从零本身编写一个React框架【中高级前端杀手锏级别技能】

时间 2019-11-05

标签本身编写一个 react 框架中高级前端杀手锏级别技能栏目 React 繁體版

原文原文链接

想要本身实现一个 React简易版框架，并非很是难。可是你须要先了解下面这些知识点
若是你能阅读如下的文章，那么会更轻松的阅读本文章：

为了下降本文难度，构建工具选择了parcel，欢迎加入咱们的前端交流群～ gitHub仓库源码地址和二维码都会在最后放出来～css

什么是虚拟`DOM`？

其实就是一个个的具备固定格式的JS对象，例如：html

const obj = {
    tag:'div',
    attrs:{
        className:"test"
    },
    children:[
    tag:'span',
    attrs:{
        className:"text"
    },
    tag:'p',
    attrs:{
        className:"p"
    },
    ]
    
}

怎么生成对应的虚拟`DOM`对象？

先把代码变成抽象语法树（AST）
而后进行对应的处理
输出成浏览器能够识别的代码-即js对象

这一切都是基于 Babel作的 babel在线编译测试

class App extends React.Component{
    render(){
    return <div>123</div>
    }
}

上面这段代码会被编译成:前端

...
  _createClass(App, [{
    key: "render",
    value: function render() {
      return React.createElement("div", null, "123");
    }
  }]);

//省略掉一部分代码

最核心的一段jsx代码, return <div>123</div>被转换成了：return React.createElement("div", null, "123");node

最重要的开始点：

咱们写的jsx代码，都会被转换成React.createElement这种形式react

那咱们只要本身一个React全局对象，给它挂载这个React.createElement方法就能够进行接下来的处理：webpack

const React = {};
React.createElement = function(tag, attrs, ...children) {
  return {
    tag,
    attrs,
    children
  };
};
export default React;

咱们定义的React.createElement方法也很简单，只是把对应的参数集中变成一个特定格式的对象，而后返回，再接下来进行处理～。Babel的配置会帮咱们自动把jsx转换成React.creatElement的代码,参数都会默认帮咱们传好～git

构建工具咱们使用零配置的 parcel ,相比 webpack来讲，更容易上手，固然对于一个把 webpack玩透了的人来讲，其实用什么都同样～

npm install -g parcel-bundler
parcel index.html便可运行项目

// .babelrc 配置
{
    "presets": ["env"],
    "plugins": [
        ["transform-react-jsx", {
            "pragma": "React.createElement"
        }]
    ]
}

处理好了`jsx`代码，咱们入口开始写起：

ReactDOM.render方法是咱们的入口
先定义ReactDOM对象，以及它的render方法～

const ReactDom = {};
//vnode 虚拟dom，即js对象 
//container 即对应的根标签 包裹元素
const render = function(vnode, container) {
  return container.appendChild(_render(vnode));
};
ReactDom.render = render;

思路：先把虚拟 dom对象- js对象变成真实 dom对象，而后插入到根标签内。

_render方法，接受虚拟dom对象，返回真实dom对象：github

若是传入的是null,字符串或者数字那么直接转换成真实dom而后返回就能够了～web

if (vnode === undefined || vnode === null || typeof vnode === 'boolean')
    vnode = '';

  if (typeof vnode === 'number') vnode = String(vnode);

  if (typeof vnode === 'string') {
    let textNode = document.createTextNode(vnode);
    return textNode;
  }
 const dom = document.createElement(vnode.tag);
 return dom

可是有可能传入的是个div标签，并且它有属性。那么须要处理属性，因为这个处理属性的函数须要大量复用，咱们单独定义成一个函数：算法

if (vnode.attrs) {
    Object.keys(vnode.attrs).forEach(key => {
      const value = vnode.attrs[key];
      handleAttrs(dom, key, value);
    });
  }
  
  function setAttribute(dom, name, value) {
  if (name === 'className') name = 'class';
  if (/on\w+/.test(name)) {
    name = name.toLowerCase();
    dom[name] = value || '';
  } else if (name === 'style') {
    if (!value || typeof value === 'string') {
      dom.style.cssText = value || '';
    } else if (value && typeof value === 'object') {
      for (let name in value) {
        dom.style[name] =
          typeof value[name] === 'number' ? value[name] + 'px' : value[name];
      }
    }
  } else {
    if (name in dom) {
      dom[name] = value || '';
    }
    if (value) {
      dom.setAttribute(name, value);
    } else {
      dom.removeAttribute(name);
    }
  }
}

可是可能有子节点的嵌套，因而要用到递归：

vnode.children && vnode.children.forEach(child => render(child, dom)); 
  // 递归渲染子节点

上面没有考虑到组件，只考虑到了 div或者字符串数字之类的虚拟 dom.

