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  • Diff算法

    万次阅读 2019-06-12 08:38:53
    Diff算法 什么是Diff算法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 传统Diff: 计算一棵树形结构转换为另一棵...

    Diff算法

    什么是Diff算法?

    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

    传统Diff:

    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;
    }
    

    React Diff算法优化策略图

    在这里插入图片描述

    • React更新阶段会对ReactElement类型判断而进行不同的操作;ReactElement类型包含三种即:文本、Dom、组件;
    • 每个类型的元素更新处理方式:
      • 自定义元素的更新,主要是更新render出的节点,做甩手掌柜交给render出的节点的对应component去管理更新。
      • text节点的更新很简单,直接更新文案。
      • 浏览器基本元素的更新,分为两块:
        • 更新属性,对比出前后属性的不同,局部更新。并且处理特殊属性,比如事件绑定。
        • 子节点的更新,子节点更新主要是找出差异对象,找差异对象的时候也会使用上面的shouldUpdateReactComponent来判断,如果是可以直接更新的就会递归调用子节点的更新,这样也会递归查找差异对象。不可直接更新的删除之前的对象或添加新的对象。之后根据差异对象操作dom元素(位置变动,删除,添加等)

    React中Diff算法的实现

    React Diff:

    之前说过,React采用虚拟DOM技术实现对真实DOM的映射,即React Diff算法的差异查找实质是对两个JavaScript对象的差异查找;

    基于三个策略:

    1.Web UI中DOM节点跨层级的移动操作特别少,可以忽略不计。(tree diff)
    2.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。(component diff)
    3.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。(element diff)
    
    对于以上三个策略,react分别对tree diff,component diff,element diff进行算法优化。
    1.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

    在这里插入图片描述

    Tree DIFF是对树的每一层进行遍历,如果某组件不存在了,则会直接销毁。如图所示,左边是旧属,右边是新属,第一层是R组件,一模一样,不会发生变化;第二层进入Component DIFF,同一类型组件继续比较下去,发现A组件没有,所以直接删掉A、B、C组件;继续第三层,重新创建A、B、C组件。

    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。

    2.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。

    在这里插入图片描述

    3.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。

    在这里插入图片描述

    Element DIFF紧接着以上统一类型组件继续比较下去,常见类型就是列表。同一个列表由旧变新有三种行为,插入、移动和删除,它的比较策略是对于每一个列表指定key,先将所有列表遍历一遍,确定要新增和删除的,再确定需要移动的。如图所示,第一步将D删掉,第二步增加E,再次执行时A和B只需要移动位置即可。

    React中Diff算法实现的代码

    _updateChildren: function(nextNestedChildrenElements, transaction, context) {
        var prevChildren = this._renderedChildren;
        var removedNodes = {};
        var mountImages = [];
        // 获取新的子元素数组
        var nextChildren = this._reconcilerUpdateChildren(
          prevChildren,
          nextNestedChildrenElements,
          mountImages,
          removedNodes,
          transaction,
          context
        );
        if (!nextChildren && !prevChildren) {
          return;
        }
        var updates = null;
        var name;
        var nextIndex = 0;
        var lastIndex = 0;
        var nextMountIndex = 0;
        var lastPlacedNode = null;
        for (name in nextChildren) {
          if (!nextChildren.hasOwnProperty(name)) {
            continue;
          }
          var prevChild = prevChildren && prevChildren[name];
          var nextChild = nextChildren[name];
          if (prevChild === nextChild) {
            // 同一个引用,说明是使用的同一个component,所以我们需要做移动的操作
            // 移动已有的子节点
            // NOTICE:这里根据nextIndex, lastIndex决定是否移动
            updates = enqueue(
              updates,
              this.moveChild(prevChild, lastPlacedNode, nextIndex, lastIndex)
            );
            // 更新lastIndex
            lastIndex = Math.max(prevChild._mountIndex, lastIndex);
            // 更新component的.mountIndex属性
            prevChild._mountIndex = nextIndex;
          } else {
            if (prevChild) {
              // 更新lastIndex
              lastIndex = Math.max(prevChild._mountIndex, lastIndex);
            }
    
            // 添加新的子节点在指定的位置上
            updates = enqueue(
              updates,
              this._mountChildAtIndex(
                nextChild,
                mountImages[nextMountIndex],
                lastPlacedNode,
                nextIndex,
                transaction,
                context
              )
            );
            nextMountIndex++;
          }
          // 更新nextIndex
          nextIndex++;
          lastPlacedNode = ReactReconciler.getHostNode(nextChild);
        }
        // 移除掉不存在的旧子节点,和旧子节点和新子节点不同的旧子节点
        for (name in removedNodes) {
          if (removedNodes.hasOwnProperty(name)) {
            updates = enqueue(
              updates,
              this._unmountChild(prevChildren[name], removedNodes[name])
            );
          }
        }
      }
    

