协调(Reconciliation)
React提供了一组声明式的API,让你不必关心每次更新的变化,这样使得应用的编写容易了很多。
但是在React中如何实现还并不太清晰,这篇文章解释了React对比算法的选择,让组件更新可预测并且使得高性能足够的快。
目的
当你使用React,在单一的时间点,你可以考虑render()
函数作为创建React函数的树,React需要算出如何更新UI来匹配最新的树(dom)
有一个解决方案是:
将一棵树转换为另一棵树的最小操作数算法问题的通用方案。然而树种元素的个数为n,最先进的算法 的时间复杂度为O(n3) 。
如果我们在React中使用,展示1000个元素,则需要10亿次的比较,这样的操作台昂贵。相反,React基于这两点的假设,实现了一个启发的O(n)算法:
①两个不同类型的元素将产生两颗不同的树
②通过渲染器附带的key
属性,开发者可以示意,那些子元素是稳定的。
实践中,这种假设适用于大部分的应用场景的。
对比算法
当对比两棵树时,React首先比较他们的根节点。根节点的type不同,他们的行为也不同。
不同类型的元素
每当根元素有不同的类型,React就会卸载旧树,创建新树,从<a>
到<img>
或从<Article>
到<Comment>
,或从<Button>
到 <div>
,任何的调整都会导致全部重建。
当树被卸载,旧的DOM节点将被销毁。组件实例会调用componentWillUnmount()
。当构建一棵新树,新的DOM节点被插入到DOM中。组件实例将依次调用componentWillMount()
和componentDidMount()
。任何与旧树有关的状态都将丢弃。
这个根节点下,所有的组件都会被卸载,同时他们的状态会被销毁。
以下的节点对比前后:
<div>
<Counter />
</div>
<span>
<Counter />
</span>
由于根节点换了,所以组件<Counter>
将会重载新的组件。
相同类型的DOM元素
当比较2个相同的React DOM元素时,React则会观察两者的属性。
当比较两个相同类型的React DOM元素时,React则会观察二者的属性,保持相同的底层DOM节点,并仅更新变化的属性。例如:
<div className="before" title="stuff" />
<div className="after" title="stuff" />
通过比较两个元素,React知道仅更改底层DOM元素的className
。
当更新style
时,React同样知道仅更新变更的属性。例如:
<div style={{color: 'red', fontWeight: 'bold'}} />
<div style={{color: 'green', fontWeight: 'bold'}} />
当在调整两个元素时,React知道仅改变color样式而不是fontWeight。
在处理完DOM元素后,React递归其子元素。
相同类型的组件元素
当组建更新时,实例还是保持一致。这样能让状态在渲染之间保留。React通过更新底层组件的props来渲染新的元素,并且在底层的组件上,依次调用componentWillReviceProps
和componentWillUpdate
的方法。
接下来render()
方法被调用,同时对比算法 递归处理之前的结果和新的结果。
递归子节点
默认情况下,当递归DOM节点的子节点,React只在同一个时间点,递归2个子节点列表。并且在有发生不同的时候,产生一个变更。
如,当在子节点末尾增加一个元素,两棵树的转换效果很好:
<ul>
<li>first</li>
<li>second</li>
</ul>
<ul>
<li>first</li>
<li>second</li>
<li>third</li>
</ul>
React将会匹配两棵树的<li>first</li>
,并匹配两棵树的<li>second</li>
节点,并插入<li>third</li>节点树。
如果使用原生实现,在开始插入元素,会使得性能更加棘手,例如,两棵树的转换效果则比较糟糕:
<ul>
<li>Duke</li>
<li>Villanova</li>
</ul>
<ul>
<li>Connecticut</li>
<li>Duke</li>
<li>Villanova</li>
</ul>
React会调整每一个子节点,而非意识到可以完整保留<li>Duke</li>
和 <li>Villanova</li>
子树。低效成了一个问题。
keys
为了解决以上这个低效的问题,React支持了一个key
属性,当子节点有key
时,React会用key
来匹配原本树的子节点和新树的子节点,增加key
可以让之前效率不高的样例中使变得高效。
<ul>
<li key="2015">Duke</li>
<li key="2016">Villanova</li>
</ul>
<ul>
<li key="2014">Connecticut</li>
<li key="2015">Duke</li>
<li key="2016">Villanova</li>
</ul>
现在React知道带有'2014'的key的元素是新的,并仅移动带有'2015'和'2016'的key的元素。
实践中,发现key通常不难。你将展示的元素可能已经带有一个唯一的ID,因此key可以来自于你的数据中:
<li key={item.id}>{item.name}</li>
当这已不再是问题,你可以给你的数据增加一个新的ID属性,或根据数据的某些内容创建一个哈希值来作为key。
key必须在其兄弟节点中是唯一的,而非全局唯一。
万不得已,你可以传递他们在数组中的索引作为key。若元素没有重排,该方法效果不错,但重排会使得其变慢。
索引用作key时,组件状态在重新排序时也会有问题。组件实例基于key进行更新和重用。如果key是索引,则item的顺序变化会改变key值。这将导致受控组件的状态可能会以意想不到的方式混淆和更新。
这里是在CodePen上使用索引作为键可能导致的问题的一个例子,这里是同一个例子的更新版本,展示了如何不使用索引作为键将解决这些reordering, sorting, 和 prepending的问题。
权衡
牢记协调算法的实现细节非常重要。React可能会在每次操作时渲染整个应用;而结果仍是相同的。为保证大多数场景效率能更快,我们通常提炼启发式的算法。
在目前实现中,可以表明一个事实,即子树在其兄弟节点中移动,但你无法告知其移动到哪。该算法会重渲整个子树。
由于React依赖于该启发式算法,若其背后的假设没得到满足,则其性能将会受到影响:
1.算法无法尝试匹配不同组件类型的子元素。若你发现两个输出非常相似的组件类型交替出现,你可能希望使其成为相同类型。实践中,我们并非发现这是一个问题。
2.Keys应该是稳定的,可预测的,且唯一的。不稳定的key(类似由Math.random()生成的)将使得大量组件实例和DOM节点进行不必要的重建,使得性能下降并丢失子组件的状态。
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