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【React】02-如何理解React通过对DOM的模拟，最大限度地减少与DOM的交互

如何理解React通过对DOM的模拟，最大限度地减少与DOM的交互

  • 背景
  • 分析
  • 关于虚拟DOM

背景

在学习React的过程中，发现很多文档上关于React的高效都有这么一句话的描述——React通过对DOM的模拟，最大限度地减少与DOM的交互，对于我这种前端小白来说，理解起来还是挺费劲的，所以找了些文档学习了一番。

分析

在查找资料的过程中，笔者发现关于这句话的描述其实包含着下面的知识点：

  • 虚拟DOM： React引入了虚拟DOM的概念。虚拟DOM是一个存在于内存中的树形结构，它对应着实际的DOM树。在React中，组件的状态变化会首先在虚拟DOM上进行操作，而不是直接操作实际的DOM。

关于虚拟DOM

这里我们先以一个计数器为例子，分别看看React和JavaScript对它的实现方式：
React实现方式

  1. 封装Counter.js
import React from "react";


// 计数器组件
const Counter = ({ count, onIncrement }) => (
  <div>
    <p>Count: {count}</p>
    <button onClick={onIncrement}>Increment</button>
  </div>
);

export default Counter;
  1. 在App.js中引入组件
function App() {
/**计数器组件 */
  const [count, setCount] = useState(0);

  // 处理递增事件
  const handleIncrement = () => {
    setCount(count + 1);
  };
  return (
    <div>
      <h1>Counter App</h1>
      <Counter count={count} onIncrement={handleIncrement} />
    </div>
  );
}

export default App;

JavaScript实现方式：

DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>Counter Apptitle>
  head>
  <body>

    <div id="counterContainer">
      <p id="countDisplay">Count: 0p>
      <button id="incrementButton">Incrementbutton>
    div>

    <script>
      // 获取DOM元素
      var countDisplay = document.getElementById('countDisplay');
      var incrementButton = document.getElementById('incrementButton');

      // 初始化计数器
      var count = 0;

      // 处理按钮点击事件
      function handleIncrement() {
        count++;
        countDisplay.textContent = 'Count: ' + count;
      }

      // 添加按钮点击事件监听器
      incrementButton.addEventListener('click', handleIncrement);
    script>

  body>
html>

对比上面两种实现方式，JavaScript 直接对实际DOM进行操作，需要我们手动管理状态和UI之间的同步，每次计数+1时，同步修改UI展示。随着项目越来越大，当我们直接修改的DOM改动的频次越多，甚至涉及位置变换，那么就可能带来重排和重绘的问题了**。**

  1. 重排： 当改变影响到页面布局的属性时，例如修改了元素的尺寸、位置、添加或删除了DOM元素等，浏览器可能会触发重排。重排是一项比较昂贵的操作，因为它涉及到重新计算元素的几何属性和页面的布局，可能导致整个页面的重新渲染。
  2. 重绘： 当改变影响到元素的样式（但不涉及布局的改变）时，例如修改了颜色、背景等，浏览器可能会触发重绘。重绘相对于重排来说开销较小，因为它只涉及到重新绘制元素的外观。

再来看看React的实现方式，首先我们可以知道所有的HTML的DOM节点都可以用JS方式去表示，而React在这里巧妙的利用JS 表示 DOM对象的方式，避免了对DOM的直接操作，类似于中间加了一层缓存操作。（这里又想到一句话，计算机领域大部分问题都可以通过中间加一层解决）。如图所示，通过react-developer-tools工具，我们可以更加直观看到React如何表示我们的HTML的DOM结构。

【React】02-如何理解React通过对DOM的模拟，最大限度地减少与DOM的交互_第1张图片
React这种在内存中，采用JS 表示 DOM对象的方式，又有一个更加专业点的名称虚拟DOM。它通过采用虚拟DOM和差异算法来最小化对实际DOM的直接操作。

以上面计时器为例，React在渲染过程中，会首先根据render的结果将这个树状结构在JS里创建出来，这个树状结构就是虚拟DOM层，当我们的计数器发生变化时，React会将这个新的虚拟DOM和正在呈现的虚拟DOM进行对比，并找出其中的差异，然后用最少的DOM操作完成这个更新。

再回到我们的标题**如何理解React通过对DOM的模拟，最大限度地减少与DOM的交互？**这里我们可以做一下小结了，React通过引入虚拟DOM，当DOM发生修改时，在内存中进行差异对比，最大限度地的用最少的DOM操作完成这些操作。

随着深入了解，除去DOM，关于这句话的理解，其实也还包含了如下几个知识点，这里先列举出来：

  1. 批处理： React会将一系列对虚拟DOM的操作合并成一个批处理。这样可以减少实际DOM操作的次数，从而提高性能。React通过一些策略，例如合并相邻的setState调用，来优化实际DOM的更新。
  2. 差异算法（Reconciliation）： 在组件状态发生变化时，React会通过比较新旧虚拟DOM树的差异，找出最小的更新操作。然后，只对实际需要更新的部分进行DOM操作。这就是所谓的“协调”（Reconciliation）过程。
  3. DOM更新的延迟执行： React会尽量将DOM更新的执行时机延迟到最合适的时候。例如，在浏览器的空闲时期，或者通过使用 requestAnimationFrame 等API来调度更新，以确保更新不会影响用户的交互体验。

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