React和DOM的那些事-节点新增算法

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本篇是详细解读React DOM操作的第二篇文章，文章所讲的内容发生在commit阶段。

插入DOM节点操作的是fiber节点上的stateNode，对于原生DOM类型的fiber节点来说stateNode存储着DOM节点。commit阶段插入节点的操作就是循着fiber树把DOM节点插入到真实的DOM树中。

commitPlacement 是插入节点的入口，

function commitMutationEffectsImpl(
  fiber: Fiber,
  root: FiberRoot,
  renderPriorityLevel,
) {

  ...

  switch (primaryEffectTag) {
    case Placement: {
      // 插入操作
      commitPlacement(fiber);
      fiber.effectTag &= ~Placement;
      break;
    }

    ...

  }
}

我们将需要被执行插入操作的fiber节点称为目标节点, commitPlacement 函数的功能如下：

<div>hello</div>

function commitPlacement(finishedWork: Fiber): void {
  ...

  // 找到目标节点DOM层面的父节点（parent）
  const parentFiber = getHostParentFiber(finishedWork);

  // 根据目标节点类型，改变parent
  let parent;
  let isContainer;
  const parentStateNode = parentFiber.stateNode;
  switch (parentFiber.tag) {
    case HostComponent:
      parent = parentStateNode;
      isContainer = false;
      break;
    case HostRoot:
      parent = parentStateNode.containerInfo;
      isContainer = true;
      break;
    case HostPortal:
      parent = parentStateNode.containerInfo;
      isContainer = true;
      break;
    case FundamentalComponent:
      if (enableFundamentalAPI) {
        parent = parentStateNode.instance;
        isContainer = false;
      }
  }
  if (parentFiber.effectTag & ContentReset) {
    // 插入之前重设文字内容
    resetTextContent(parent);
    // 删除ContentReset的effectTag
    parentFiber.effectTag &= ~ContentReset;
  }

  // 找到基准节点
  const before = getHostSibling(finishedWork);

  // 执行插入操作
  if (isContainer) {
    // 在外部DOM节点上插入
    insertOrAppendPlacementNodeIntoContainer(finishedWork, before, parent);
  } else {
    // 直接在父节点插入
    insertOrAppendPlacementNode(finishedWork, before, parent);
  }
}

这里要明确的一点是DOM节点插入到哪，也就是要 根据目标节点类型，找到对应的parent 。

如果是 HostRoot 或者 HostPortal 类型的节点，第一它们都没有对应的DOM节点，第二实际渲染时它们会将DOM子节点渲染到对应的外部节点上（containerInfo）。

所以当fiber节点类型为这两个时，就将节点插入到这个外部节点上，即：

// 将parent赋值为fiber上的containerInfo
parent = parentStateNode.containerInfo

...

// 插入到外部节点（containerInfo）中
insertOrAppendPlacementNodeIntoContainer(finishedWork, before, parent)

如果是 HostComponent ，则直接向它的父级DOM节点中插入，即

// 直接在父节点插入
insertOrAppendPlacementNode(finishedWork, before, parent);

我们看到，在实际执行插入的时候，都有一个 before 参与，那它是干什么的呢？

定位基准节点

React插入节点的时候，分两种情况，新插入的DOM节点在它插入的位置是否已经有兄弟节点，没有，执行 parentInstance.appendChild(child) ，有，调用 parentInstance.insertBefore(child, beforeChild) 。这个 beforeChild 就是上文提到的 before ，它是新插入的DOM节点的基准节点，有了它才可以在父级DOM节点已经存在子节点的情况下，将新节点插入到正确的位置。试想如果已经有子节点还用 parentInstance.appendChild(child) 去插入，那是不是就把新节点插入到最末尾了？这显然是不对的。所以找到before的位置十分重要， before （基准节点）通过 getHostSibling 函数来定位到。

我们用一个例子来说明一下 getHostSibling 的原理：

p为新生成的DOM节点。a为已存在且无变化的DOM节点。它们在fiber树中的位置如下，p需要插入到DOM树中，我们可以根据这棵fiber树来推断出最终的DOM树形态。

Fiber树                    DOM树

                   div#root                  div#root
                      |                         |
                    <App/>                     div
                      |                       /   \
                     div                     p     a
                    /   ↖
                   /      ↖
 Placement  -->   p ----> <Child/>
                             |
                             a

