從 0 到 1 實現 React 系列：生命週期和diff 的實現

本系列文章在實作一個(x)react 的同時理順React 框架的主幹內容(JSX/虛擬DOM/元件/生命週期/diff演算法/...)

• 從0 到1 實作React 系列－ JSX 和Virtual DOM

• 從0 到1 實作React 系列－ 元件與state|props

生命週期

先來回顧React 的生命週期，用流程圖表示如下：

該流程圖比較清楚地呈現了react 的生命週期。其分為 3 個階段 —— 生成期，存在期，銷毀期。

因為生命週期鉤子函數存在於自訂元件中，將先前_render 函數作些調整如下：

// 原来的 _render 函数，为了将职责拆分得更细，将 virtual dom 转为 real dom 的函数单独抽离出来
function vdomToDom(vdom) {
  if (_.isFunction(vdom.nodeName)) {        // 为了更加方便地书写生命周期逻辑，将解析自定义组件逻辑和一般 html 标签的逻辑分离开
    const component = createComponent(vdom) // 构造组件
    setProps(component)                     // 更改组件 props
    renderComponent(component)              // 渲染组件，将 dom 节点赋值到 component
    return component.base                   // 返回真实 dom
  }
  ...
}

我們可以在setProps 函數內（渲染前）加入componentWillMount ，componentWillReceiveProps 方法，setProps 函數如下：

function setProps(component) {
  if (component && component.componentWillMount) {
    component.componentWillMount()
  } else if (component.base && component.componentWillReceiveProps) {
    component.componentWillReceiveProps(component.props) // 后面待实现
  }
}

而後我們在renderComponent 函數內加入componentDidMount、shouldComponentUpdate、 componentWillUpdate、componentDidUpdate 方法

function renderComponent(component) {
  if (component.base && component.shouldComponentUpdate) {
    const bool = component.shouldComponentUpdate(component.props, component.state)
    if (!bool && bool !== undefined) {
      return false // shouldComponentUpdate() 返回 false，则生命周期终止
    }
  }
  if (component.base && component.componentWillUpdate) {
    component.componentWillUpdate()
  }

  const rendered = component.render()
  const base = vdomToDom(rendered)

  if (component.base && component.componentDidUpdate) {
    component.componentDidUpdate()
  } else if (component && component.componentDidMount) {
    component.componentDidMount()
  }

  if (component.base && component.base.parentNode) { // setState 进入此逻辑
    component.base.parentNode.replaceChild(base, component.base)
  }

  component.base = base  // 标志符
}

測試生命週期

測試以下用例：

class A extends Component {
  componentWillReceiveProps(props) {
    console.log('componentWillReceiveProps')
  }

  render() {
    return (
      <p>{this.props.count}</p>
    )
  }
}

class B extends Component {
  constructor(props) {
    super(props)
    this.state = {
      count: 1
    }
  }

  componentWillMount() {
    console.log(&#39;componentWillMount&#39;)
  }

  componentDidMount() {
    console.log(&#39;componentDidMount&#39;)
  }

  shouldComponentUpdate(nextProps, nextState) {
    console.log(&#39;shouldComponentUpdate&#39;, nextProps, nextState)
    return true
  }

  componentWillUpdate() {
    console.log(&#39;componentWillUpdate&#39;)
  }

  componentDidUpdate() {
    console.log(&#39;componentDidUpdate&#39;)
  }

  click() {
    this.setState({
      count: ++this.state.count
    })
  }

  render() {
    console.log(&#39;render&#39;)
    return (
      <p>
        <button onClick={this.click.bind(this)}>Click Me!</button>
        <A count={this.state.count} />
      </p>
    )
  }
}

ReactDOM.render(
  <B />,
  document.getElementById(&#39;root&#39;)
)

頁面載入時輸出結果如下：

componentWillMount
render
componentDidMount

點擊按鈕時輸出結果如下：

shouldComponentUpdate
componentWillUpdate
render
componentDidUpdate

diff 的實作

在react 中，diff 實現的想法是將新舊virtual dom 進行比較，並將比較後的patch（補丁）渲染到頁面上，從而實現局部刷新；本文借鑒了preact 和simple-react 中的diff 實現，總體思路是將舊的dom 節點和新的virtual dom 節點進行了比較，根據不同的比較類型（文本節點、非文字節點、自訂元件）呼叫對應的邏輯，從而實現頁面的局部渲染。程式碼整體結構如下：

