React Diff算法一覽


前言

diff算法一直是React系統最核心的部分,並且由於演化自傳統diff,使得比較方式從O(n^3)降級到O(n),然后又改成了鏈表方式,可謂是變化萬千。

傳統Diff算法

傳統diff算法需要循環比較兩棵樹,所有節點的循環,那么單純比較次數就是O(n^2),n*n

P                         L
          A                     A  
         / \                   / \
        /   \                 /   \
       B     D     ====>     D     B
      /                             \
     C                               C

刷刷刷,每次都需要循環遍歷,於是有以下的查找過程:

PA->LA
PA->LB
PA->LC
PA->LD
PB->LA
...

除了查找過程消耗了O(n^2)之外,找到差異后還要計算最小轉換方式,最終結果為O(n^3)。

所以,傳統的diff算法的時間復雜度為O(n^3)。

如果React運用這種算法,那么節點過多,將會有大量的開銷,雖然CPU的秒速達到30億次計算,但依舊是非常耗費性能的。

有沒有什么方式可以降低時間復雜度呢?

於是,React15對傳統的diff做了一些限制,使得時間復雜度變為了O(n)。

React 15的Diff算法

《深入React技術棧》這本書,給出了三種Diff策略分析,文字描述太過抽象,直接表述如下:

Tree diff、Component diff、Element diff

Tree diff

什么是Tree diff?先上圖:

 

首先,進行同級比較,並非循環比較。這樣比較次數就降為一層一次,時間復雜度直接降為O(n)

如果同級相同位置節點不一樣,則直接刪除替換,簡單粗暴。

而對於節點移動,同樣道理,也是簡單粗暴的刪除重建。如下圖所示(圖中第四步應該是刪除左側的整棵A樹):

Component diff

不多說,先上圖:

其實component diff相當於是子樹的diff,基本方案和tree diff是一致的,如果如上圖D變為G,那么直接刪除D這一整棵樹,然后重新渲染G樹。

依舊是簡單粗暴。

Element diff

對於同一節點的元素,diff算法提供了三種操作:插入、移動、刪除。還是先上圖:

此時的操作,是B、D不做任何操作,AC移動到相應位置【前提是都有相同的key】

如果,此時的key不相同,全都發生了變化,那么節點全都是要刪除重新構建,將會消耗大量性能。

React 16的Diff算法

React16相比React15的Diff算法發生了很大的變化,其中最主要就是引入了Fiber循環任務調度算法。

Fiber

Fiber是什么?干了什么?

Fiber在diff階段,做了如下的操作:

1、可以隨時將diff操作進行任務拆分。

2、diff階段的每個任務可以隨時執行或者中止。

3、diff階段任務調度優先級控制。

所以,Fiber相當於是,在15的diff算法階段,做了優先級的任務調度控制,

所以,Fiber是根據一個fiber節點(VDOM節點)來拆分,以fiber node為一個任務單元,一 個組件實例都是一個任務單元。任務循環中,每處理完一個fiber node,可以中斷/掛起/恢復。

它又是如何能夠進行這樣的異步操作的呢?這就不得不說一個方法:requestIdleCallback

瀏覽器提供的requestIdleCallback API中的Cooperative Scheduling可以讓瀏覽器在空閑時間執行回調(開發者傳入的方法),在回調參數中可以獲取到當前幀(16ms)剩余的時間。利用這個信息可以合理的安排當前幀需要做的事情,如果時間足夠,那繼續做下一個任務,如果時間不夠就歇一歇,調用requestIdleCallback來獲知主線程不忙的時候,再繼續做任務
Fiber Node是什么?

鏈表!

將要處理的節點,存在鏈表結構,那么就能夠做到節點復用。【這大概是Fiber的核心吧】

大體上的Diff引入了Fiber之后,我們就增加了更多的鏈表復用功能,通過這一點,我們可以使得React Diff的性能得到提升。

總結

其實,這篇文章着重講的還是React15的diff,React 16的diff並未詳細探討,接下來會出一篇文章,單獨講解React 16的Diff策略。不過React 16Diff策略的核心Fiber是不可錯過的點。

參考資料

《深入React技術棧》

https://segmentfault.com/a/1190000016723305

https://www.jianshu.com/p/3ba0822018cf

https://www.jianshu.com/p/21a445066d51?from=timeline

https://www.zhihu.com/question/66851503/answer/246766239

https://blog.csdn.net/P6P7qsW6ua47A2Sb/article/details/82322033

https://blog.csdn.net/VhWfR2u02Q/article/details/100011830

 

 

我的博客:http://www.gaoyunjiao.fun/?p=170


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