React 源码解析（一）

一、整体架构

React 的源码结构复杂且庞大，主要分为以下几个核心部分：

1. React 核心库：提供了 React 的基础 API，如 createElement、Component 等，用于创建和操作 React 元素与组件。
2. React DOM：负责将 React 元素渲染到浏览器的 DOM 中，处理 DOM 的更新、事件绑定等操作。
3. 调度器（Scheduler）：负责任务的调度和优先级管理，确保 React 应用在不同环境下都能高效运行，特别是在处理复杂任务时，能够合理分配资源，避免主线程阻塞。
4. 协调器（Reconciler）：负责对比前后两次虚拟 DOM 的差异，计算出需要更新的部分，从而最小化实际 DOM 的操作，提升性能。

二、核心概念实现

1. JSX 与 createElement

• JSX 转换：JSX 是一种类似 XML 的语法扩展，在 React 应用中被广泛用于描述 UI 结构。但浏览器无法直接理解 JSX，因此需要通过工具（如 Babel）将其转换为 JavaScript 代码。例如，以下 JSX 代码：

const element = <div className="hello">World</div>;

经过转换后，大致会变成：

const element = React.createElement(
    'div',
    { className: 'hello' },
    'World'
);

• createElement 原理：createElement 函数是 React 创建元素的核心方法。它接收三个参数：标签名（可以是 HTML 标签或 React 组件）、属性对象以及子元素（可以是字符串、数字、React 元素或它们的数组）。其内部会创建一个描述该元素的 JavaScript 对象，这个对象包含了元素的类型、属性和子元素等信息，也就是我们所说的虚拟 DOM（Virtual DOM）节点。

2. 虚拟 DOM 与 diff 算法

• 虚拟 DOM 结构：虚拟 DOM 是 React 性能优化的关键。它是真实 DOM 在内存中的一种轻量级表示形式，以 JavaScript 对象的形式存在。例如，一个简单的虚拟 DOM 节点可能如下：

{
    type: 'div',
    props: {
        className: 'container',
        children: [
            {
                type: 'p',
                props: {
                    children: 'Hello, React!'
                }
            }
        ]
    }
}

• diff 算法：当组件状态或 props 发生变化时，React 会生成新的虚拟 DOM 树。为了高效地更新真实 DOM，React 使用 diff 算法对比新旧虚拟 DOM 树，找出最小的变化集。diff 算法主要遵循三个策略：
  • 树 diff：对比两棵树的根节点，如果节点类型不同，直接替换整个子树；如果节点类型相同，则继续递归对比子节点。
  • 组件 diff：如果是 React 组件，首先对比组件类型，若类型不同则卸载旧组件并挂载新组件；若类型相同，则更新组件的 props 并递归更新子节点。
  • 元素 diff：对于同一层级的元素列表，React 会尽量复用相同类型的元素。如果元素位置发生变化，React 会通过移动元素而不是重新创建来更新 DOM。例如，在一个列表中，如果只是某个列表项的位置改变，diff 算法会计算出移动操作，而不是重新创建所有列表项。

三、组件化实现

1. 函数式组件

• 定义与渲染：函数式组件是一种简单的 React 组件定义方式，它是一个纯函数，接收 props 作为参数并返回一个 React 元素。例如：

const MyComponent = (props) => {
    return <div>{props.message}</div>;
};

• 渲染过程：当 React 渲染函数式组件时，会调用这个函数并传入 props，返回的 React 元素会被纳入虚拟 DOM 树的构建过程。在后续的更新过程中，如果 props 发生变化，函数式组件会重新调用，生成新的虚拟 DOM 节点，再通过 diff 算法与旧节点对比，更新真实 DOM。

2. 类组件

• 定义与生命周期：类组件通过继承 React.Component 来定义，它可以拥有自己的状态（state）和生命周期方法。例如：

class MyClassComponent extends React.Component {
    constructor(props) {
        super(props);
        this.state = { count: 0 };
    }

    componentDidMount() {
        console.log('Component mounted');
    }

    render() {
        return <div>{this.state.count}</div>;
    }
}

• 生命周期执行：类组件的生命周期分为挂载、更新和卸载三个阶段。constructor 用于初始化状态和绑定方法；componentDidMount 在组件挂载到 DOM 后调用，常用于执行副作用操作，如数据获取、事件绑定等；render 方法返回组件的 JSX 结构，是类组件的核心方法。在更新阶段，shouldComponentUpdate 可用于控制组件是否需要更新，componentDidUpdate 在组件更新后调用。当组件从 DOM 中移除时，componentWillUnmount 会被调用，用于清理副作用，如取消定时器、解绑事件监听器等。

四、调度与协调

1. 调度器（Scheduler）

• 任务优先级：Scheduler 为不同的任务分配优先级。例如，用户输入事件（如点击、键盘输入）具有较高优先级，因为这些事件需要即时响应以提供流畅的用户体验；而一些非紧急的更新任务（如数据的异步加载后更新 UI）优先级较低。
• 任务调度策略：Scheduler 使用时间切片（time – slicing）技术，将长任务分割成多个小任务，在浏览器的空闲时间内逐步执行。这样可以避免长时间占用主线程，确保浏览器的响应性。例如，在动画帧之间的空闲时间里，Scheduler 会执行一部分 React 任务，保证页面的流畅渲染。

2. 协调器（Reconciler）

• 协调过程：协调器负责管理组件的更新过程。当组件状态或 props 变化时，协调器会触发重新渲染。它首先会生成新的虚拟 DOM 树，然后通过 diff 算法与旧虚拟 DOM 树对比，计算出需要更新的部分。协调器会将这些更新操作封装成一个个更新任务，并根据调度器分配的优先级进行处理。例如，如果有多个组件同时需要更新，协调器会根据优先级决定先处理哪些组件的更新任务。

通过对 React 源码关键部分的解析，可以深入理解 React 的工作原理，为优化 React 应用性能、解决复杂问题提供坚实的理论基础。