其实加入组件也很简单：加入新一个新的处理方式:

咱们先定义好Component这个类，而且挂载到全局React的对象上

export class Component {
  constuctor(props = {}) {
    this.state = {};
    this.props = props;
  }
  setState(stateChange) {
    // 将修改合并到state
    console.log('setstate');
    const newState = Object.assign(this.state, stateChange);
    console.log('state:', newState);
    renderComponent(this);
  }
}
....

//挂载Component类到全局React上
React.Component = Component

若是是组件，Babel会帮咱们把第一个参数变成function

if (typeof vnode.tag === 'function') {
    //先建立组件
    const component = createComponent(vnode.tag, vnode.attrs);
    //设置属性
    setComponentProps(component, vnode.attrs)
    //返回的是真实dom对象
    return component.base;
  }

createComponent和setComponentProps都是咱们本身定义的方法～后期大量复用

export function createComponent(component, props) {
  let inst;
  // 若是是类定义组件，则直接返回实例
  if (component.prototype && component.prototype.render) {
    inst = new component(props);
    // 若是是函数定义组件，则将其扩展为类定义组件
  } else {
    inst = new Component(props);
    inst.constructor = component;
    inst.render = function() {
      return this.constructor(props);
    };
  }

  return inst;
}

export function setComponentProps(component, props) {
  if (!component.base) {
    if (component.componentWillMount) component.componentWillMount();
  } else if (component.base && component.componentWillReceiveProps) {
    component.componentWillReceiveProps(props);
  }

  component.props = props;

  renderComponent(component);
}

renderComponent也是咱们本身定义的方法，用来渲染组件：

export function renderComponent(component) {
  console.log('renderComponent');
  let base;

  const renderer = component.render();

  if (component.base && component.componentWillUpdate) {
    component.componentWillUpdate();
  }

  base = _render(renderer);

  if (component.base) {
    if (component.componentDidUpdate) component.componentDidUpdate();
  } else {
    component.base = base;
    component.componentDidMount && component.componentDidMount();
    if (component.base && component.base.parentNode) {
      component.base.parentNode.replaceChild(base, component.base);
    }
    return;
  }
  if (component.base && component.base.parentNode) {
    component.base.parentNode.replaceChild(base, component.base);
  }
  //base是真实dom对象
  //component.base是将本次渲染好的dom对象挂载到组件上，方便判断是否首次挂载
  component.base = base;
  //互相饮用，方便后期的队列处理
  base._component = component;
}

最简单的版本已经完成，对应的生命简单周期作了粗糙处理，可是没有加入 diff算法和异步 setState,欢迎移步 gitHub点个 star

最简单版React-无diff算法和异步state,选择master分支

加入`diff`算法和`shouldComponentUpdate`生命周期优化：

没有diff算法，更新state后是全部的节点都要更新，这样性能损耗很是大。如今咱们开始加入React的diff算法

首先改造renderComponent方法

function renderComponent(component, newState = {}) {

  console.log('renderComponent');
  //真实dom对象
  let base;
  //虚拟dom对象
  const renderer = component.render();
  //component.base是为了表示是否通过初次渲染，好进行生命周期函数调用
  if (component.base && component.componentWillUpdate) {
    component.componentWillUpdate();
  }

  if (component.base && component.shouldComponentUpdate) {
    //若是组件通过了初次渲染，是更新阶段，那么能够根据这个生命周期判断是否更新
    let result = true;
    result =
      component.shouldComponentUpdate &&
      component.shouldComponentUpdate((component.props = {}), newState);
    if (!result) {
      return;
    }
  }
  
  //获得diff算法对比后的真实dom对象
  base = diffNode(component.base, renderer);

  if (component.base) {
    if (component.componentDidUpdate) component.componentDidUpdate();
  } else {
  //为了防止死循环，调用完`didMount`函数就结束。
    component.base = base;
    base._component = component;
    component.componentDidMount && component.componentDidMount();
    return;
  }
  component.base = base;
  base._component = component;
}

注意，咱们是跟 preact同样，将真实 dom对象和虚拟 dom对象进行对比：

分为下面几种diff:

Node节点diff
Component组件diff
属性diff
纯文本或者数字的diff...
子节点的diff（这个最复杂）

纯文本或者数字的diff:

纯文本和数字之类的直接替换掉 dom节点的 textContent便可

diffNode(dom, vnode) {
  let out = dom;

  if (vnode === undefined || vnode === null || typeof vnode === 'boolean')
    vnode = '';

  if (typeof vnode === 'number') vnode = String(vnode);

