模拟实现React组件初次实例化及渲染(带详细分析)

引言:
用React有一段时间了,一个东西当你觉得用熟了以后,就会想弄明白他的内部机理。最近一直在看React源码(15.6.3版本),想搞明白一个React组件从创建到渲染经历了哪些过程,生命周期函数对应在哪执行,以及创建后一旦状态发生改变,React又是怎样去比较、所谓的diff是如何执行从而完成更新的,为什么说他高效,和vue的diff又有哪些不同。

刚开始心很大,想直接看diff部分,然后发现。。简直一片汪洋大海。最后,还是从头开始看从一个组件最初实例化渲染,一步一步,才能慢慢搞明白。查阅了好多资料,理解了好长时间,自己弄明白一些,看别的文章理解一些,最后看到一片外国小哥的文章,他写了教程,阐述一个小型React框架如何实现,我也是看了他的代码,才解决了许多疑问。

基于我的理解,跟React源码以及外国小哥的实现,有了这篇文章。

1、createElement、createClass实现

我们编写好我们的组件类

class HelloWorld extends Component {
  static defaultProps = {
    props: 'props'
  }

  constructor(props) {
    super(props);
    this.state = {
      state: 'state'
    }
  }

  componentWillMount() {
    console.log('componentWillMount')
  }

  componentDidMount() {
    console.log('componentDidMount')
  }

  render() {
    return (
      <h1>
        Hello World
      </h1>
    );
  }
}

执行渲染函数就会在页面中渲染

ReactDOM.render(
    <HelloWorld />,
    document.getElementById('root')
);

这里之所以能<HeLLoWorld />,其实是因为JSX的功劳,关于JSX如果你不太清楚,看一看这里JSX介绍

这里我们当然不会去实现一个JSX语法解析器,这不是本文的重点。我们分析他解析后的样子。

ReactDOM.render(
    React.createElement(HelloWorld),
    document.getElementById('root')
);

HelloWorld是我们编写的类,习惯上我们常用es6的写法,上面我们常写的class HelloWorld extends Component {}这样写实际上是会调用createClass,如下:

const HelloWorld = React.createClass({
    getDefaultProps() {
        console.log('getDefaultProps')
        return {
            props: 'props'
        }
    },

    getInitialState() {
        console.log('getInitialState')
        this.state = {
            state: 'state'
        }
    },

    componentWillMount() {
        console.log('componentWillMount');
    },
    
    componentDidMount() {
        console.log('componentDidMount');
    },
    
    render() {
        return React.createElement('h1', null, 'Hello World');    
    }
});

因此我们首先实现React.createClassReact.createElement

const React = {
    createElement(type, props, children) {
        const element = {
            type,
            props: props || {}
        };

        if (children) {
            element.props.children = children;
        }

        return element;
    },
    
    createClass(spec) {
        function Constructor(props) {
            this.props = props;
            if (this.getInitialState) {
                this.getInitialState()
            }
        }

        // 构造函数的原型对象增加我们createClass时定义的方法
        Constructor.prototype = Object.assign(Constructor.prototype, spec);

        if (spec.getDefaultProps) {
            Constructor.defaultProps = spec.getDefaultProps();
        }

        // 返回构造函数
        return Constructor;
    }, 
};

接下来我们就得看ReactDom.render函数了,这个函数做3件事

  1. 为顶层ReactElement包一层Wrapper(原因请往下看)
  2. 实例化生成ReactCompositeComponentWrapper
  3. 实现渲染(这里比较复杂,下面分析)

ReactDom.render:

const ReactDom = {
    render(element, container) {
        // 终于搞明白这里为什么要把element再包一层了,
        // 在ReactCompositeComponentWrapper的performInitialMount方法里,
        // 我们取得renderedElement是通过组件的render()得来的,
        // 而最顶层的ReactElement不是通过render()得来的,因此我们只能给他包一层TopLevelWrapper
        const wrapperElement = React.createElement(TopLevelWrapper, element);

        const componentInstance = new ReactCompositeComponentWrapper(wrapperElement);
        
        return ReactReconciler.mountComponent(componentInstance, container);
    }
}

TopLevelWrapper的实现:

const TopLevelWrapper = function(props) {
        this.props = props;
};

TopLevelWrapper.prototype.render = function() {
  return this.props;
};

ReactReconciler:

const ReactReconciler = {
    mountComponent(internalInstance, container) {
        return internalInstance.mountComponent(container);
    }
};

以上的流程基本上是这样的:

  1. 编写我们的组件HelloWorld、里面定义了生命周期函数和自定义函数,这时会调用React.createClass
  2. 调用React.createClass,因此会先执行getDefaultProps(生命周期getDefaultProps在这一步执行)
  3. MyComponent作为React.createElement的type参数传入,创建一个ReactElement
  4. 将创建的ReactElementcontainer参数传入,调用ReactDom.render
  5. ReactDom.render方法里面,首先会把顶层的ReactElement用一层TopLevelWrapper包起来(原因在源码里分析了),然后生成ReactCompositeComponentWrapper