    基于中Diff的开发建议

    基于tree diff:

    • 开发组件时,注意保持DOM结构的稳定;即,尽可能少地动态操作DOM结构,尤其是移动操作。
    • 当节点数过大或者页面更新次数过多时,页面卡顿的现象会比较明显。
    • 这时可以通过 CSS 隐藏或显示节点,而不是真的移除或添加 DOM 节点。

    基于component diff:

    • 注意使用 shouldComponentUpdate() 来减少组件不必要的更新。
    • 对于类似的结构应该尽量封装成组件,既减少代码量,又能减少component diff的性能消耗。

    基于element diff:

    • 对于列表结构,尽量减少类似将最后一个节点移动到列表首部的操作,当节点数量过大或更新操作过于频繁时,在一定程度上会影响 React 的渲染性能。
    展开全文
  • diff算法

    2020-11-23 16:04:31
    文章目录什么是Diff算法?传统DiffReact Diff算法优化策略图React中Diff算法的实现对于以上三个策略,react分别对tree diff,component diff,element diff进行算法优化。1.tree diff2.componnet diff3.element diff...


    一直都没有好好的看一下diff算法 今天搞一下

    什么是Diff算法?

    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

    传统Diff

    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;
    }
    
    

    React Diff算法优化策略图

    1

    • React更新阶段会对ReactElement类型判断而进行不同的操作;ReactElement类型包含三种即:文本、Dom、组件;
    • 每个类型的元素更新处理方式:

    1、自定义元素的更新,主要是更新render出的节点,做甩手掌柜交给render出的节点的对应component去管理更新。
    2、text节点的更新很简单,直接更新文案。

    • 浏览器基本元素的更新,分为两块:

    1、更新属性,对比出前后属性的不同,局部更新。并且处理特殊属性,比如事件绑定。
    2、子节点的更新,子节点更新主要是找出差异对象,找差异对象的时候也会使用上面的shouldUpdateReactComponent来判断,如果是可以直接更新的就会递归调用子节点的更新,这样也会递归查找差异对象。不可直接更新的删除之前的对象或添加新的对象。之后根据差异对象操作dom元素(位置变动,删除,添加等)

    React中Diff算法的实现

    React采用虚拟DOM技术实现对真实DOM的映射,即React Diff算法的差异查找实质是对两个JavaScript对象的差异查找;

    基于三个策略:

    1.Web UI中DOM节点跨层级的移动操作特别少,可以忽略不计。(tree diff)
    2.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。(component diff)
    3.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。(element diff)

    对于以上三个策略,react分别对tree diff,component diff,element diff进行算法优化。

    1.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

    2
    Tree DIFF是对树的每一层进行遍历,如果某组件不存在了,则会直接销毁。如图所示,左边是旧属,右边是新属,第一层是R组件,一模一样,不会发生变化;第二层进入Component DIFF,同一类型组件继续比较下去,发现A组件没有,所以直接删掉A、B、C组件;继续第三层,重新创建A、B、C组件。

    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。

    2.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。

    1

    3.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。

    1

    Element DIFF紧接着以上统一类型组件继续比较下去,常见类型就是列表。同一个列表由旧变新有三种行为,插入、移动和删除,它的比较策略是对于每一个列表指定key,先将所有列表遍历一遍,确定要新增和删除的,再确定需要移动的。如图所示,第一步将D删掉,第二步增加E,再次执行时A和B只需要移动位置即可。

    React中Diff算法实现的代码

    _updateChildren: function(nextNestedChildrenElements, transaction, context) {
        var prevChildren = this._renderedChildren;
        var removedNodes = {};
        var mountImages = [];
        // 获取新的子元素数组
        var nextChildren = this._reconcilerUpdateChildren(
          prevChildren,
          nextNestedChildrenElements,
          mountImages,
          removedNodes,
          transaction,
          context
        );
        if (!nextChildren && !prevChildren) {
          return;
        }
        var updates = null;
        var name;
        var nextIndex = 0;
        var lastIndex = 0;
        var nextMountIndex = 0;
        var lastPlacedNode = null;
        for (name in nextChildren) {
          if (!nextChildren.hasOwnProperty(name)) {
            continue;
          }
          var prevChild = prevChildren && prevChildren[name];
          var nextChild = nextChildren[name];
          if (prevChild === nextChild) {
            // 同一个引用,说明是使用的同一个component,所以我们需要做移动的操作
            // 移动已有的子节点
            // NOTICE:这里根据nextIndex, lastIndex决定是否移动
            updates = enqueue(
              updates,
              this.moveChild(prevChild, lastPlacedNode, nextIndex, lastIndex)
            );
            // 更新lastIndex
            lastIndex = Math.max(prevChild._mountIndex, lastIndex);
            // 更新component的.mountIndex属性
            prevChild._mountIndex = nextIndex;
          } else {
            if (prevChild) {
              // 更新lastIndex
              lastIndex = Math.max(prevChild._mountIndex, lastIndex);
            }
    
