React 内部机制探秘 - React Component 和 Element

这篇文章比较偏基础，但是对入门 react 内部机制和实现原理却至关重要。算是为以后深入解读的一个入门，如果您已经非常清楚:

React Component Render => JSX => React.createElement => Virtual Dom

的流程，可以直接略过此文。

谷歌工程师一个风骚的问题

在几个月前，谷歌的前端开发专家 Tyler McGinnis 在其个人 twitter 账号上发布了 这样一条推文，引发了对 React 组件的讨论。

他抛出来的问题是 ：如上述代码，React 组件 Icon 直接出现在代码中，到底算什么？

提供的选项有：

• A. Component Declaration 组件声明

• B. Component Invocation 组件调用

• C. Component Instantiation 组件实例化

• D. Using a Component 单纯地使用组件

有趣的是，参与回答的开发者中：

• 有 15% 选择了 A 项；

• 有 8% 选择了 B 项；

• 有 45% 选择了 C 项；

• 有 32% 选择了 D 项；

对 React 开发经验丰富的前端工程师来说，这个问题其实很好理解。它的关键在于：真正明白 React Element 和 React Components，以及 JSX 抽象层是如连通 React 的。当然也需要明白一些浅显的 React 内部工作机制。

这篇文章，就带领大家研究一下这个 JSX 抽象层的奥秘和 React Reconciliation 过程。

React 和 React Element 到底是什么？

让我们回到最初，思考一下最原始的问题，React 到底是什么？

简而言之，

React is a library for building user interfaces.

React 是一个构建视图层的类库(框架...whatever...)。不管 React 本身如何复杂，不管其生态如何庞大，构建视图始终是他的核心。记住这个信息，我们即将进入今天的第一个概念 — React Element。

简单地说，React Element 描述了“你想”在屏幕上看到的事物。

抽象地说，React Element 元素是一个描述了 Dom Node 的对象。

请注意我的用词 — “描述”，因为 React Element 并不是你在屏幕上看见的真实事物。相反地，他是一个描述真实事物的集合。存在的就是合理的，我们看来看看 React Element 存在的意义，以及为什么会有这样一个概念：

• JavaScript 对象很轻量。用对象来作为 React Element，那么 React 可以轻松的创建或销毁这些元素，而不必去太担心操作成本；

• React 具有分析这些对象的能力，进一步，也具有分析虚拟 Dom 的能力。当改变出现时，（相比于真实 Dom）更新虚拟 Dom 的性能优势非常明显。

为了创建我们描述 Dom Node 的对象（或者 React Element），我们可以使用 React.createElement 方法：

const element = React.createElement( 
  'p', 
  {id: 'login-btn'}, 
  'Login'
)

这里 React.createElement 方法接受三个参数：

• 一个表述标签名称的字符串 (p, span, etc.)；

• 当前 React Element 需要具有的属性；

• 当前 React Element 要表达的内容，或者一个子元素。

上面 React.createElement 方法调用之后，会返回一个 javascript 对象：

{ 
  type: 'p', 
  props: { 
    children: 'Login', 
    id: 'login-btn' 
  } 
}

接着当我们使用 ReactDOM.render 方法，这才渲染到真实 DOM 之上时，就会得到：

Login

而这个才是真实的 Dom 节点。

到目前为止，并没有什么很难理解的概念。

React Element 深入和 React Component

这篇文章我们开篇就介绍了 React Element，而并不是像官网或者学习资料上来就介绍 React Component，我相信你理解了 React Element，理解 React Component 就是自然而然的事情了。

在真正开发时，我们并不直接使用 React.createElement，这样做简直太无聊了，每个组件都这样写一定会疯掉的。这时候就出现了 React Component，即 React 组件。

A component is a function or a Class which optionally accepts input and returns a React element.

没错，组件就是一个函数或者一个 Class（当然 Class 也是 function），它根据输入参数，并最终返回一个 React Element，而不需要我们直接手写无聊的 React Element。

所以说，实际上我们使用了 React Component 来生成 React Element，这对于开发体验的提升无疑是巨大的。

这里剖出一个思考题：所有 React Component 都需要返回  React Element 吗？显然是不需要的，那么 return null; 的 React 组件有存在的意义吗，它能完成并实现哪些巧妙的设计和思想？（请关注作者，下篇文章将会专门进行分析、讲解）

从场景实例来看问题

接下来，请看这样一段代码：

function Button ({ onLogin }) { 
  return React.createElement( 
    'p', 
    {id: 'login-btn', onClick: onLogin}, 
    'Login' 
  )
}

我们定义了一个 Button 组件，它接收 onLogin 参数，并返回一个 React Element。注意 onLogin 参数是一个函数，并最终像 id:'login-btn' 一样成为了这个 React Element 的属性。

直到目前，我们见到了一个 React Element type 为 HTML 标签(“span”, “p”, etc)的情况。事实上，我们也可以传递另一个 React Element ：

const element = React.createElement(
  User, 
  {name: 'Lucas'},
  null 
)

