React 单节点 Diff 源码解析:当 Key 相同但 Type 不同时如何强制销毁旧 Fiber 并创建新节点

各位老铁,大家好!今天咱们不聊那些花里胡哨的 Hooks,也不搞什么“如何用 React 写出百万行代码”的鸡汤。咱们来点硬核的,来点“刑”的。

咱们今天要聊的是 React 源码里那个让人头皮发麻、面试必问、实际上非常“霸道”的机制——Diff 算法中的单节点协调

特别是这个场景:Key 相同,但 Type 不同时,React 是如何“狠心”销毁旧 Fiber,然后“强行”创建新节点的?

很多人看到这里会想:“这不就是换个标签吗?比如把 div 换成 span,或者把 Button 换成 Link,React 为什么不能就地更新一下?非得给我删了重建?”

别急,今天我就带你们扒开 React 的裤衩子(不是),带你们看看它的核心引擎到底在脑子里想什么。准备好了吗?咱们开搞!


第一部分:场景设定——“同一个人,换了张脸”

想象一下,你现在手里有一张身份证,上面写着“张三”,而且这张身份证上贴着一张照片。这张照片就是我们的 Key,而“张三”这个人,就是我们的 Type

现在,系统告诉你:“张三换了工作!”
以前他是“程序员”(div),现在他是“产品经理”(span)。

按照咱们人类的直觉,我们要么是直接把照片撕了换一张新的,要么是给这个人整容。但 React 的逻辑比较“轴”。

如果 React 看到身份证号(Key)没变,但职业(Type)变了,它的第一反应不是“给张三换个皮”,而是:“张三,你退休了!你的工位清空!现在,你被开除了!我们要招一个新来的产品经理!”

这听起来很残忍,对吧?但这背后是 React 为了保证数据一致性做出的巨大牺牲。

如果 React 试图“就地更新”,也就是把 div 的标签属性改成 span,那会发生什么灾难?

  1. 属性丢失divclassNamespan 没有。React 能把 divclassName 赋值给 span 吗?不能,因为 span 本身不支持这个属性,浏览器会直接忽略。
  2. 子节点塌陷div 里面包了一堆 p 标签,span 是内联元素,它不能包 p。如果强行更新,里面的子节点全没了,页面会乱套。
  3. 副作用清零div 上面挂了个 useEffectspan 上没有。如果你原地更新,useEffect 的清理函数可能根本不会触发,或者触发时机不对。

所以,React 的决策是:Type 不同 = 身份核验失败 = 旧节点作废 = 全部销毁。


第二部分:源码深潜——reconcileChildren 的审判庭

要搞清楚这个过程,咱们得顺着源码走。React 的协调过程入口通常在 ReactReconcilerreconcileChildren 方法里。

假设我们现在在处理一个单节点的情况,代码逻辑大概长这样(为了通俗易懂,我进行了伪代码化处理,但核心逻辑一分不差):

function reconcileChildren(
  currentFiber, // 旧 Fiber 节点
  workInProgressFiber, // 新的 WorkInProgress Fiber 节点
  nextChildren // 新的 React Element 数组
) {
  // 1. 确定当前比较的是单节点还是多节点
  // 假设我们只看第一个子元素
  const newFirstChild = nextChildren[0];

  // 2. 核心判断:旧 Fiber 和 新 Element 的 Type 和 Key
  // 注意:这里比较的是 element.type,也就是组件类型或 DOM 标签类型
  const sameType = 
    currentFiber.elementType === newFirstChild.elementType ||
    typeof currentFiber.elementType === 'object' && currentFiber.elementType.type === newFirstChild.elementType;

  if (sameType) {
    // 如果类型相同,那就走更新逻辑(这是咱们最熟悉的 Path)
    // 比如 div 变成了 div,只是里面的 textContent 变了
    reconcileSingleElement(currentFiber, workInProgressFiber, newFirstChild);
  } else {
    // ----------------------------------------------------------------
    // 重点来了!这里就是你要的“Type 不同”的战场!
    // ----------------------------------------------------------------

    // 逻辑一:强制销毁旧 Fiber
    // React 认为,既然类型变了,那原来的那个节点就彻底没用了
    // 不管它的 key 是什么,不管它的位置在哪里,先删了再说!
    if (currentFiber !== null) {
      unmountFiber(currentFiber);
    }

    // 逻辑二:创建新 Fiber
    // 既然旧的不去,新的不来。这里调用 createFiberFromTypeAndProps
    // 这会根据新的 Type 创建一个全新的 Fiber 节点
    const fiber = createFiberFromTypeAndProps(
      newFirstChild.type,
      newFirstChild.key,
      newFirstChild.props,
      newFirstChild.mode
    );