  // diff text node
  if (typeof vnode === 'string') {
    // 若是当前的DOM就是文本节点，则直接更新内容
    if (dom && dom.nodeType === 3) {
      // nodeType: https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/Node/nodeType
      if (dom.textContent !== vnode) {
        dom.textContent = vnode;
      }
      // 若是DOM不是文本节点，则新建一个文本节点DOM，并移除掉原来的
    } else {
      out = document.createTextNode(vnode);
      if (dom && dom.parentNode) {
        dom.parentNode.replaceChild(out, dom);
      }
    }

    return out;
  }

Component组件diff

若是不是一个类型组件直接替换掉，不然只更新属性便可

function diffComponent(dom, vnode) {
  let c = dom && dom._component;
  let oldDom = dom;

  // 若是组件类型没有变化，则从新set props
  if (c && c.constructor === vnode.tag) {
    setComponentProps(c, vnode.attrs);
    dom = c.base;
    // 若是组件类型变化，则移除掉原来组件，并渲染新的组件
  } else {
    if (c) {
      unmountComponent(c);
      oldDom = null;
    }

    c = createComponent(vnode.tag, vnode.attrs);

    setComponentProps(c, vnode.attrs);
    dom = c.base;

    if (oldDom && dom !== oldDom) {
      oldDom._component = null;
      removeNode(oldDom);
    }
  }

  return dom;
}

属性的diff

export function diffAttributes(dom, vnode) {
  const old = {}; // 当前DOM的属性
  const attrs = vnode.attrs; // 虚拟DOM的属性

  for (let i = 0; i < dom.attributes.length; i++) {
    const attr = dom.attributes[i];
    old[attr.name] = attr.value;
  }

  // 若是原来的属性不在新的属性当中，则将其移除掉（属性值设为undefined）
  for (let name in old) {
    if (!(name in attrs)) {
      handleAttrs(dom, name, undefined);
    }
  }

  // 更新新的属性值
  for (let name in attrs) {
    if (old[name] !== attrs[name]) {
      handleAttrs(dom, name, attrs[name]);
    }
  }
}

children的diff

function diffChildren(dom, vchildren) {
  const domChildren = dom.childNodes;
  //没有key值的真实dom集合
  const children = [];
  //有key值的集合 
  const keyed = {};

  if (domChildren.length > 0) {
    for (let i = 0; i < domChildren.length; i++) {
      const child = domChildren[i];
      const key = child.key;
      if (key) {
        keyed[key] = child;
      } else {
        children.push(child);
      }
    }
  }

  if (vchildren && vchildren.length > 0) {
    let min = 0;
    let childrenLen = children.length;

    for (let i = 0; i < vchildren.length; i++) {
      const vchild = vchildren[i];
      const key = vchild.key;
      let child;

      if (key) {
        if (keyed[key]) {
          child = keyed[key];
          keyed[key] = undefined;
        }
      } else if (min < childrenLen) {
        for (let j = min; j < childrenLen; j++) {
          let c = children[j];

          if (c && isSameNodeType(c, vchild)) {
            child = c;
            children[j] = undefined;

            if (j === childrenLen - 1) childrenLen--;
            if (j === min) min++;
            break;
          }
        }
      }

      child = diffNode(child, vchild);

      const f = domChildren[i];
      if (child && child !== dom && child !== f) {
        if (!f) {
          dom.appendChild(child);
        } else if (child === f.nextSibling) {
          removeNode(f);
        } else {
          dom.insertBefore(child, f);
        }
      }
    }
  }
}

children的diff这段，确实看起来不那么简单，总结两点精髓：

利用key值将节点分红两个队列
先对比有key值的节点，而后对比相同类型的节点，而后进行dom操做

shouldComponentUpdate的对比优化：

shouldComponentUpdate(nextProps, nextState) {
    if (nextState.test > 5) {
      console.log('shouldComponentUpdate中限制了更新')
      alert('shouldComponentUpdate中限制了更新')
      return false;
    }
    return true;
  }

效果：

建议去仓库看完整源码认真斟酌：
带diff算法版mini-React,选择diff分支

看加入了diff算法后的效果

固然state更新后，只是更新了对应的节点，所谓的diff算法，就是将真实dom和虚拟dom对比后，直接dom操做。操做那些有更新的节点～固然也有直接对比两个虚拟dom对象，而后打补丁上去～咱们这种方式若是作SSR同构就不行，由于咱们服务端没dom对象这个说法，没法运行～

这段 diff是有点硬核，可是去仓库认真看看，本身尝试写写，也是能够啃下来的。

异步合并更新`state`版

上面的版本，每次setState都会更新组件，这样很不友好，由于有可能一个操做会带来不少个setState，并且极可能会频繁更新state。为了优化性能，咱们把这些操做都放在一帧内去操做～

