虚拟dom
在Web开发中,需要将数据的变化实时反映到UI上,这时就需要对DOM进行操作,但是复杂或频繁的DOM操作通常是性能瓶颈> 产生的原因,为此,React引入了虚拟DOM(Virtual DOM)的机制。
# 什么是虚拟dom
在React中,render执行的结果得到的并不是真正的DOM节点,结果仅仅是轻量级的JavaScript对象,我们称之为virtual DOM。
实际也是操作Dom树进行渲染更新,但是它只是针对修改部分进行局部渲染,将影响降到最低,虽然实现方式各有不同,但是大体步骤如下:
1.用Javascript对象结构描述Dom树结构,然后用它来构建真正的Dom树插入文档
2.当状态发生改变之后,重新构造新的Javascript对象结构和旧的作对比得出差异
3.针对差异之处进行重新构建更新视图
无非就是利用Js做一层映射比较,操作简单并且速度远远高于直接比较Dom树
# 虚拟DOM VS 直接操作原生DOM?
如果没有 Virtual DOM,简单来说就是直接重置 innerHTML。这样操作,在一个大型列表所有数据都变了的情况下,还算是合理,但是,当只有一行数据发生变化时,它也需要重置整个 innerHTML,这时候显然就造成了大量浪费。
比较innerHTML 和Virtual DOM 的重绘过程如下:
innerHTML: render html string + 重新创建所有 DOM 元素
Virtual DOM: render Virtual DOM + diff + 必要的 DOM 更新
和 DOM 操作比起来,js 计算是非常便宜的。Virtual DOM render + diff 显然比渲染 html 字符串要慢,但是,它依然是纯 js 层面的计算,比起后面的 DOM 操作来说,依然便宜了太多。当然,曾有人做过验证说React的性能不如直接操作真实DOM
# 虚拟DOM VS MVVM?
相比起 React,其他 MVVM 系框架比如 Angular, Knockout 以及 Vue、Avalon 采用的都是数据绑定:通过 Directive/Binding 对象,观察数据变化并保留对实际 DOM 元素的引用,当有数据变化时进行对应的操作。MVVM 的变化检查是数据层面的,而 React 的检查是 DOM 结构层面的。MVVM 的性能也根据变动检测的实现原理有所不同:Angular 的脏检查使得任何变动都有固定的 O(watcher count) 的代价;Knockout/Vue/Avalon 都采用了依赖收集,在 js 和 DOM 层面都是 O(change):
- 脏检查:scope digest + 必要 DOM 更新
- 依赖收集:重新收集依赖 + 必要 DOM 更新
可以看到,Angular 最不效率的地方在于任何小变动都有的和 watcher 数量相关的性能代价。但是!当所有数据都变了的时候,Angular 其实并不吃亏。依赖收集在初始化和数据变化的时候都需要重新收集依赖,这个代价在小量更新的时候几乎可以忽略,但在数据量庞大的时候也会产生一定的消耗。 MVVM 渲染列表的时候,由于每一行都有自己的数据作用域,所以通常都是每一行有一个对应的 ViewModel 实例,或者是一个稍微轻量一些的利用原型继承的 "scope" 对象,但也有一定的代价。所以,MVVM 列表渲染的初始化几乎一定比 React 慢,因为创建 ViewModel / scope 实例比起 Virtual DOM 来说要昂贵很多。这里所有 MVVM 实现的一个共同问题就是在列表渲染的数据源变动时,尤其是当数据是全新的对象时,如何有效地复用已经创建的 ViewModel 实例和 DOM 元素。假如没有任何复用方面的优化,由于数据是 “全新” 的,MVVM 实际上需要销毁之前的所有实例,重新创建所有实例,最后再进行一次渲染!这就是为什么题目里链接的 angular/knockout 实现都相对比较慢。相比之下,React 的变动检查由于是 DOM 结构层面的,即使是全新的数据,只要最后渲染结果没变,那么就不需要做无用功。 Angular 和 Vue 都提供了列表重绘的优化机制,也就是 “提示” 框架如何有效地复用实例和 DOM 元素。比如数据库里的同一个对象,在两次前端 API 调用里面会成为不同的对象,但是它们依然有一样的 uid。这时候你就可以提示 track by uid 来让 Angular 知道,这两个对象其实是同一份数据。那么原来这份数据对应的实例和 DOM 元素都可以复用,只需要更新变动了的部分。或者,你也可以直接 track by $index 来进行 “原地复用”:直接根据在数组里的位置进行复用。在题目给出的例子里,如果 angular 实现加上 track by $index 的话,后续重绘是不会比 React 慢多少的。甚至在 dbmonster 测试中,Angular 和 Vue 用了 track by $index 以后都比 React 快: dbmon (注意 Angular 默认版本无优化,优化过的在下面)
在比较性能的时候,要分清楚初始渲染、小量数据更新、大量数据更新这些不同的场合。Virtual DOM、脏检查 MVVM、数据收集 MVVM 在不同场合各有不同的表现和不同的优化需求。Virtual DOM 为了提升小量数据更新时的性能,也需要针对性的优化,比如 shouldComponentUpdate 或是 immutable data。
初始渲染:Virtual DOM > 脏检查 >= 依赖收集 小量数据更新:依赖收集 >> Virtual DOM + 优化 > 脏检查(无法优化) > Virtual DOM 无优化 大量数据更新:脏检查 + 优化 >= 依赖收集 + 优化 > Virtual DOM(无法/无需优化)>> MVVM 无优化 (该段落借鉴了知乎的相关回答)
