React 的源码与原理解读(一):从创建React元素出发
创始人
2025-05-29 03:06:49
0

写在专栏开头(叠甲)

  1. 作者并不是前端技术专家,也只是一名喜欢学习新东西的前端技术小白,想要学习源码只是为了应付急转直下的前端行情和找工作的需要,这篇专栏是作者学习的过程中自己的思考和体会,也有很多参考其他教程的部分,如果存在错误或者问题,欢迎向作者指出,作者保证内容 100% 正确,请不要将本专栏作为参考答案。

  2. 本专栏的阅读需要你具有一定的 React 基础、 JavaScript 基础和前端工程化的基础,作者并不会讲解很多基础的知识点,例如:babel 是什么,jsx 的语法是什么,需要时请自行查阅相关资料。

  3. 本专栏很多部分参考了大量其他教程,若有雷同,那是作者抄袭他们的,所以本教程完全开源,你可以当成作者对各类教程进行了整合、总结并加入了自己的理解。

本专栏的内容

这个专栏的写作是为了记录在阅读 React 源码和 React 源码构造思想的时候的心得体会编写的,这个专栏将从 React 的怎么样将一个 jsx 组件生成出对应的 DOM 出发,讲解 React 源码的运行原理和设计思路,组件的生命周期如何绑定,React 的虚拟DOM 为什么比真实的DOM 高效,并且简要谈谈 React Hooks 的设计。下面我们开始我们的内容:

React 的源码变迁和我们使用的版本

这篇教程基于的是 React 的 18.1.0 版本,源码地址:https://github.com/facebook/react。因为不同版本的源码和运行原理可能完全不一样,所以你需要注意你阅读的源码的版本。以下是一些主要的注意事项:

本文的一些原理和设计至少从 React 16 开始出现,因为 React 16 首次引入了 Fiber 架构,使得其相对于上一代发生了翻天覆地的变化。它使得 React 从组件渲染更新,任务调度,生命周期等方面发生的变化,整体也进行了大量的重构,这部分我们会在后续讲到。本教程的大部分内容将不适用于 React 16 之前用户阅读。

React 16.8 引入了 Hooks 的概念,通过 Hooks 解决嵌套问题,使得代码更加简洁。

React 17.0 引入了 concurrent mode 并发模式和 lanes 车道和,来调度任务和规划任务的优先级,这部分我们会在后续讲到。

React 18.0 则更新了 Root API 更新,可以为一个 React App 创建多个根节点。

从 JSX 的解析出发

我们从 Jsx 出发来讲 React 的运作和源码实现,首先这是一个我们常见的 React 组件结构:

function App() {return 

Hello World

; }

React 的处理原理是将 jsx 代码转换成自己的 createElement 函数进行处理,在 React(React16.x 及之前), 这个处理是由 React 实现的,以下是经过转化的内容,我们可以对照着 API 来看,第一个参数是类型,第二个是配置项,第三个是子元素

//function createElement(type, config, children){ }
function App() {return React.createElement("h1", {class: "test"key:"122"}, "Hello World");
}

在 React17.0 之后,Raect 和 babel 进行了合作,使用 babel 进行上述的处理,所以在 React17.0 我们不用引入 React 也可以运行我们的 jsx,在 React16.x 及之前则不行,即使我们的代码没用用到 React ,我们也需要引入 React 。React17.0 使用了一个新的结构,jsx 来处理我们的 jsx 元素,第一个参数是类型,第二个是配置项和子元素,第三个是 key 。

元素中的的配置项将以 key - value 的形式来配置,而子元素将会放在一个 children 项中,若子结构中只有一个子元素,那么 children 就是一个 jsx(),若有多个元素时,则会转为数组:

//export function jsx(type, config, maybeKey) {}
function App() {return jsx("h1", {class: "test",children: "Hello World"}, "122");
}

而之后的逻辑基本类似,createElement 和 jsx 两个函数的最终目的都是返回一个固定格式的 React 元素,我们可以通过打印一个元素来得到它。React 元素由 type、key、ref、props、_owner 和 一个标识 React 元素组成,_store, _self, _source 三个内部属性,在开发模式下才会被创建,这里我们按下不表。现在我们的目标就是生成一个这样的元素:

const ReactElement = function(type, key, ref, self, source, owner, props) {const element = {$$typeof: REACT_ELEMENT_TYPE, //标识type: type,                    //元素的类型, 可以为 HTML 元素或 React 组件key: key,                      //元素在其同级兄弟中的的身份标志(唯一键值)ref: ref,                      //对组件实例的引用props: props,                  //组件或 HTML 元素的属性值_owner: owner                  //创建该元素的起因}/** ... 此处省略开发模式的代码 ... */return element;
}

生成 ReactElement 的过程

在 React16.x 之前的时候,这个处理过程由 createElement 来实现,我们看看源代码如下。

首先我们从代码里取出 key 和 ref (如果存在的话),然后取出 self 和 source (开发模式),之后将其他元素放到 props 中,这里 RESERVED_PROPS 存放了 key 、 ref 、 self 和 source 四个属性,也就是把这四个属性过滤掉。

