每天一点面试题（16） ---------React 渲染过程

1.程序假设有如下 jsx

class Form extends React.Component {
  constructor() {
    super();
  }
  render() {
    return (
        <form>
          <input type="text"/>
        </form>
    );
  }
}

ReactDOM.render( (
  <div className="test">
    <span onClick={function(){}}>CLICK ME</span>
    <Form/>
  </div>
), document.getElementById('main'))

拿 ReactDOM render 的部分（

…

）为例，用 babel 把 jsx 转成 js 后得到如下代码：

React.createElement( 'div', {
  className: 'test'
  },
  React.createElement( 'span',
    { onClick: function(){} },
    'CLICK ME'
  ),
  React.createElement(Form, null)
)

这里看下 API: React.createElement(component, props, …children)。它生成一个 js 的对象，这个对象是用来代表一个真实的 dom node，这个 js 的对象就是我们俗称的虚拟dom。（虚拟 dom 的意思是用 js 对象结构模拟出 html 中 dom 结构，批量的增删改查先直接操作 js 对象，最后更新到真正的 dom 树上。因为直接操作 js 对象的速度要比操作 dom 的那些 api 要快。） 譬如根元素

生成对应出来的虚拟 dom 是：

{
  type: 'div',
  props: {
    className: 'test',
    children: []
  }
}

除了一些 dom 相关的属性，虚拟 dom 对象还包括些 React 自身需要的属性，譬如：ref，key。最终示例中的 jsx 生成出来的虚拟 dom，大致如下：

{
  type: 'div',
  props: {
    className: 'xxx',
    children: [ {
      type: 'span',
      props: {
        children: [ 'CLICK ME' ]
      },
      ref:
      key:
    }, {
      type: Form,
      props: {
        children: []
      },
      ref:
      key:
    } ] | Element
  }
  ref: 'xxx',
  key: 'xxx'
}

有了虚拟 dom，接下来的工作就是把这个虚拟 dom 树真正渲染成一个 dom 树。React 的做法是针对不同的 type 构造相应的渲染对象，渲染对象提供一个 mountComponent 方法（负责把对应的某个虚拟 dom 的节点生成成具体的 dom node），然后循环迭代整个 vdom tree 生成一个完整的 dom node tree，最终插入容器节点。查看源码你会发现如下代码：

// vdom 是第3步生成出来的虚拟 dom 对象
var renderedComponent = instantiateReactComponent( vdom );
// dom node
var markup = renderedComponent.mountComponent();
// 把生成的 dom node 插入到容器 node 里面，真正在页面上显示出来
// 下面是伪代码，React 的 dom 操作封装在 DOMLazyTree 里面
containerNode.appendChild( markup );

instantiateReactComponent 传入的是虚拟 dom 节点，这个方法做的就是根据不同的 type 调用如下方法生成渲染对象：

// 如果节点是字符串或者数字
return ReactHostComponent.createInstanceForText( vdom(string|number) );
// 如果节点是宿主内置节点，譬如浏览器的 html 的节点
return ReactHostComponent.createInternalComponent( vdom );
// 如果是 React component 节点
return new ReactCompositeComponentWrapper( vdom );

ReactHostComponent.createXXX 也只是一层抽象，不是最终的的渲染对象，这层抽象屏蔽了宿主。譬如手机端（React native）和浏览器中同样调用 ReactHostComponent.createInternalComponent( vdom ); 他生成的最终的渲染对象是不同的，我们当前只讨论浏览器环境。字符串和数字没有什么悬念，在这里我们就不深入探讨了，再进一步看，div 等 html 的原生 dom 节点对应的渲染对象是 ReactDOMComponent 的实例。如何把 { type:‘div’, … } 生成一个 dom node 就在这个类（的 mountComponent 方法）里面。（对如何生成 div、span、input、select 等 dom node 感兴趣的可以去探究 ReactDOMComponent，这里不做具体的讨论，本文只是想总结下 React 整个渲染过程。下面只给出一个最简示例代码：）

class ReactDOMComponent {
  constructor( vdom ) {
    this._currentElement = vdom;
  }
  mountComponent() {
    var result;
    var props = this._currentElement.props;
    if ( this._currentElement.type === 'div' ) {
      result = document.createElement( 'div' );
      
      for(var key in props ) {
        result.setAttribute( key, props[ key ] );
      }
    } else {
      // 其他类型
    }
    // 迭代子节点
    props.children.forEach( child=>{
      var childRenderedComponent =  = instantiateReactComponent( child );
      var childMarkup = childRenderedComponent.mountComponent();
      result.appendChild( childMarkup );
    } )
    return result;
  }
}