注意此时 React.createElement 第一个参数是另一个 React Element，这与 type 值为 HTML 标签的情况不尽相同，当 React 发现 type 值为一个 class 或者函数时，它就会先看这个 class 或函数会返回什么样的 Element，并为这个 Element 设置正确的属性。

React 会一直不断重复这个过程（有点类似递归），直到没有 “createElement 调用 type 值为 class 或者 function” 的情况。

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我们结合代码再来体会一下：

function Button ({ addFriend }) {
  return React.createElement(
    "button", 
    { onClick: addFriend }, 
    "Add Friend" 
  ) 
} 
function User({ name, addFriend }) { 
  return React.createElement(
    "p", 
    null,
    React.createElement( "p", null, name ),
    React.createElement(Button, { addFriend })
  ) 
}

上面有两个组件：Button 和 User，User 描述的 Dom 是一个 p 标签，这个 p 内，又存在一个 p 标签，这个 p 标签展示了用户的 name；还存在一个 Button。

现在我们来看 User 和 Button 中，React.createElement 返回情况：

function Button ({ addFriend }) { 
  return { 
    type: 'button', 
    props: { 
      onClick: addFriend, 
      children: 'Add Friend' 
    } 
  } 
} 
function User ({ name, addFriend }) { 
  return { 
    type: 'p', 
    props: { 
      children: [{ 
        type: 'p',
        props: { children: name } 
      }, 
      { 
       type: Button, 
       props: { addFriend } 
      }]
    }
  }
}

你会发现，上面的输出中，我们发现了四种 type 值：

• "button";

• "p";

• "p";

• Button

当 React 发现 type 是 Button 时，它会查询这个 Button 组件会返回什么样的 React Element，并赋予正确的 props。

直到最终，React 会得到完整的表述 Dom 树的对象。在我们的例子中，就是：

{
  type: 'p', 
  props: {
    children: [{
      type: 'p',
      props: { children: 'Tyler McGinnis' }
    }, 
    { 
      type: 'button', 
      props: { 
        onClick: addFriend, 
        children: 'Add Friend'
      }
     }]
   } 
}

React 处理这些逻辑的过程就叫做 reconciliation，那么“这个过程（reconciliation）在何时被触发呢？”

答案当然就是每次 setState 或 ReactDOM.render 调用时。以后的分析文章将会更加详细的说明。

好吧，再回到 Tyler McGinnis 那个风骚的问题上。

此时我们具备回答这个问题的一切知识了吗？稍等等，我要引出 JSX 这个老朋友了。

JSX 的角色

在 React Component 编写时，相信大家都在使用 JSX 来描述虚拟 Dom。当然，反过来说，React 其实也可以脱离 JSX 而存在。

文章开头部分，我提到 “不常被我们提起的 JSX 抽象层是如何联通 React 的？” 答案很简单，因为 JSX 总是被编译成为 React.createElement 而被调用。一般 Babel 为我们做了 JSX —> React.createElement 这件事情。

再看来先例：

function Button ({ addFriend }) {
  return React.createElement(
    "button",
    { onClick: addFriend },
    "Add Friend" 
   )
} 
function User({ name, addFriend }) { 
  return React.createElement(
    "p",
    null,
    React.createElement( "p", null, name),
    React.createElement(Button, { addFriend })
  )
}

对应我们总在写的 JSX 用法：

function Button ({ addFriend }) { 
  return ( 
    Add Friend 
  )
}
function User ({ name, addFriend }) {
  return ( 
    

     
{name}
     
    

  )
}

就是一个编译产出的差别。

最终答案和文末彩蛋

那么，请你来回答“Icon 组件单独出现代表了什么？”

Icon 在 JSX 被编译之后，就有：

React.createElement(Icon, null)

你问我怎么知道这些编译结果的？

或者

你想知道你编写的 JSX 最终编译成了什么样子？

我写了一个小工具，进行对 JSX 的实时编译，放在 Github仓库中，它使用起来是这样子的：

平台一分为二，左边可以写 JSX，右边实时展现其编译结果：

以及：

这个工具最核心的代码其实就是使用 babel 进行编译：

let code = e.target.value;
try {
    this.setState({
        output: window.Babel.transform(code, {presets: ['es2015', 'react']})
        .code,
        err: ''
    })
}
catch(err) {
    this.setState({err: err.message})
}

感兴趣的读者可以去 GitHub 仓库参看源码。

总结

其实不管是 JSX 还是 React Element、React Component 这些概念，都是大家在开发中天天接触到的。有的开发者也许能上手做项目，但是并没有深入理解其中的概念，更无法真正掌握 React 核心思想。

这些内容其实比较基础，但同时又很关键，对于后续理解 React/Preact 源码至关重要。在这个基础上，我会更新更多更加深入的类 React 实现原理剖析，感兴趣的读者可以关注。

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