# 对React虚拟DOM的误解?
React 从来没有说过 “React 比原生操作 DOM 快”。React给我们的保证是,在不需要手动优化的情况下,它依然可以给我们提供过得去的性能。
React掩盖了底层的 DOM 操作,可以用更声明式的方式来描述我们目的,从而让代码更容易维护。下面还是借鉴了知乎上的回答:没有任何框架可以比纯手动的优化 DOM 操作更快,因为框架的 DOM 操作层需要应对任何上层 API 可能产生的操作,它的实现必须是普适的。针对任何一个 benchmark,我都可以写出比任何框架更快的手动优化,但是那有什么意义呢?在构建一个实际应用的时候,你难道为每一个地方都去做手动优化吗?出于可维护性的考虑,这显然不可能。
# react 合成事件
React 自己实现了这么一套事件机制,它在 DOM 事件体系基础上做了改进,减少了内存的消耗,并且最大程度上解决了 IE 等浏览器的不兼容问题
React 上注册的事件最终会绑定在document这个 DOM 上,而不是 React 组件对应的 DOM(减少内存开销就是因为所有的事件都绑定在 document 上,其他节点没有绑定事件)
React 自身实现了一套事件冒泡机制,所以这也就是为什么我们 event.stopPropagation() 无效的原因。
React 通过队列的形式,从触发的组件向父组件回溯,然后调用他们 JSX 中定义的 callback
React 有一套自己的合成事件 SyntheticEvent,不是原生的,这个可以自己去看官网
React 通过对象池的形式管理合成事件对象的创建和销毁,减少了垃圾的生成和新对象内存的分配,提高了性能
# 谈谈你对react fiber 结构理解
fiber作为一种数据结构,用于代表某些worker,换句话说,就是一个work单元,通过Fiber的架构,提供了一种跟踪,调度,暂停和中止工作的便捷方式。
- 为每个增加了优先级,优先级高的任务可以中断低优先级的任务。然后再重新,注意是重新执行优先级低的任务
- 增加了异步任务,调用requestIdleCallback api,浏览器空闲的时候执行
- dom diff树变成了链表,一个dom对应两个fiber(一个链表),对应两个队列,这都是为找到被中断的任务,重新执行
从架构角度来看,Fiber 是对 React核心算法(即调和过程)的重写
从编码角度来看,Fiber是 React内部所定义的一种数据结构,它是 Fiber树结构的节点单位,也就是 React 16 新架构下的虚拟DOM
一个 fiber就是一个 JavaScript对象,包含了元素的信息、该元素的更新操作队列、类型
# react 中key是什么?有什么作用?
key是react用来追踪哪些列表的元素被修改,被添加或者是被删除的辅助标示。在开发过程中我们需要保证某个元素的key在其同级元素中具有唯一性。
元素key属性的作用是用于判断元素是新创建的还是被移动的元素,从而减少不必要的元素渲染
也就是为了提高diff同级比较的效率,避免原地复用带来的副作用;key是react用来追踪列表的元素被修改,被添加或者是被删除的标识。
# 组件通信有哪些方式?
- 父组件向子组件通信,可以通过 props 方式传递数据;也可以通过 ref 方式传递数据;
- 子组件向父组件通信,通过回调函数方式传递数据;
- 父组件向后代所有组件传递数据,如果组件层级过多,通过 props 的方式传递数据很繁琐,可以通过 Context.Provider 的方式;
- 一个数据源实现跨组件通信,通过指定 contextType 的方式来实现;
- 多个数据源实现跨组件通信,使用 Context.Consumer 方式实现;
- Redux