ReactCompositeComponentWrapper:

class ReactCompositeComponentWrapper {
    constructor(element) {
            this._element = element;
    }

    mountComponent(container) {
        // 第一次this._element.type == TopLevelWrapper
        // 第二次this._element.type == createClass的Constructor函数
        const Component = this._element.type;
        const componentInstance = new Component(this._element.props);

        this._instance = componentInstance;

        if (componentInstance.componentWillMount) {
            componentInstance.componentWillMount();
        }
        
        const markup = this.performInitialMount(container);
        
        if (componentInstance.componentDidMount) {
            componentInstance.componentDidMount();
        }
        
        return markup;
    }
    
    performInitialMount(container) {

        // render()返回的就是props对象,我们知道ReactElement曾经被wrapperElement当作props包起来
        const renderedElement = this._instance.render();

        // 根据ReactElement的type的不同实例化
        const child = instantiateReactComponent(renderedElement);
        console.log(child)

        this._renderedComponent = child;

        // 这里其实是会递归调用,实例化了父组件,还要接着实例化子组件
        return ReactReconciler.mountComponent(child, container);
    }
}
  1. 生成ReactCompositeComponentWrapper之后调用ReactmountComponent方法,第一次进去的时候由于Reactelement.typeTopLevelWrapper,生成一个TopLevelWrapper的实例

  2. 生成了TopLevelWrapper的实例,但是这个实例的构造函数并没有componentWillMount方法,进入performInitialMount方法

  3. performInitialMount方法里,通过TopLevelWrapper定义的render方法,得到我们顶层的ReactElement

  4. 得到这个ReactElement之后把它传进instantiateReactComponent,返回一个ReactCompositeComponentWrapperReactCompositeComponentWrapper._element的type就是createCalss的Constructor

instantiateReactComponent:

function instantiateReactComponent(element) {
    if (typeof element.type === 'string') {
        return new ReactDOMComponent(element);
    } else if (typeof element.type === 'function') {
        return new ReactCompositeComponentWrapper(element);
    }
}

ReactDOMComponent

/**
 * ReactDOMComponent类
 * 用于渲染成真实dom
 */
class ReactDOMComponent {
    constructor(element) {
            this._element = element;
    }

    mountComponent(container) {
        const domElement = document.createElement(this._element.type);
        const textNode = document.createTextNode(this._element.props.children);

        domElement.appendChild(textNode);
        container.appendChild(domElement);
        
        this._hostNode = domElement;
        return domElement;
    }
}

最后总结一下总的流程:(建议边看流程边看源码边思考)

  1. 编写我们的组件HelloWorld、里面定义了生命周期函数和自定义函数,这时会调用React.createClass

  2. 调用React.createClass,因此会先执行getDefaultProps(生命周期getDefaultProps在这一步执行)

  3. MyComponent作为React.createElement的type参数传入,创建一个ReactElement

  4. 将创建的ReactElementcontainer参数传入,调用ReactDom.render

  5. ReactDom.render方法里面,首先会把顶层的ReactElement用一层TopLevelWrapper包起来(原因在源码里分析了),然后生成ReactCompositeComponentWrapper

  6. 之后调用ReactCompositeComponentWrappermountComponent方法,第一次进去的时候由于Reactelement.typeTopLevelWrapper,生成一个TopLevelWrapper的实例

  7. 生成了TopLevelWrapper的实例,但是这个实例的构造函数并没有componentWillMount方法,进入performInitialMount方法

  8. performInitialMount方法里,通过TopLevelWrapper定义的render方法,得到我们顶层的ReactElement

  9. 得到这个ReactElement之后把它传进instantiateReactComponent,返回一个ReactCompositeComponentWrapperReactCompositeComponentWrapper._element的type就是createCalssConstructor

  10. 这个时候递归回到ReactCompositeComponentWrappermountComponent方法,此时this._element.type变成createClass的Constructor,getInitialState就是在实例化constructor的时候执行的,这个Constructor的原型对象增加了我们编写的类的方法(生命周期getInitialState在这一步执行)

  11. 此时我们生成的实例已经能访问到componentWillMount方法了,因此执行componentWillMount方法(生命周期componentWillMount在这一步执行)

  12. 接着进入performInitialMount方法,通过ReactCompositeComponentWrapper的render方法,也就是我们编写的类MyComponent的render方法,得到底层的ReactElement(生命周期函数render在这一步执行)

  13. 这个时候进入instantiateReactComponent就会返回一个ReactDOMComponent实例,我们知道ReactDOMComponent负责真实的渲染,因此页面中渲染出Hello World

  14. 之后回到ReactCompositeComponentWrappermountComponent继续执行componentDidMount(生命周期componentDidMount在这一步执行)

  15. 至此,一个简单的React实例化的生命周期完成

完整代码地址:github地址

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