    // 逻辑三:挂载到树上
    workInProgressFiber.child = fiber;
  }
}

看懂了吗?在这个 else 分支里,React 做了三件大事:断交、重生、入职

第三部分:销毁旧 Fiber —— unmountFiber 的“大扫除”

当我们调用 unmountFiber 时,React 并不是简单地执行 domNode.remove()。那是 DOM 操作,不是 React 的逻辑。

React 的销毁过程是一场极其严谨的“大扫除”,它要确保不留下一丝垃圾。

让我们看看 unmountFiber 的源码逻辑(简化版):

function unmountFiber(fiber) {
  // 1. 递归销毁子节点
  // 这是一个后序遍历!先处理孙子辈,再处理儿子辈,最后处理自己
  // 为什么?因为子节点依赖父节点,必须先清理完“家底”
  if (fiber.child) {
    unmountFiber(fiber.child);
  }

  // 2. 销毁兄弟节点
  if (fiber.sibling) {
    unmountFiber(fiber.sibling);
  }

  // 3. 清理副作用
  // 这是最关键的一步!
  // 如果这个 Fiber 节点上有 useEffect,或者 useLayoutEffect,或者是 ref
  // 现在就是执行清理函数的时候!
  const deps = fiber.deps; // 如果有的话
  if (deps) {
    // 执行 cleanup 函数
    deps.forEach(cleanup => cleanup());
  }

  // 4. 清理 Refs
  if (fiber.ref) {
    // 比如 <input ref={inputRef} />,现在 Fiber 被销毁了
    // 我们需要把 inputRef.current 设为 null,否则内存泄漏!
    fiber.ref.current = null;
  }

  // 5. 卸载 DOM 节点
  // 只有 HostComponent(比如 div, span)才会有 DOM 节点
  if (fiber.tag === HostComponent) {
    const domNode = fiber.stateNode;
    // 这一步是真正把节点从浏览器里删掉
    if (domNode) {
      // 如果有事件监听器,React 会在这里移除
      removeEventListener(domNode);
      // 删掉 DOM
      domNode.parentNode.removeChild(domNode);
    }
  }

  // 6. 释放内存
  // Fiber 节点本身也是对象,GC(垃圾回收)会回收它
  // 但 React 会把它的指针置空,防止悬空引用
  fiber.stateNode = null;
  fiber.return = null;
  fiber.child = null;
  fiber.sibling = null;
}

为什么这里要递归销毁?
因为 div 里面可能有 spanspan 里面可能有 button。如果只销毁 div,不销毁里面的 button,那个 button 就成了“孤魂野鬼”,还挂在 divchild 链表里,导致内存泄漏。

为什么这里要清理 useEffect?
因为旧组件可能监听了窗口大小变化,现在组件类型变了,组件被销毁了,窗口事件监听器必须被移除。否则,当你以后重新渲染这个组件时,可能会触发多次监听,或者监听器指向了一个已经不存在的对象。

第四部分:创建新 Fiber —— createFiberFromTypeAndProps 的“重生”

销毁完了,现在要创建新节点。这个过程在 createFiberFromTypeAndProps 中完成。

这可不是简单的 new Object(),它要根据 Type 的不同,创建不同类型的 Fiber 节点。

function createFiberFromTypeAndProps(type, key, props, mode) {
  // 1. 确定组件类型
  // 如果是字符串或数字,说明是 DOM 元素
  let fiberTag = HostComponent;
  if (typeof type === 'function') {
    // 如果是函数组件
    fiberTag = FunctionComponent;
    // 还要判断是 class 还是 function
    if (type.prototype && typeof type.prototype.render === 'function') {
      fiberTag = ClassComponent;
    }
  } else if (typeof type === 'symbol') {
    fiberTag = ContextConsumer;
  } else if (typeof type === 'object' && type.$$typeof === REACT_LAZY) {
    fiberTag = LazyComponent;
  }

  // 2. 创建 Fiber 实例
  // 这里没有引用旧的 Fiber,完全是新生的一个对象
  const fiber = new FiberNode(
    fiberTag,
    props,
    mode
  );

  // 3. 设置 Key 和 Ref
  fiber.key = key;
  if (props.ref !== null) {
    fiber.ref = props.ref;
  }

  // 4. 如果是 DOM 元素,还要初始化 stateNode(指向 DOM 节点)
  if (fiberTag === HostComponent) {
    fiber.stateNode = createInstance(
      type,
      props,
      rootContainerInstance,
      domNamespace,
      fiber
    );
  }

  return fiber;
}

关键点:
注意看第 2 步,我们创建了 new FiberNode(...)。这个新节点和旧节点没有任何血缘关系,没有共享任何引用。

这意味着什么?
这意味着新节点上的 stateNode(DOM 节点)是全新的。React 会通过 createInstance 在浏览器里创建一个新的 div 或者 span

第五部分:placeChild —— 为什么不复用位置?

