类型
const UPDATE_TYPES = {
  MOVE_EXISTING: 1,
  REMOVE_NODE: 2,
  INSERT_MARKUP: 3
}

   // 追踪差异
  _diff(diffQueue, nextChildVDoms) {
    // 将之前子节点的component数组转化为map
    const prevChildComponents = arrayToMap(this._renderedChildComponents)
    // 生成新的子节点的component对象集合
    const nextChildComponents = generateComponentsMap(prevChildComponents, nextChildVDoms)

    // 重新复制_renderChildComponents
    this._renderedChildComponents = []
    for (let name in nextChildComponents) {
      nextChildComponents.hasOwnProperty(name) && this._renderedChildComponents.push(nextChildComponents[name])
    }

    let lastIndex = 0 // 代表访问的最后一次老的集合位置
    let nextIndex = 0 // 代表到达的新的节点的index

    // 通过对比两个集合的差异，将差异节点添加到队列中
    for (let name in nextChildComponents) {
      if (!nextChildComponents.hasOwnProperty(name)) continue

      const prevChildComponent = prevChildComponents && prevChildComponents[name]
      const nextChildComponent = nextChildComponents[name]

      // 相同的话，说明是使用的同一个component，需要移动
      if (prevChildComponent === nextChildComponent) {
        // 添加差异对象，类型：MOVE_EXISTING
        prevChildComponent._mountIndex < lastIndex && diffQueue.push({
          parentId: this._rootNodeId,
          parentNode: $(`[data-reactid="${this._rootNodeId}"]`),
          type: UPDATE_TYPES.MOVE_EXISTING,
          fromIndex: prevChildComponent._mountIndex,
          toIndex: nextIndex
        })

        lastIndex = Math.max(prevChildComponent._mountIndex, lastIndex)
      } else {
        // 如果不相同，说明是新增的节点
        // 如果老的component在，需要把老的component删除
        if (prevChildComponent) {
          diffQueue.push({
            parentId: this._rootNodeId,
            parentNode: $(`[data-reactid="${this._rootNodeId}"]`),
            type: UPDATE_TYPES.REMOVE_NODE,
            fromIndex: prevChildComponent._mountIndex,
            toIndex: null
          })

          // 去掉事件监听
          if (prevChildComponent._rootNodeId) {
            $(document).undelegate(`.${prevChildComponent._rootNodeId}`)
          }

          lastIndex = Math.max(prevChildComponent._mountIndex, lastIndex)
        }

        // 新增加的节点
        diffQueue.push({
          parentId: this._rootNodeId,
          parentNode: $(`[data-reactid="${this._rootNodeId}"]`),
          type: UPDATE_TYPES.INSERT_MARKUP,
          fromIndex: null,
          toIndex: nextIndex,
          markup: nextChildComponent.mountComponent(`${this._rootNodeId}.${name}`)
        })
      }

      // 更新_mountIndex
      nextChildComponent._mountIndex = nextIndex
      nextIndex++
    }

    // 对于老的节点里有，新的节点里没有的，全部删除
    for (let name in prevChildComponents) {
      const prevChildComponent = prevChildComponents[name]

      if (prevChildComponents.hasOwnProperty(name) && !(nextChildComponents && nextChildComponents.hasOwnProperty(name))) {
        diffQueue.push({
          parentId: this._rootNodeId,
          parentNode: $(`[data-reactid="${this._rootNodeId}"]`),
          type: UPDATE_TYPES.REMOVE_NODE,
          fromIndex: prevChildComponent._mountIndex,
          toIndex: null
        })

        // 如果渲染过，去掉事件监听
        if (prevChildComponent._rootNodeId) {
          $(document).undelegate(`.${prevChildComponent._rootNodeId}`)
        }
      }
    }
  }
//  代码地址：src/react/component/ReactDomCompoent.js

调用diff方法后，会回到tree diff那一步，当一整棵树遍历完后，就需要通过Patch将更新的内容渲染出来了，patch方法相对比较简单，由于我们把更新的内容都放入了diffQueue中，只要遍历这个数组，根据不同的类型进行相应的操作就行。

  // 渲染
  _patch(updates) {
    // 处理移动和删除的
    updates.forEach(({ type, fromIndex, toIndex, parentNode, parentId, markup }) => {
      const updatedChild = $(parentNode.children().get(fromIndex))

      switch (type) {
        case UPDATE_TYPES.INSERT_MARKUP:
          insertChildAt(parentNode, $(markup), toIndex) // 插入
          break
        case UPDATE_TYPES.MOVE_EXISTING:
          deleteChild(updatedChild) // 删除
          insertChildAt(parentNode, updatedChild, toIndex)
          break
        case UPDATE_TYPES.REMOVE_NODE:
          deleteChild(updatedChild)
          break
        default:
          break
      }
    })
  }
// 代码地址：src/react/component/ReactDomComponent.js

以上，整个简易版React就完成了，可以试着写些简单的例子跑跑看了，是不是非常有成就感呢？

总结下更新：
ReactCompositeComponent：负责调用生命周期，通过component diff将更新都交给了子ReactComponet
ReactTextComponent：直接更新内容
ReactDomComponent：先更新props，在更新children，更新children分为三步，tree diff保证同层级比较，使用shouldUpdateReactComponent进行component diff,最后在element diff通过lastIndex顺序优化

至此，整个从头实现简易版React就结束了，感谢大家的观看。

参考资料，感谢几位前辈的分享：
https://www.cnblogs.com/sven3...
https://github.com/purplebamb...
陈屹 《深入React技术栈》