react diff算法浅析

diff算法作为Virtual DOM的加速器，其算法的改进优化是React整个界面渲染的基础和性能的保障，同时也是React源码中最神秘的，最不可思议的部分

1.传统diff算法
计算一棵树形结构转换为另一棵树形结构需要最少步骤，如果使用传统的diff算法通过循环递归遍历节点进行对比，其复杂度要达到O(n^3)，其中n是节点总数，效率十分低下，假设我们要展示1000个节点，那么我们就要依次执行上十亿次的比较。

下面附上一则简单的传统diff算法：

let result = [];
// 比较叶子节点
const diffLeafs = function (beforeLeaf, afterLeaf) {
// 获取较大节点树的长度
let count = Math.max(beforeLeaf.children.length, afterLeaf.children.length);
// 循环遍历
for (let i = 0; i < count; i++) {
const beforeTag = beforeLeaf.children[i];
const afterTag = afterLeaf.children[i];
// 添加 afterTag 节点
if (beforeTag === undefined) {
result.push({ type: "add", element: afterTag });
// 删除 beforeTag 节点
} else if (afterTag === undefined) {
result.push({ type: "remove", element: beforeTag });
// 节点名改变时，删除 beforeTag 节点，添加 afterTag 节点
} else if (beforeTag.tagName !== afterTag.tagName) {
result.push({ type: "remove", element: beforeTag });
result.push({ type: "add", element: afterTag });
// 节点不变而内容改变时，改变节点
} else if (beforeTag.innerHTML !== afterTag.innerHTML) {
if (beforeTag.children.length === 0) {
result.push({
type: "changed",
beforeElement: beforeTag,
afterElement: afterTag,
html: afterTag.innerHTML
});
} else {
// 递归比较
diffLeafs(beforeTag, afterTag);
}
}
}
return result;
}
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2.react diff算法
1. diff策略
下面介绍一下react diff算法的3个策略

Web UI 中DOM节点跨层级的移动操作特别少，可以忽略不计
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。
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。
对于以上三个策略，react分别对tree diff,component diff,element diff进行算法优化。

2.tree diff
基于策略一，WebUI中DOM节点跨层级的移动操作少的可以忽略不计，React对Virtual DOM树进行层级控制，只会对相同层级的DOM节点进行比较，即同一个父元素下的所有子节点，当发现节点已经不存在了，则会删除掉该节点下所有的子节点，不会再进行比较。这样只需要对DOM树进行一次遍历，就可以完成整个树的比较。复杂度变为O(n);

疑问：当我们的DOM节点进行跨层级操作时，diff会有怎么样的表现呢？

如下图所示，A节点及其子节点被整个移动到D节点下面去，由于React只会简单的考虑同级节点的位置变换，而对于不同层级的节点，只有创建和删除操作，所以当根节点发现A节点消失了，就会删除A节点及其子节点，当D发现多了一个子节点A，就会创建新的A作为其子节点。
此时，diff的执行情况是：

createA-->createB-->createC-->deleteA
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由此可以发现，当出现节点跨层级移动时，并不会出现想象中的移动操作，而是会进行删除，重新创建的动作，这是一种很影响React性能的操作。因此官方也不建议进行DOM节点跨层级的操作。

3.componnet diff
React是基于组件构建应用的，对于组件间的比较所采用的策略也是非常简洁和高效的。

如果是同一个类型的组件，则按照原策略进行Virtual DOM比较。
如果不是同一类型的组件，则将其判断为dirty component，从而替换整个组价下的所有子节点。
如果是同一个类型的组件，有可能经过一轮Virtual DOM比较下来，并没有发生变化。如果我们能够提前确切知道这一点，那么就可以省下大量的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算法分析。
如下图所示，当组件D变为组件G时，即使这两个组件结构相似，一旦React判断D和G是不用类型的组件，就不会比较两者的结构，而是直接删除组件D，重新创建组件G及其子节点。虽然当两个组件是不同类型但结构相似时，进行diff算法分析会影响性能，但是毕竟不同类型的组件存在相似DOM树的情况在实际开发过程中很少出现，因此这种极端因素很难在实际开发过程中造成重大影响。

4.element diff
当节点属于同一层级时，diff提供了3种节点操作，分别为INSERT_MARKUP(插入)，MOVE_EXISTING(移动),REMOVE_NODE(删除)。

INSERT_MARKUP:新的组件类型不在旧集合中，即全新的节点，需要对新节点进行插入操作。
MOVE_EXISTING:旧集合中有新组件类型，且element是可更新的类型，这时候就需要做移动操作，可以复用以前的DOM节点。
REMOVE_NODE:旧组件类型，在新集合里也有，但对应的element不同则不能直接复用和更新，需要执行删除操作，或者旧组件不在新集合里的，也需要执行删除操作。