            // 添加新的子节点在指定的位置上
            updates = enqueue(
              updates,
              this._mountChildAtIndex(
                nextChild,
                mountImages[nextMountIndex],
                lastPlacedNode,
                nextIndex,
                transaction,
                context
              )
            );
            nextMountIndex++;
          }
          // 更新nextIndex
          nextIndex++;
          lastPlacedNode = ReactReconciler.getHostNode(nextChild);
        }
        // 移除掉不存在的旧子节点,和旧子节点和新子节点不同的旧子节点
        for (name in removedNodes) {
          if (removedNodes.hasOwnProperty(name)) {
            updates = enqueue(
              updates,
              this._unmountChild(prevChildren[name], removedNodes[name])
            );
          }
        }
      }
    
    

    基于中Diff的开发建议

    基于tree diff

    • 开发组件时,注意保持DOM结构的稳定;即,尽可能少地动态操作DOM结构,尤其是移动操作。

    • 当节点数过大或者页面更新次数过多时,页面卡顿的现象会比较明显。

    • 这时可以通过 CSS 隐藏或显示节点,而不是真的移除或添加 DOM 节点。

    基于component diff

    • 注意使用 shouldComponentUpdate() 来减少组件不必要的更新。
    • 对于类似的结构应该尽量封装成组件,既减少代码量,又能减少component diff的性能消耗。

    基于element diff

    • 对于列表结构,尽量减少类似将最后一个节点移动到列表首部的操作,当节点数量过大或更新操作过于频繁时,在一定程度上会影响 React 的渲染性能。
    展开全文
  • Diff 算法

    2021-05-29 11:33:54
    当数据变化之后,如果直接操作DOM,浏览器会重新渲染页面,消耗性能比较大,使用Diff算法,它不直接操作DOM,而用js对象来描述真实DOM,比较js对象是否发生变化,找到变化的位置,最小化的更新变化的位置,提高了性能, ...

    Diff 是一种算法,类似排序算法;当数据变化之后,如果直接操作 DOM,浏览器会重新渲染页面,消耗性能比较大,使用 Diff 算法,它不直接操作 DOM,而用 js 对象来描述真实 DOM,比较 js 对象是否发生变化,找到变化的位置,最小化的更新变化的位置,提高了性能,

    它的执行过程是:在比较开始时首先对新老节点数组的开始和结尾节点设置标记索引,遍历比较时会出现四种情况:

    a. oldStartVnode/newStartVnode 比较: 旧节点和新节点从第一个开始进行比较

    b. oldEndVnode/newEndVnode 比较 : 旧节点和新节点从最后一个开始进行比较

    c. oldStartVnode/newEndVnode 比较 : 旧节点从第一个 和 新节点从最后一个开始进行比较

    d. oldEndVnode/newStartVnode 比较 :旧节点从最后一个 和 新节点从第一个开始进行比较

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  • diff 算法

    2019-04-10 23:50:13
    Diff Algorithm http://wiki.c2.com/?DiffAlgorithm Longest common subsequence http://wordaligned.org/articles/longest-common-subsequence An O(ND) Difference Algorithm and Its Variations ...

    Diff Algorithm
    http://wiki.c2.com/?DiffAlgorithm

    Longest common subsequence
    http://wordaligned.org/articles/longest-common-subsequence

    An O(ND) Difference Algorithm and Its Variations
    http://www.xmailserver.org/diff2.pdf

    Diff Algorithm? [closed]
    https://stackoverflow.com/questions/805626/diff-algorithm

    Diff算法研究
    https://blog.csdn.net/airekans/article/details/6022178

    Myers Diff Algorithm - Code & Interactive Visualization
    http://blog.robertelder.org/diff-algorithm/

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    2021-04-06 18:40:15
    差异 Saulx diff算法
  • diff diff算法实践

    2008-07-17 09:15:37
    diff diff算法实践
  • diff 为了学习diff算法
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    万次阅读 2019-04-20 20:27:54
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    万次阅读 2019-02-01 15:33:17
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    2021-09-14 13:39:06
    React diff 算法.pdf
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    2019-10-21 16:29:40
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    2008-07-17 09:18:57
    diff diff算法实践
  • vue和react的diff算法,都是忽略跨级比较,只做同级比较。vue diff时调动patch函数,参数是vnode和oldVnode,分别代表新旧节点。 1.vue对比节点。当节点元素相同,但是classname不同,认为是不同类型的元素,删除...
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空空如也

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