这里咱们使用requestAnimationFrame，去执行合并操做～

首先更新setState入口，不要直接从新渲染组件：

import { _render } from '../reactDom/index';
import { enqueueSetState } from './setState';
export class Component {
  constuctor(props = {}) {
    this.state = {};
    this.props = props;
  }
  setState(stateChange) {
    // 将修改合并到state
    console.log('setstate');
    const newState = Object.assign(this.state, stateChange);
    console.log('state:', newState);
    this.newState = newState;
    enqueueSetState(newState, this);
  }
}

enqueueSetState是咱们的一个入口函数：

function enqueueSetState(stateChange, component) {
  if (setStateQueue.length === 0) {
    //清空队列的办法是异步执行,下面都是同步执行的一些计算
    defer(flush);
  }

  //向队列中添加对象 key:stateChange value:component
  setStateQueue.push({
    stateChange,
    component
  });

  //若是渲染队列中没有这个组件 那么添加进去
  if (!renderQueue.some(item => item === component)) {
    renderQueue.push(component);
  }
}

上面代码的精髓：

先执行同步代码
首次setState调用进入if (setStateQueue.length === 0) 的判断
异步在下一帧执行flush函数
同步执行setStateQueue.push
同步执行 renderQueue.push(component)
最后执行defer函数

defer函数

function defer(fn) {
  //requestIdleCallback的兼容性很差，对于用户交互频繁屡次合并更新来讲
  ，requestAnimation更有及时性高优先级，requestIdleCallback则适合处理能够延迟渲染的任务～
  //   if (window.requestIdleCallback) {
  //     console.log('requestIdleCallback');
  //     return requestIdleCallback(fn);
  //   }
  //高优先级任务
  return requestAnimationFrame(fn);
}

思考了好久，决定仍是用requestAnimationFrame,为了体现界面交互的及时性

flush清空队列的函数：

function flush() {
  let item, component;
  //依次取出对象，执行
  while ((item = setStateQueue.shift())) {
    const { stateChange, component } = item;

    // 若是没有prevState，则将当前的state做为初始的prevState
    if (!component.prevState) {
      component.prevState = Object.assign({}, component.state);
    }

    // 若是stateChange是一个方法，也就是setState的第二种形式
    if (typeof stateChange === 'function') {
      Object.assign(
        component.state,
        stateChange(component.prevState, component.props)
      );
    } else {
      // 若是stateChange是一个对象，则直接合并到setState中
      Object.assign(component.state, stateChange);
    }

    component.prevState = component.state;
  }

  //依次取出组件，执行更新逻辑，渲染
  while ((component = renderQueue.shift())) {
    renderComponent(component);
  }
}

flush函数的精髓：

抽象队列，一个是对应的改变state和组件的队列，一个是须要更新的组件队列
每一帧就清空当前setState队列的须要更新的组件，一次性合并清空

完整代码仓库地址，欢迎star：
带diff算法和异步state的minj-react

上面是`V15`版本的`stack`递归`diff`版本的`React`实现：

当咱们有100个节点须要更新的时候，咱们正在递归对比节点，此时用户点击界面须要弹框，那么可能会形成延迟弹出窗口，根据RAID,超过100ms，用户就会感受明显卡顿。为了防止出现这种状况，咱们须要改变总体的diff策略。把递归的对比，改为能够暂停执行的循环对比，这样若是即时咱们在对比阶段，有用户点击须要交互的时候，咱们能够暂停对比，处理用户交互。

上面这段话，说的就是 stack版本和 Fiber架构的区别。

stack版本就是咱们上面的版本

`Fiber`版本：

思路：

将对比阶段分割成一个个小任务
采用两个虚拟dom对象的去diff对比方式，单链表结构，三根指针，return children sibling。
每帧完成一个小任务，而后去执行requestAnimationFrame,若是还有时间，那么就去执行requestIdleCallback.

这个版本暂时就结束了哦～欢迎加入咱们的前端交流群，还有前往 gitHub给个 star。

本人参考：
hujiulong的博客，感谢这些大佬的无私开源

前端交流群：
如今人数超过了100人，因此只能加我，而后拉大家进群！！

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从零本身编写一个React框架 【中高级前端杀手锏级别技能】

什么是虚拟DOM？

怎么生成对应的虚拟DOM对象？

最重要的开始点：

处理好了jsx代码，咱们入口开始写起：

加入diff算法和shouldComponentUpdate生命周期优化：

异步合并更新state版

上面是V15版本的stack递归diff版本的React实现：

Fiber版本：