之后获取元素的孩子,这里的处理是,如果孩子长度为 1 ,那么children 是一个元素,否则返回一个数组。

之后是获取 defaultProps ,这里的逻辑是这样的,首先我们的 type 可能有两种取值

  • 原生的 html 标签,比如 div ,span 等等
  • 一个 React 组件,当然众所周知一个 React 组件可能有两种类型,类组件和函数组件,而函数组件可以添加 defaultProps 属性,此时我们就可以把 defaultProps 属性提取出来放到我们的 props 中
export function createElement(type, config, children) {let propName;const props = {};let key = null;let ref = null;let self = null;let source = null;if(config != null) {/** 获取 ref  */if(hasValidRef(config)) {ref = config.ref;}/** 获取 key */if(hasValidKey(config)) {key = '' + config.key;}}/** 获取 self 和 source  */self = config.__self === undefined ? null : config.__self;source = config.__source === undefined ? null : config.__source; /** 获取其他 props */for (propName in config) {if (hasOwnProperty.call(config, propName) && !RESERVED_PROPS.hasOwnProperty(propName)) {props[propName] = config[propName];}}/** 获取 children */const childrenLength = arguments.length - 2;if(childrenLength === 1) {props.children = children;} else if (childrenLength > 1) {const childrenArray = Array(childrenLength);for(let i = 0; i < childrenLength; i++) {childrenArray = Array(childrenLength);}props.children = childrenArray;}/** 获取 defaultProps */if(type && type.defaultProps) {const defaultProps = type.defaultProps;for(propName in defaultProps) {if(props[Name] in defaultProps) {props[propName] = defaultProps[propName];}}}/** 创建 React 元素 */return ReactElement(type,key,ref,self,source,ReactCurrentOwner.current,props)
}

在 React17.x 之后的时候,这个处理过程由 jsx 来实现,实现的原理大同小异,我们就简要说一说:

export function jsx(type, config, maybeKey) {let propName;const props = {};let key = null;let ref = null;// 若设置了key,则使用该keyif (maybeKey !== undefined) {if (__DEV__) {checkKeyStringCoercion(maybeKey);}key = '' + maybeKey;}// 若config中设置了key,则使用config中的keyif (hasValidKey(config)) {if (__DEV__) {checkKeyStringCoercion(config.key);}key = '' + config.key;}// 提取设置的ref属性if (hasValidRef(config)) {ref = config.ref;}// 剩余属性将添加到新的props对象中for (propName in config) {if (hasOwnProperty.call(config, propName) && !RESERVED_PROPS.hasOwnProperty(propName)) {props[propName] = config[propName];}}if (type && type.defaultProps) {const defaultProps = type.defaultProps;for (propName in defaultProps) {if (props[propName] === undefined) {props[propName] = defaultProps[propName];}}}return ReactElement(type, key, ref, undefined, undefined, ReactCurrentOwner.current, props);
}

浅谈 ReactElement 的 $$typeof

现在我们已经明白了从 jsx 到 ReactElement 的过程,我们看到,ReactElement 中有一个特别的字段 $$typeof ,它的值是一个 Symbol,那么为什么React元素需要这个 $$typeof 属性呢。

我们先从 Symbol 出发:

  • SymbolES6 新推出的一种基本类型,它表示独一无二的值,它可以接受一个字符串作为参数,带有相同参数的两个Symbol值不相等,这个参数只是表示 Symbol 值的描述而已。由于Symbol值的唯一性,意味着它可以作为对象的属性名,避免出现相同属性名,产生某一个属性被改写或覆盖的情况。

  • Symbol.for() 是用于将描述相同的Symbol变量指向同一个Symbol值,Symbol.for()定义相同描述的值时会被搜索到,描述相同则他们就是同一个值。

同时,React 提供了一种方式来将用户输入的内容当成html来渲染:

{ __html: message }}>

也就是说,那么我们可以构造一个类似 ReactElement 的结构,然后传入我们的页面中,比如下面的例子,这里是一个知识点,message 这样的插值可以传入基本类型,一个组件,一段 jsx,也可以直接传入一个 ReactElement ,因为最终他们都会被编译成 ReactElement 进行处理:

class App extends React.Component {render() {const message = {type: "div",props: {dangerouslySetInnerHTML: {__html: `

HTML

link`}},key: null,ref: null,$$typeof: Symbol.for("react.element")};return <>{message};} }

但是很幸运,应该没有开发者希望将用户编写的数据封装成一个 ReactElement ,因为只要我们的逻辑代码不去创建一个 Symbol.for("react.element") ,用户将没有手段去创建它。但是如果我们使用类似 type : "React" 等方式来标识它,此时出现了一个问题,假设我们的数据来自后端,它使用 json 的方式传递过来,就能复刻出一个 ReactElement , 但是 json 中并没有 Symbol 这个类型,所以上述的方法就失效了。

其实 React 13 当时就存在着这个漏洞。之后,React 14 就修复了这个问题,修复方式就是通过引入$$typeof属性,并且用 Symbol 来作为它的值。所以用一句话概括就是 Symbol 属性的引入是为了预防 XSS 攻击 ,关于 XSS 这部分可以看我相关笔记:

https://blog.csdn.net/weixin_46463785/article/details/128750337

总结

最后我们再来梳理一下从 jsx 到 ReactElement 的过程:

  • 用户编写 jsx 代码
  • 使用 React 或者 babel 将 jsx 代码解析,放入对应的处理函数中
  • 处理函数将 type, key, ref, self, source, owner, props 属性分离,传入创建节点的处理函数中
  • 处理函数创建 ReactElement 节点,进行一些额外处理并且加上 $$typeof 标识

下一篇我们将学习 React 16.x 的一个重要的结构 fiber 结构

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