React框架精髓

React 搞了2年多了，对这门框架可谓又爱又恨，它的优势大家都熟知，但是缺点也渐渐暴露，一个大型项目里，配合Redux、ReactRouter等三方框架后，结合复杂的业务代码量会变得非常大（前端代码常常是以前的1.5倍）。如果前期底层设计得不好，时常面临着开发效率低的问题。下面归纳了一些React框架的核心概念，希望对大家有帮助：

React diff 算法

React的diff算法是Virtual DOM之所以任性的最大依仗，大家知道页面的性能 一般是由渲染速度和渲染次数决定，如何最大程度地利用diff算法进行开发？我们先看看它的原理。

传统 diff 算法

计算一棵树形结构转换成另一棵树形结构的最少操作，传统 diff 算法通过循环递归对节点进行依次对比，效率低下，算法复杂度达到 O(n^3)，其中 n 是树中节点的总数。也就是说如果要展示1000个节点，就要依次执行上十亿次的比较。这个性能消耗对对于前端项目来说是不可接受的。

核心算法

如上所见，传统 diff 算法的复杂度为 O(n^3)，显然这是无法满足性能要求的。而React通过制定大胆的策略，将 O(n^3) 复杂度的问题转换成 O(n) 复杂度的问题。他是怎么做到的？

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 对树的算法进行了简洁明了的优化，即对树进行分层比较，两棵树只会对同一层次的节点进行比较。如下图所示：

React 通过 updateDepth 对 Virtual DOM 树进行层级控制，只会对相同颜色方框内的 DOM 节点进行比较，即同一个父节点下的所有子节点。当发现节点已经不存在，则该节点及其子节点会被完全删除掉，不会用于进一步的比较。这样只需要对树进行一次遍历，便能完成整个 DOM 树的比较。

// tree diff算法实现updateChildren: function(nextNestedChildrenElements, transaction, context) {  updateDepth++;  var errorThrown = true;  try {    this._updateChildren(nextNestedChildrenElements, transaction, context);    errorThrown = false;  } finally {    updateDepth--;    if (!updateDepth) {      if (errorThrown) {        clearQueue();      } else {        processQueue();      }    }  }}

为什么要减少DOM节点的跨层级操作？

如下图，A 节点（包括其子节点）整个被移动到 D 节点下，由于 React 只会简单的考虑同层级节点的位置变换，而对于不同层级的节点，只有创建和删除操作。当根节点发现子节点中 A 消失了，就会直接销毁 A；当 D 发现多了一个子节点 A，则会创建新的 A（包括子节点）作为其子节点。此时，React diff 的执行情况：create A -> create B -> create C -> delete A。

由此可发现，当出现节点跨层级移动时，并不会出现想象中的移动操作，而是以 A 为根节点的树被整个重新创建，这是一种影响 React 性能的操作。

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。

• 如果是同一类型的组件，按照原策略继续比较 virtual DOM tree。
• 如果不是，则将该组件判断为 dirty component，从而替换整个组件下的所有子节点。
• 对于同一类型的组件，有可能其 Virtual DOM 没有任何变化，如果能够确切的知道这点那可以节省大量的 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。

如上图，当 component D 改变为 component G 时，即使这两个 component 结构相似，一旦 React 判断 D 和 G 是不同类型的组件，就不会比较二者的结构，而是直接删除 component D，重新创建 component G 以及其子节点。虽然当两个 component 是不同类型但结构相似时，React diff 会影响性能，但正如 React 官方博客所言：不同类型的 component 是很少存在相似 DOM tree 的机会，因此这种极端因素很难在实现开发过程中造成重大影响的。

element diff

对于同一层级的一组子节点，它们可以通过唯一 id 进行区分。React 提出优化策略：允许开发者对同一层级的同组子节点，添加唯一 key 进行区分，虽然只是小小的改动，性能上却发生了翻天覆地的变化！

新老集合所包含的节点，如下图所示，新老集合进行 diff 差异化对比，通过 key 发现新老集合中的节点都是相同的节点，因此无需进行节点删除和创建，只需要将老集合中节点的位置进行移动，更新为新集合中节点的位置，此时 React 给出的 diff 结果为：B、D 不做任何操作，A、C 进行移动操作，即可。

开发建议

（1）[基于tree diff] 开发组件时，保持稳定的DOM结构有助于维持整体的性能。换而言之，尽可能少地动态操作DOM结构，尤其是移动操作。当节点数过大或者页面更新次数过多时，页面卡顿的现象比较明显。可以通过 CSS 隐藏或显示节点，而不是真的移除或添加 DOM 节点。

（2）[基于component diff] 开发组件时，注意使用 shouldComponentUpdate() 来减少组件不必要的更新。除此之外，对于类似的结构应该尽量封装成组件，既减少代码量，又能减少component diff的性能消耗。

（3）[基于element diff] 对于列表结构，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，在一定程度上会影响 React 的渲染性能。