我们再看下 React component 的渲染对象 ReactCompositeComponentWrapper（主要实现在 ReactCompositeComponent 里面，ReactCompositeComponentWrapper 只是一个防止循环引用的 wrapper）

// 以下是伪代码
class ReactCompositeComponent {
  _currentElement: vdom,
  _rootNodeID: 0,
  _compositeType:
  _instance: 
  _hostParent:
  _hostContainerInfo: 
  // See ReactUpdateQueue
  _updateBatchNumber:
  _pendingElement:
  _pendingStateQueue:
  _pendingReplaceState:
  _pendingForceUpdate:
  _renderedNodeType:
  _renderedComponent:
  _context:
  _mountOrder:
  _topLevelWrapper:
  // See ReactUpdates and ReactUpdateQueue.
  _pendingCallbacks:
  // ComponentWillUnmount shall only be called once
  _calledComponentWillUnmount:

  // render to dom node
  mountComponent( transaction, hostParent, hostContainerInfo, context ) {
    // ---------- 初始化 React.Component --------------
    var Component = this._currentElement.type;
    var publicProps = this._currentElement.props;
    /*
      React.Component 组件有2种：
      new Component(publicProps, publicContext, updateQueue);
      new StatelessComponent(Component);
      对应的 compositeType 有三种
      this._compositeType = StatelessFunctional | PureClass | ImpureClass,
      组件种类和 compositeType 在源码中都有区分，但是这里为了简单，只示例最常用的一种组件的代码
    */
    var inst = new Component(publicProps, publicContext, updateQueue);
    
    inst.props = publicProps;
    inst.context = publicContext;
    inst.refs = emptyObject;
    inst.updater = updateQueue;
    
    // 渲染对象存储组件对象
    this._instance = inst;

    // 通过 map 又把组件对象和渲染对象联系起来
    ReactInstanceMap.set(inst, this);
    /*
      ReactInstanceMap: {
              -----------------------------------------------
              |                                              |
              v                                              |
        React.Component: ReactCompositeComponentWrapper {    |
          _instance:  <-------------------------------------
        }
      }
      这样双方都在需要对方的时候可以获得彼此的引用
    */

    // ---------- 生成 React.Component 的 dom  --------------
    // 组件生命周期函数 componentWillMount 被调用
    inst.componentWillMount();
    // 调用 render 方法返回组件的虚拟 dom
    var renderedElement = inst.render();
    // save nodeType  
    var nodeType = ReactNodeTypes.getType(renderedElement);
    this._renderedNodeType = nodeType;
    // 根据组件的虚拟 dom 生成渲染对象
    var child = instantiateReactComponent(renderedElement)
    this._renderedComponent = child;
    // 生成真正的 dom node
    // 其实源码中的真正代码应该是 var markup = ReactReconciler.mountComponent( child, ... )，
    // 这里为了简化说明，先不深究 ReactReconciler.mountComponent 还做了点什么
    var markup = child.mountComponent(); 
    // 把组件生命周期函数 componentDidMount 注册到回调函数中，当整个 dom node tree 被添加到容器节点后触发。
    transaction.getReactMountReady().enqueue(inst.componentDidMount, inst);
    return markup;
  }
}
// static member
ReactCompositeComponentWrapper._instantiateReactComponent = instantiateReactComponent

最终的过程是：

<div className="test">
  <span onClick={this.click}>CLICK ME</span>
  <Form/>
</div>

|
babel and React.createElement
|
v

{
  type: 'div',
  props: {
    className: 'xxx',
    children: [ {
      type: 'span',
      props: {
        children:
      },
      ref:
      key:
    }, {
      type: Form,
      props: {
        children:
      },
      ref:
      key:
    } ] | Element
  }
  ref: 'xxx',
  key: 'xxx'
}

|
var domNode = new ReactDOMComponent( vdom ).mountComponent();
|
v

domNode = {
  ReactDOMComponent -> <div/>
  props: {
    children: [
      ReactDOMComponent -> <span/>
      ReactCompositeComponentWrapper.render() -> vdom -> instantiateReactComponent(vdom) -> <form><input/></from>
    ]
  }
}

|
|
v
containerDomNode.appendChild( domNode );

以上是 React 渲染 dom 的一个基本流程，下一篇计划总结下更新 dom 的流程，即 setState 后发生了什么。