【超全】React学习笔记 中：进阶语法与原理机制

在上述更新过程图中，我们突出显示了将要被更新的组件节点 – 第二层的右侧子树，包括Right Child 1及其所有子节点Left Child 2.2和Right Child 2.2。当setState()被调用时，Right Child 1及其所有子组件会被重新渲染，从而更新UI。

示例代码

根据根据上面的树结构，我们可以创建一个React项目，并为每个组件创建一个按钮，当按钮被点击时，它会更新状态并在控制台输出更新信息。下面是基于该场景的代码示例：

import React, { Component } from 'react';

class Node extends Component {
  constructor(props) {
    super(props);
    this.state = {
      updateCount: 0,
    };
  }

  handleUpdate = () => {
    this.setState(prevState => ({
      updateCount: prevState.updateCount + 1,
    }), () => {
      console.log(`${this.props.name} updated ${this.state.updateCount} times.`);
    });
  }

  render() {
    return (
      <div style={{ border: '1px solid black', padding: '10px', margin: '10px' }}&gt;
        <button onClick={this.handleUpdate}&gt;Update {this.props.name}</button>
        {this.props.children}
      </div>
    );
  }
}

function App() {
  return (
    <Node name="Root Component">
      <Node name="Left Child 1">
        <Node name="Left Child 2.1" />
        <Node name="Right Child 2.1" />
      </Node>
      <Node name="Right Child 1">
        <Node name="Left Child 2.2" />
        <Node name="Right Child 2.2" />
      </Node>
    </Node>
  );
}

export default App;

在这个示例中，我们创建了一个Node组件类，它包含一个按钮和一个handleUpdate方法。当按钮被点击时，handleUpdate方法会被调用，它更新updateCount状态并在控制台输出更新信息。App函数组件作为根组件，并按照提供的树结构嵌套Node组件。

当你运行这个项目并点击任何一个节点的更新按钮时，你会看到对应的节点名和更新次数被打印到控制台中。同时，由于React的组件更新机制，当你更新一个父节点时，它的所有子节点也会被重新渲染。

虚拟DOM和Diff算法是React中用于优化渲染性能的核心技术。通过使用虚拟DOM和Diff算法，React能够最小化操作真实DOM的次数，从而提高应用的渲染性能。

5. 虚拟DOM (Virtual DOM) 与diff算法

定义：虚拟DOM是一个轻量级的对真实DOM的抽象，它和真实DOM具有相同的结构，但是它存在于内存中，而不是真实的浏览器环境中。

目的：减少直接操作真实DOM所产生的性能消耗。直接操作真实DOM是非常昂贵的，虚拟DOM提供了一种方式，使得我们可以在内存中操作DOM，然后通过最小的变更来更新真实DOM。

示例：

// JSX语法
const element = <h1>Hello, world</h1>;

// 转化为虚拟DOM对象
const virtualDOM = {
  type: 'h1',
  props: {
    children: 'Hello, world'
  }
};

5.1 Diff算法

定义：Diff算法是React用于比较两个虚拟DOM树的差异的算法。

目的：找出虚拟DOM树中发生变化的部分，以便只更新真实DOM中变化的部分，而不是重新渲染整个DOM树。

过程：

1. 初次渲染：React根据初始的state创建一个虚拟DOM对象（树），然后根据虚拟DOM生成真实的DOM，并渲染到页面中。
2. 数据变化：当数据变化（例如通过setState方法），React会重新根据新的数据创建一个新的虚拟DOM对象（树）。
3. Diff比较：React会使用Diff算法比较新旧两个虚拟DOM树，找出其中的差异。
4. 局部更新：根据Diff算法得到的差异，React只会更新真实DOM中变化的部分，而不是重新渲染整个DOM树。

5.2 实例分析

假设我们有一个列表组件，它的内容是根据state中的数据动态生成的。当我们添加一个新的列表项时，React会执行以下步骤：

1. 创建新的虚拟DOM树：React会根据新的state数据创建一个新的虚拟DOM树。
2. 执行Diff算法：React会比较新旧两个虚拟DOM树，找出差异。在这个例子中，差异是有一个新的列表项被添加。
3. 局部更新真实DOM：React会将新的列表项添加到真实DOM的列表中，而不是重新渲染整个列表。