React Lifecycle

React的生命周期具体可分为四种情况：

• 当首次装载组件时，按顺序执行 getDefaultProps、getInitialState、componentWillMount、render 和 componentDidMount；

• 当卸载组件时，执行 componentWillUnmount；

• 当重新装载组件时，此时按顺序执行 getInitialState、componentWillMount、render 和 componentDidMount，但并不执行 getDefaultProps；

• 当再次渲染组件时，组件接受到更新状态，此时按顺序执行 componentWillReceiveProps、shouldComponentUpdate、componentWillUpdate、render 和 componentDidUpdate。

React组件的3种状态

状态一：MOUNTING

mountComponent 负责管理生命周期中的 getInitialState、componentWillMount、render 和 componentDidMount。

状态二：RECEIVE_PROPS

updateComponent 负责管理生命周期中的 componentWillReceiveProps、shouldComponentUpdate、componentWillUpdate、render 和 componentDidUpdate。

状态三：UNMOUNTING

unmountComponent 负责管理生命周期中的 componentWillUnmount。

首先将状态设置为 UNMOUNTING，若存在 componentWillUnmount，则执行；如果此时在 componentWillUnmount 中调用 setState，是不会触发 reRender。更新状态为 NULL，完成组件卸载操作。实现代码如下：

// 卸载组件unmountComponent: function() {  // 设置状态为 UNMOUNTING  this._compositeLifeCycleState = CompositeLifeCycle.UNMOUNTING;  // 如果存在 componentWillUnmount，则触发  if (this.componentWillUnmount) {    this.componentWillUnmount();  }  // 更新状态为 null  this._compositeLifeCycleState = null;  this._renderedComponent.unmountComponent();  this._renderedComponent = null;  ReactComponent.Mixin.unmountComponent.call(this);}

React生命周期总结

生命周期 调用次数 能否使用setState() getDefaultProps 1 否 getInitialState 1 否 componentWillMount 1 是 render >=1 否 componentDidMount 1 是 componentWillReceiveProps >=0 是 shouldComponentUpdate >=0 否 componentWillUpdate >=0 否 componentDidUpdate >=0 否 componentWillUnmount 1 否 componentDidUnmount 1 否

setState实现机制

setState是React框架的核心方法之一，下面介绍一下它的原理：

// 更新 statesetState: function(partialState, callback) {  // 合并 _pendingState  this.replaceState(    assign({}, this._pendingState || this.state, partialState),    callback  );},

当调用 setState 时，会对 state 以及 _pendingState 更新队列进行合并操作，但其实真正更新 state 的幕后黑手是replaceState。

// 更新 statereplaceState: function(completeState, callback) {  validateLifeCycleOnReplaceState(this);  // 更新队列  this._pendingState = completeState;  // 判断状态是否为 MOUNTING，如果不是，即可执行更新  if (this._compositeLifeCycleState !== CompositeLifeCycle.MOUNTING) {    ReactUpdates.enqueueUpdate(this, callback);  }},

replaceState 会先判断当前状态是否为 MOUNTING，如果不是即会调用 ReactUpdates.enqueueUpdate 执行更新。

当状态不为 MOUNTING 或 RECEIVING_PROPS 时，performUpdateIfNecessary 会获取 _pendingElement、_pendingState、_pendingForceUpdate，并调用 updateComponent 进行组件更新。

// 如果存在 _pendingElement、_pendingState、_pendingForceUpdate，则更新组件performUpdateIfNecessary: function(transaction) {  var compositeLifeCycleState = this._compositeLifeCycleState;  // 当状态为 MOUNTING 或 RECEIVING_PROPS时，则不更新  if (compositeLifeCycleState === CompositeLifeCycle.MOUNTING ||      compositeLifeCycleState === CompositeLifeCycle.RECEIVING_PROPS) {    return;  }  var prevElement = this._currentElement;  var nextElement = prevElement;  if (this._pendingElement != null) {    nextElement = this._pendingElement;    this._pendingElement = null;  }  // 调用 updateComponent  this.updateComponent(    transaction,    prevElement,    nextElement  );}

如果在 shouldComponentUpdate 或 componentWillUpdate 中调用 setState，此时的状态已经从 RECEIVING_PROPS -> NULL，则 performUpdateIfNecessary 就会调用 updateComponent 进行组件更新，但 updateComponent 又会调用 shouldComponentUpdate 和 componentWillUpdate，因此造成循环调用，使得浏览器内存占满后崩溃。

开发建议

不建议在 getDefaultProps、getInitialState、shouldComponentUpdate、componentWillUpdate、render 和 componentWillUnmount 中调用 setState，特别注意：不能在 shouldComponentUpdate 和 componentWillUpdate中调用 setState，会导致循环调用。

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@参考 twobin 《React 源码剖析系列 － 不可思议的 react diff》、《React 源码剖析系列 － 生命周期的管理艺术》