可以看到，在Fiber树中，a是p的父节点的兄弟节点，而在DOM树中，p和a是兄弟节点的关系，p最后要插入到a之前。

按照以上的图示我们来推导一下过程：

p有兄弟节点 <Child/> ，它有子节点a，a是一个原生DOM节点，并且a已存在于DOM树，那么a作为结果返回，p插入到a之前。

再来一个例子，p同样也是新插入的节点，h1作为已有节点存在于DOM树中。

Fiber树           DOM树

                     div#root         div#root
                        |                |
                      <App/>            div
                        |               /  \
                       div             p   h1
                      /   ↖
                     /      ↖
               <Child1/>--><Child2/>
                  |            |
                  |            |
 Placement  --->  p            h1

p没有兄弟节点，往上找到 <Child1/> ，它有兄弟节点 <Child2/> ， <Child2/> 不是原生DOM节点，找 <Child2/> 的子节点，发现了h1，h1是原生DOM节点并且h1已存在于DOM树，那么h1作为结果返回，p插入到h1之前。

经过两个例子，getHostSibling寻找到新插入节点的兄弟DOM节点的过程可以总结为：

before

这其中有如下规律：

需要插入的节点 如果有同级fiber节点且是原生DOM节点，那么它一定是插入到这个节点之前的。如果同级节点不是原生DOM节点，那么它和同级节点的子节点 在DOM层面是兄弟节点 的关系。

需要插入的节点 如果没有同级节点，那么它和父节点的兄弟节点的子节点 在DOM层面是兄弟节点 的关系。

基准节点和目标节点在DOM树中是兄弟关系，且它的位置一定在目标节点之后

接下来按照上面总结的过程看一下它源码：

function getHostSibling(fiber: Fiber): ?Instance {

  let node: Fiber = fiber;
  siblings: while (true) {

    while (node.sibling === null) {
      if (node.return === null || isHostParent(node.return)) {
        // 代码执行到这里说明没有兄弟节点，并且新节点的父节点为DOM节点，
        // 那么它将作为唯一的节点，插入父节点
        return null;
      }
      // 如果父节点不为null且不是原生DOM节点，那么继续往上找
      node = node.return;
    }

    // 首先从兄弟节点里找基准节点
    node.sibling.return = node.return;
    node = node.sibling;

    // 如果node不是以下三种类型的节点，说明肯定不是基准节点，
    // 因为基准节点的要求是DOM节点
    // 会一直循环到node为dom类型的fiber为止。
    // 一旦进入循环，此时的node必然不是最开始是传进来的fiber
    while (
      node.tag !== HostComponent &&
      node.tag !== HostText &&
      node.tag !== DehydratedFragment
    ) {
      if (node.effectTag & Placement) {
        // 如果这个节点也要被插入，继续siblings循环，找它的基准节点
        continue siblings;
      }
      if (node.child === null || node.tag === HostPortal) {
        // node无子节点，或者遇到了HostPortal节点，继续siblings循环，
        // 找它的基准节点。
        // 注意，此时会再进入siblings循环，循环的开始，也就是上边的代码
        // 会判断这个节点有没有siblings，没有就向上找，有就从siblings里找。
        continue siblings;
      } else {
        // 过滤不出来原生DOM节点，但它有子节点，就继续往下找。
        node.child.return = node;
        node = node.child;
      }
    }

    if (!(node.effectTag & Placement)) {
      // 过滤出原生DOM节点了，并且这个节点不需要动，
      // stateNode就作为基准节点返回
      return node.stateNode;
    }
  }
}

此时基准节点已经找到，接下来执行插入操作。

插入节点

插入节点操作的是DOM树，除了插入目标节点，还需要遍历它的fiber子树，保证所有子DOM节点都被插入，遍历的过程是深度优先。

我们以将节点插入父节点的 insertOrAppendPlacementNode 函数为主，来梳理一下插入的过程。

Fiber树
                   div#root
                      |
                    <App/>
                      |
                    div#App
                      |
Placement  -->     <Child/>
                    /
                   /
                  p ------> span ----- h1
                             |
                             a

现在要将 <Child/> 插入到 div#App 中，真实的插入过程是先找到div#App作为parent，此后再找 <Child/> 是否有sibling节点，然后调用 insertOrAppendPlacementNode 来执行插入操作。

来看一下它的调用方式：

insertOrAppendPlacementNode(finishedWork, before, parent);