通过这种方式，React能够保证只更新真实DOM中变化的部分，从而提高渲染性能。

5.3 为什么使用虚拟DOM

我们知道，当我们希望实现一个具有复杂状态的界面时，如果我们在每个可能发生变化的组件上都绑定事件，绑定字段数据，那么很快由于状态太多，我们需要维护的事件和字段将会越来越多，代码也会越来越复杂，于是，我们想我们可不可以将视图和状态分开来，只要视图发生变化，对应状态也发生变化，然后状态变化，我们再重绘整个视图就好了。

这样的想法虽好，但是代价太高了，于是我们又想，能不能只更新状态发生变化的视图？于是Virtual Dom应运而生，状态变化先反馈到Virtual Dom上，Virtual Dom在找到最小更新视图，最后批量更新到真实DOM上，从而达到性能的提升。

除此之外，从移植性上看，Virtual Dom还对真实dom做了一次抽象，这意味着Virtual Dom对应的可以不是浏览器的DOM，而是不同设备的组件，极大的方便了多平台的使用。如果是要实现前后端同构直出方案，使用Virtual Dom的框架实现起来是比较简单的，因为在服务端的Virtual Dom跟浏览器DOM接口并没有绑定关系。

基于 Virtual DOM 的数据更新与UI同步机制:

初始渲染时，首先将数据渲染为 Virtual DOM，然后由 Virtual DOM 生成 DOM。

数据更新时，渲染得到新的 Virtual DOM，与上一次得到的 Virtual DOM 进行 diff，得到所有需要在 DOM 上进行的变更，然后在 patch 过程中应用到 DOM 上实现UI的同步更新。

5.4 总结

虚拟DOM和Diff算法是React优化渲染性能的核心技术。虚拟DOM降低了直接操作真实DOM的性能消耗，而Diff算法确保了只更新真实DOM中变化的部分。通过理解和利用这些技术，开发者可以创建高性能的React应用，提供流畅的用户体验。

虚拟DOM的真正价值从来都不是性能。虚拟DOM的主要价值在于它提供了一种抽象，使得开发者可以以声明式的方式描述界面，而不需要直接操作DOM。虽然虚拟DOM也有助于提升性能。同时，虚拟DOM把DOM虚拟成一个React对象，不仅提高了代码的可维护性和可读性，还可以使得React的虚拟DOM能够脱离浏览器来运行，让能运行js的地方都能运行我们的React。这才是真正虚拟DOM带来的真正价值。

6. React原理机制总结

1. 原理有助于更好地理解React的自身运行机制

了解React的原理，如虚拟DOM和Diff算法，有助于开发者更好地理解React的运行机制，以及为什么React能够提供高性能的渲染。

2. setState()异步更新数据

React中的setState方法是异步的，这意味着在调用setState后，state不会立即更新，而是在后续的重新渲染过程中更新。这是一个常见的误区，但了解这一点可以帮助开发者避免一些常见的问题。

// 示例
this.setState({ count: this.state.count + 1 });
console.log(this.state.count);  // 输出的是更新前的值

3. 父组件更新导致子组件更新，纯组件提升性能

当父组件更新时，其子组件也会被重新渲染。但如果子组件的props和state没有变化，重新渲染是不必要的。使用纯组件（PureComponent）或shouldComponentUpdate方法可以避免不必要的重新渲染，从而提升应用的性能。

// 示例
class MyComponent extends React.PureComponent {
  render() {
    return <div>{this.props.value}</div>;
  }
}

4. 思路清晰简单为前提，虚拟DOM和Diff保效率

虚拟DOM提供了一种能够简单清晰地描述界面的方式，而Diff算法则确保只有必要的部分被更新，从而保证了渲染的效率。

5. 虚拟DOM -> state + JSX

虚拟DOM是通过state和JSX生成的，它为开发者提供了一种声明式的方式来描述界面，使得代码更易于理解和维护。

8. 虚拟DOM的真正价值从来都不是性能

虚拟DOM的主要价值在于它提供了一种抽象，使得开发者可以以声明式的方式描述界面，而不需要直接操作DOM。虽然虚拟DOM也有助于提升性能。同时，虚拟DOM把DOM虚拟成一个React对象，不仅提高了代码的可维护性和可读性，还可以使得React的虚拟DOM能够脱离浏览器来运行，让能运行js的地方都能运行我们的React。这才是真正虚拟DOM带来的真正价值。

7. 结论

React通过其独特的虚拟DOM和Diff算法，以及其组件模型和生命周期方法，为开发者提供了一种高效、简洁和可维护的方式来构建用户界面。通过深入理解React的原理和运行机制，开发者可以更好地利用React的优势，构建高性能和可维护的应用。

代码007普通

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