/**
 * 比较旧的 dom 节点和新的 virtual dom 节点：
 * @param {*} oldDom  旧的 dom 节点
 * @param {*} newVdom 新的 virtual dom 节点
 */
function diff(oldDom, newVdom) {
  ...
  if (_.isString(newVdom)) {
    return diffTextDom(oldDom, newVdom)   // 对比文本 dom 节点
  }

  if (oldDom.nodeName.toLowerCase() !== newVdom.nodeName) {
    diffNotTextDom(oldDom, newVdom)       // 对比非文本 dom 节点
  }

  if (_.isFunction(newVdom.nodeName)) {
    return diffComponent(oldDom, newVdom) // 对比自定义组件
  }

  diffAttribute(oldDom, newVdom)          // 对比属性

  if (newVdom.children.length > 0) {
    diffChild(oldDom, newVdom)            // 遍历对比子节点
  }

  return oldDom
}

下面根據不同比較類型實作對應邏輯。

對比文字節點

首先進行較簡單的文字節點的比較，程式碼如下：

// 对比文本节点
function diffTextDom(oldDom, newVdom) {
  let dom = oldDom
  if (oldDom && oldDom.nodeType === 3) {  // 如果老节点是文本节点
    if (oldDom.textContent !== newVdom) { // 这里一个细节：textContent/innerHTML/innerText 的区别
      oldDom.textContent = newVdom
    }
  } else {                                // 如果旧 dom 元素不为文本节点
    dom = document.createTextNode(newVdom)
    if (oldDom && oldDom.parentNode) {
      oldDom.parentNode.replaceChild(dom, oldDom)
    }
  }
  return dom
}

對比非文字節點

對比非文字節點，其想法為將同層級的舊節點替換為新節點，程式碼如下：

// 对比非文本节点
function diffNotTextDom(oldDom, newVdom) {
  const newDom = document.createElement(newVdom.nodeName);
  [...oldDom.childNodes].map(newDom.appendChild) // 将旧节点下的元素添加到新节点下
  if (oldDom && oldDom.parentNode) {
    oldDom.parentNode.replaceChild(oldDom, newDom)
  }
}

對比自訂元件

對比自訂元件的想法為：如果新舊元件不同，則直接將新組件取代舊組件；如果新舊組件相同，則將新組件的props 賦到老組件上，然後再對獲得新props 前後的老組件做diff 比較。程式碼如下：

// 对比自定义组件
function diffComponent(oldDom, newVdom) {
  if (oldDom._component && (oldDom._component.constructor !== newVdom.nodeName)) { // 如果新老组件不同，则直接将新组件替换老组件
    const newDom = vdomToDom(newVdom)
    oldDom._component.parentNode.insertBefore(newDom, oldDom._component)
    oldDom._component.parentNode.removeChild(oldDom._component)
  } else {
    setProps(oldDom._component, newVdom.attributes) // 如果新老组件相同，则将新组件的 props 赋到老组件上
    renderComponent(oldDom._component)              // 对获得新 props 前后的老组件做 diff 比较（renderComponent 中调用了 diff）
  }
}

遍歷對比子節點

遍歷對比子節點的策略有兩個：一是只比較同層級的節點，二是給節點加上 key 屬性。它們的目的都是降低空間複雜度。程式碼如下：

// 对比子节点
function diffChild(oldDom, newVdom) {
  const keyed = {}
  const children = []
  const oldChildNodes = oldDom.childNodes
  for (let i = 0; i < oldChildNodes.length; i++) {
    if (oldChildNodes[i].key) { // 将含有 key 的节点存进对象 keyed
      keyed[oldChildNodes[i].key] = oldChildNodes[i]
    } else {                    // 将不含有 key 的节点存进数组 children
      children.push(oldChildNodes[i])
    }
  }

  const newChildNodes = newVdom.children
  let child
  for (let i = 0; i < newChildNodes.length; i++) {
    if (keyed[newChildNodes[i].key]) {  // 对应上面存在 key 的情形
      child = keyed[newChildNodes[i].key]
      keyed[newChildNodes[i].key] = undefined
    } else {                            // 对应上面不存在 key 的情形
      for (let j = 0; j < children.length; j++) {
        if (isSameNodeType(children[i], newChildNodes[i])) { // 如果不存在 key，则优先找到节点类型相同的元素
          child = children[i]
          children[i] = undefined
          break
        }
      }
    }
    diff(child, newChildNodes[i]) // 递归比较
  }
}

測試

在生命週期的小節中，componentWillReceiveProps 方法還未跑通，稍加修改setProps 函數即可：

/**
 * 更改属性，componentWillMount 和 componentWillReceiveProps 方法
 */
function setProps(component, attributes) {
  if (attributes) {
    component.props = attributes // 这段逻辑对应上文自定义组件比较中新老组件相同时 setProps 的逻辑
  }

  if (component && component.base && component.componentWillReceiveProps) {
    component.componentWillReceiveProps(component.props)
  } else if (component && component.componentWillMount) {
    component.componentWillMount()
  }
}

來測試下生命週期小節中最後的測試案例：

• 生命週期測試

• diff 測試

專案位址，關於如何pr

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