[Day 11] React 畫面更新的核心機制（下）：Reconciliation

14th鐵人賽 react reactjs react.js

Zet

2022-09-26 01:23:47

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接著我們將上一章節介紹到的一律重繪概念與流程替換成具體的 React 程式來解釋：

當我們在 component 裡呼叫 setState 方法來觸發資料更新時，此時 React 會先以 Object.is() 方法來檢查新傳入的 state 是否與舊的不同，如果相同的話則判定資料沒有變化所以畫面不用更新，就會直接中斷接下來的流程。如果不同的話則代表資料有所變化，因此也可能有畫面更新的需求。

此時 React component 會自動觸發 re-render 的流程，再次執行 component function 來 render 出新的 React elements，並且與前一次 render 的 React elements 進行比較，其中比較出來有差異的部分才是真正有需要更新真實 DOM 的部分，react-dom 就會負責自動去操作更新這些 DOM elements。

以上這段「將新產生的 Virtual DOM Tree 並與舊的進行差異比較，再到真實 DOM Tree 被更新完成」的流程，在 React 中就被稱為「Reconciliation」。如果你對新舊 Virtual DOM Tree 差異比較的「diffing 演算法」具體的細節有興趣的話，可以參考 React 官方文件的這篇文章。

我們以一個實際的基礎 Counter 範例來解釋：

import { useState } from 'react';

export default function CounterApp() {
	// count 是 state 目前的值，setCount 是這個 state 專用的 setState 方法
  const [count, setCount] = useState(0);

  const decrement = () => {
    // count 是目前的值，因此 setState 傳入的新值是 count - 1
    setCount(count - 1);
  };

  const increment = () => {
    // count 是目前的值，因此 setState 傳入的新值是 count + 1
    setCount(count + 1);
  };

  return (
    <div>
      <button onClick={decrement}>-</button>
      <span>{count}</span>
      <button onClick={increment}>+</button>
    </div>
  );
}

當 React 首次 render CounterApp 這個 component 時，由於此時的 state count 是預設值 0，所以會得到像這樣的 React element：

<div>
  <button onClick={decrement}>-</button>
  <span>0</span>
  <button onClick={increment}>+</button>
</div>

當我們點擊 increment button 時，會呼叫 setCount(count + 1)，因此這次就會以 Object.is(0, 1) 來檢查資料是否有變更。由於比較結果是 false，此時就會觸發這個 component 的 re-render，再次重新執行這個 component function。而重新執行時的 state count 就是會更新後的值 1，因此這次 render 的結果 React element 就會長得像這樣：

<div>
  <button onClick={decrement}>-</button>
  <span>1</span>
  <button onClick={increment}>+</button>
</div>

接著 React 會將這兩段 React element 以一個 diffing 演算法進行比較，計算其中的差異之處。在這個範例中，只有 div 底下的那個 span 的文字內容是有所不同的。

因此 react-dom 就會負責去找到這個 React element 對應真實 DOM element，並進行操作。

我們可以透過瀏覽器的開發者工具來觀察效果，當我們點擊按鈕來觸發資料更新時，除了 span 以外的 DOM elements 都不會被真正操作到：

Apr-15-2022 21-15-57.gif

總結整理一下 Reconciliation 的流程：

呼叫 setState 方法並傳入新的 state，React 會以 Object.is() 檢查新舊 state 是否不同
- 如果判定相同則直接中斷流程，不會啟動 Reconciliation
- 如果判定不同則開始進行 Reconciliation
觸發 re-render，以新的 state 重新執行一次 component function，並回傳新的 Virtual DOM Tree（React elements）
將新的 Virtual DOM Tree 與前一次 render 的舊 Virtual DOM Tree，進行 diffing 比較
將 diffing 的差異結果移交 react-dom ，以更新到瀏覽器中的真實 DOM Tree

補充說明：`setState` 觸發的 re-render 會連帶觸發子 components 的 re-render

當我們呼叫 setState 方法來觸發 re-render 時，如果在 component 中有呼叫其他 component 的話，就會連帶的讓這些子 component 也進行 re-render：

import { useState } from 'react';

function ListItem({ name }) {
  return <li>item name: {name}</li>;
}

function List({ items }) {
  return (
    <ul>
      {items.map(itemName => (
        <ListItem name={itemName} />
      ))}
    </ul>
  );
}

function App() {
  const [names, setNames] = useState(['foo', 'bar', 'fizz']);
  const handleButtonClick = () => {
    setNames([...names, 'foo']);
  }

  return (
    <div>
      <List items={names} />
      <button onClick={handleButtonClick}>
        Add foo item
      </button>
    </div>
  );
}

從上面的範例中可以看到，在 App 的 render 的結果中，會以 state names 的值來傳入 List 的 items prop：

首次 render 時 items 的 state 是 ['foo', 'bar', 'fizz']
當我們點擊按鈕觸發 setItems 的 state 更新時，這個 state 所屬的 component App 就會開始進行 re-render，而過程中就會再次調用子 component List，並傳入新的 props
List 因為父 component（App）的 re-render 而連帶被觸發 re-render，此時就會收到來自父 component 傳遞的新 items prop ['foo', 'bar', 'fizz', 'foo']
此時就會以更新後的新 state 當作 items prop 來 re-render List component，並以此類推層層往下 re-render。