一共有三个参数：

• finishedWork：就是需要插入的fiber节点，当前是 <Child/>
• before： <Child/> 的sibling节点，该场景下为null
• parent： <Child/> 的parent节点，也就是 div#App

进入函数，它的任务是将DOM节点插入到parent之下或before之前，如果finishedWork是原生DOM节点，那么依据有无before来决定节点的插入方式，无论哪种方式都会将DOM实实在在地插入到正确的位置上。

如果不是原生DOM节点，就是 <Child/> 这种，不能对它进行插入操作，那么怎么办呢？向下，从它的child切入，再次调用 insertOrAppendPlacementNode ，也就是递归地调用自己，将child一个不剩地全插入到parent中。在例子中，会把p插入到parent。

此时 <Child/> 的子节点已经全部完成插入，这时会再找到p的兄弟节点span，对它进行插入，然后发现span还有兄弟节点h1，将h1也插入。

这就是节点插入的完整过程。有一个特点与completeWork中的插入节点类似，也就是只将目标节点的第一层子DOM节点插入到正确的位置，因为子DOM节点的再下层的DOM节点已经在处理该层的时候插入过了。

来对照着上面的过程看一下 insertOrAppendPlacementNode 的源码

function insertOrAppendPlacementNode(
  node: Fiber,
  before: ?Instance,
  parent: Instance,
): void {
  const {tag} = node;
  const isHost = tag === HostComponent || tag === HostText;
  if (isHost || (enableFundamentalAPI && tag === FundamentalComponent)) {
    // 如果是原生DOM节点，直接进行插入操作
    const stateNode = isHost ? node.stateNode : node.stateNode.instance;
    if (before) {
      // 插入到基准节点之前
      insertBefore(parent, stateNode, before);
    } else {
      // 插入到父节点之下
      appendChild(parent, stateNode);
    }
  } else if (tag === HostPortal) {
    // HostPortal节点什么都不做
  } else {
    // 不是原生DOM节点，找它的子节点
    const child = node.child;
    if (child !== null) {
      // 对子节点进行插入操作
      insertOrAppendPlacementNode(child, before, parent);
      // 然后找兄弟节点
      let sibling = child.sibling;
      while (sibling !== null) {
        // 插入兄弟节点
        insertOrAppendPlacementNode(sibling, before, parent);
        // 继续检查兄弟节点
        sibling = sibling.sibling;
      }
    }
  }
}

在递归调用insertOrAppendPlacementNode插入节点的时候也传入了before，这个before是最开始那个待插入的目标节点的基准节点。我们来用源码中的两个场景看一下这样做的意义。

假设目标节点不是原生DOM节点，且有已存在DOM的兄弟节点（就是基准节点before，span）：

• 有子节点，对子节点插入到div，最终的DOM形态是右边的DOM树，p虽然在fiber树里和span不是同级的关系，但在DOM层面是，所以要插入到span的前面，这是before在这种场景下存在的意义

Fiber树                  DOM树
                     div                     div
                      |                      / \
Placement  -->     <Child/>----> span       /   \
                      |                    p    span
                      |
                      p

• 子节点完成插入，最终形成的DOM树里，p、a、span三者是兄弟关系，p和a要依次插入到span之前，所以这种场景也需要before。

Fiber树                  DOM树
                     div                     div
                      |                      /|\
Placement  -->     <Child/>----> span       / | \
                      |                    p  a  span
                      |
                      p ----> a

总结

结合实际插入节点产生的问题不难总结出commit阶段插入节点过程的特点：

1. 定位DOM节点插入的正确位置
2. 避免DOM节点的多余插入

找到基准节点before是第1点的关键，有了基准节点就能知道即将插入的父级节点上是否有已经存在，并且位置在目标节点之后的子节点。根据有无基准节点来决定执行哪种插入策略。

如何避免DOM节点的多余插入呢？上面分析插入过程的时候已经讲过，只会将目标节点的第一层子DOM节点插入到正确的位置，因为子DOM节点的插入工作已经完成了。这和effectList中收集的fiber节点的顺序有关，因为是自下而上收集的，所以fiber的顺序也是自下而上，导致DOM节点的插入也是自下而上的，可以类比一下累加的过程。

如下，可以看到最终的effectList中，最下层的节点排在最前面：

以上，是依据Fiber树插入DOM节点的过程。

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