关于React setState的实现原理(一)

原文连接:https://www.cnblogs.com/jasonlzy/p/8046118.html

前言

首先在学习react的时候就对setSate的实现有比较浓厚的兴趣,那么对于下边的代码,可以快速回答吗?

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<pre style="margin-top: 0px; margin-bottom: 0px; white-space: pre-wrap; word-wrap: break-word; font-family: "Courier New" !important; font-size: 12px !important;">class Root extends React.Component {
constructor(props) {
super(props); this.state = {
count: 0 };
}
componentDidMount() {
let me = this;
me.setState({
count: me.state.count + 1 });
console.log(me.state.count); // 打印
me.setState({
count: me.state.count + 1 });
console.log(me.state.count); // 打印
setTimeout(function(){
me.setState({
count: me.state.count + 1 });
console.log(me.state.count); // 打印
}, 0);
setTimeout(function(){
me.setState({
count: me.state.count + 1 });
console.log(me.state.count); // 打印
}, 0);
}
render() { return ( <h1>{this.state.count}</h1>
)
}
}</pre>

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这段代码大家可能在很多地方看见过,结果是让你匪夷所思的0,0,2,3。 大部分人相信都不知道其中的原因,首先肯定会问:

  • 为什么前两次为零,而加上setTimeout就可以打印出来?
  • 为什么setTimeout打印出不同的结果?

那么请你接下来向下看,我首先说一下Batch Updata(批量更新)。如下图:

image

什么事Batch Update

在一些MV*框架中,就是将一段时间内对model的修改批量更新到view的机制。比如那前端比较火的React、vue为例。

在React中,我们在componentDidMount生命周期连续调用SetState:

<pre style="margin-top: 0px; margin-bottom: 0px; white-space: pre-wrap; word-wrap: break-word; font-family: "Courier New" !important; font-size: 12px !important;">componentDidMount () { this.setState({ foo: 1 }) this.setState({ foo: 2 }) this.setState({ foo: 3 })
}</pre>

在没有Batch Update的情况下,上面的操作会导致三次组件渲染,但是使用Batch Update机制下时间上只运行了一次渲染。componentDidMount中三次对model的操作被优化为一次view更新,

不必要的Vitual Dom计算被忽略,从而提高了框架的效率。

Batch Update的实现

我们想到的可能就是数据结构中的栈和队列,比较一下还是使用一个queue来保存update,并在合适的时机对这个queue进行flush操作。那么现在有两个问题:

  1. 什么时候创建这个queue
  2. 什么时候对这个queue进行flush

那么我们要对Reac和Vue的源码进行分析,首先React:React中的Batch Update是通过Transaction(事务)来实现的。在React源码关于Transaction的部分可以用一幅画解释:

image

Transaction对一个函数进行包装,让React有机会在一个函数执行前和执行后运行特定的逻辑,从而完成对整个Batch Update流程的控制。

简单的说就是在要执行的函数中用事务包裹起来,在函数执行前加入initialize阶段,函数执行,最后执行close阶段。那么Batch Update中

在事件initialize阶段,一个update queue被创建。在事件中调用setState方法时,状态不会被立即调用,而是被push进Update queue中。

函数执行结束调用事件的close阶段,Update queue会被flush,这事新的状态才会被应用到组件上并开始后续的Virtual DOM更新,biff算法来对

model更新。

对比于React,Vue实现Batch update就简单多了:直接借助JS中的Event Loop。(参考阮老师的http://www.ruanyifeng.com/blog/2013/10/event_loop.html

Vue中的核心代码就仅仅20多行,如下:

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<pre style="margin-top: 0px; margin-bottom: 0px; white-space: pre-wrap; word-wrap: break-word; font-family: "Courier New" !important; font-size: 12px !important;">// https://github.com/vuejs/vue/blob/dev/src/core/observer/scheduler.js#L122-L148 /**

  • Push a watcher into the watcher queue.
  • Jobs with duplicate IDs will be skipped unless it's
  • pushed when the queue is being flushed. */ export function queueWatcher (watcher: Watcher) {
    const id = watcher.id if (has[id] == null) {
    has[id] = true
    if (!flushing) {
    queue.push(watcher)
    } else { // if already flushing, splice the watcher based on its id
    // if already past its id, it will be run next immediately.
    let i = queue.length - 1
    while (i > index && queue[i].id > watcher.id) {
    i-- }
    queue.splice(i + 1, 0, watcher)
    } // queue the flush
    if (!waiting) {
    waiting = true nextTick(flushSchedulerQueue)
    }
    }
    }</pre>

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当model被修改时,对应的watcher会被推入Update queue, 与此同时还会在异步队列中添加一个task用于flush当前的Update queue。

这样一来,当前的task中的其他watcher会被推进同一个Update queue中。当前task执行结束后,异步队列下一个task执行,update queue

会被 flush,并进行后续的更新操作。

为了让 flush 动作能在当前 Task 结束后尽可能早的开始,Vue 会优先尝试将任务 micro-task 队列,具体来说,在浏览器环境中 Vue 会优

先尝试使用 MutationObserver API 或 Promise,如果两者都不可用,则 fallback 到 setTimeout。

对比两个框架可以发现 React 基于 Transition 实现的 Batch Query 是一个不依赖语言特性的通用模式,因此有更稳定可控的表现,但缺点

是无法完全覆盖所有情况,例如对于如下代码:

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<pre style="margin-top: 0px; margin-bottom: 0px; white-space: pre-wrap; word-wrap: break-word; font-family: "Courier New" !important; font-size: 12px !important;">componentDidMount () {
setTimeout(_ => { this.setState({ foo: 1 }) this.setState({ foo: 2 }) this.setState({ foo: 3 })
}, 0)
}</pre>

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由于 setTimeout 的回调函数「不受 React 控制」,其中的 setState 就无法得到优化,最终会导致 render 函数执行三次。

而 Vue 的实现则对语言特性乃至运行环境有很强的依赖,但可以更好的覆盖各种情况:只要是在同一个 task 中的修改都可以进行 Batch Update 优化。

总结一下:

React 在这里的更新和事务机制使用比较通用的处理方式。

比如默认第一次应用初始化的时候是一次事务的进行,在用户交互的时候是一次新的事务开始,会在同一次同步事务中标记 batchUpdate=true,这样的做法是不破坏使用者的代码。

然后如果是 Ajax,setTimeout 等要离开主线程进行异步操作的时候会脱离当前 UI 的事务,这时候再进入此次处理的时候 batchUpdate=false,所以才会 setState 几次就 render 几次。

Vue 的策略虽然在机制上雷同,但是从根本上来讲是一种延迟的批量更新机制。

Angular 在这里也处理得很巧妙,利用 zone.js 对 task 进行拦截,对 JS 现有场景进行 AOP,这样就成功的桥接了代码。

React 的事务是纯粹的 IO 模型的适配。

那么Batch Update介绍到这里 ,在下一篇我们将参考React源码来分析setState的实现过程。

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