这是很多人最容易混淆的地方。我们销毁了旧 Fiber,创建了新 Fiber。React 会把新 Fiber 放在树的哪个位置?

reconcileChildren 的末尾,通常会调用 placeChild

function placeChild(fiber, lastPlacedNode, newIndex) {
  // 设置新 Fiber 的 sibling 指针
  fiber.sibling = lastPlacedNode.sibling;

  // 设置新 Fiber 的 return 指针
  fiber.return = lastPlacedNode.return;

  // 核心逻辑:更新 lastPlacedNode
  // 这一步是为了让兄弟节点能找到自己的位置
  lastPlacedNode.sibling = fiber;

  // 这里的逻辑其实是为了计算新节点的位置索引,用于后续的插入
  // 但在单节点更新的场景下,我们只需要把 fiber 插入到 workInProgress 树中
}

为什么不能就地复用位置?
因为旧 Fiber 被销毁了,它的 return 指针和 sibling 指针可能已经断开了。如果你试图把新 Fiber 的 return 指针指向旧 Fiber 的 return,那新 Fiber 就会挂到错误的父节点树上,导致渲染错误。

React 必须重新构建指针链。它会把新 Fiber 作为一个“孤儿”,然后把它挂载到正确的父节点下。

第六部分:实战演练——代码中的“惨案”

为了让大家更直观地感受这个过程,咱们写个 Demo。

场景:一个列表项,初始是 div,点击按钮后变成 span

function App() {
  const [type, setType] = useState('div');
  const [count, setCount] = useState(0);

  return (
    <div>
      <button onClick={() => setType('span')}>变成 span</button>
      <button onClick={() => setCount(c => c + 1)}>加一</button>

      {/* 核心代码 */}
      {type === 'div' ? (
        <div key="item" className="box">
          我是 div,计数: {count}
        </div>
      ) : (
        <span key="item" style={{ color: 'red' }}>
          我是 span,计数: {count}
        </span>
      )}
    </div>
  );
}

流程分析

  1. 初始渲染

    • React 创建 Fiber A (type: 'div')。
    • 挂载到 DOM。
    • Fiber A 的 stateNode 指向 <div>
  2. 点击按钮

    • React 生成新的 Fiber B (type: 'span')。
    • Diff 阶段:React 发现 Fiber A (div) 的 type 和 Fiber B (span) 的 type 不一样。
    • 销毁:React 调用 unmountFiber(Fiber A)
      • 清理 useEffect
      • 执行 div.parentNode.removeChild(div)
      • Fiber A 被回收。
    • 创建:React 调用 createFiberFromTypeAndProps('span'),生成 Fiber B。
    • 挂载:React 创建真实的 <span> 标签,挂载到 DOM 树。
    • 状态:注意看,count 是如何变化的?
      • 如果你直接在 div 里面显示 count,当你点按钮变成 span 时,count 会重置为 0
      • 为什么?因为 Fiber B 是全新的,它的 memoizedState(保存 state 的地方)也是全新的空对象。它没有继承 Fiber A 的状态。

这就是“强制销毁”的代价! 如果你想保留 count,你就不能换 Type,你只能改 div 里面的文本。或者,你需要用其他手段(比如 useRef)来保存状态。

第七部分:Key 的玄学——为什么 Key 相同还要销毁?

这时候肯定有老铁要反驳:“老师,你刚才说了,Key 相同说明是同一个元素,Key 相同 Type 不同,React 为什么不直接把 DOM 节点的属性改了?”

咱们来做个思想实验。

假设 React 支持“就地更新”

  1. 旧节点<div key="user-1" className="card" onClick={handleClick}>...</div>
  2. 新节点<span key="user-1" onClick={handleClick}>...</span>

如果 React 尝试原地更新:

  • 它会把 divclassName 属性移除(因为 span 不支持 className)。
  • 它会把 div 变成 span 标签。
  • 但是div 里面的子元素怎么办?div 是块级元素,span 是行内元素。如果 div 里面有个 p 标签,改成 span 后,那个 p 标签会跑到哪里去?它会变成 span 的子元素,但 span 是行内元素,它不能包含块级元素。结果就是 p 标签直接崩了,或者跑到了 span 外面。

结论结构不兼容,绝对不能原地更新。

Key 相同意味着 React 试图“保留身份”,但 Type 不同意味着“身份属性变了”。既然属性变了,结构肯定也变了(比如从块级变行内,或者从容器变内容)。

所以,React 的策略是:“既然你都换工作了(Type变了),那原来的工位(旧DOM)就别留了,太乱了。咱们直接在旁边盖个新楼(新DOM)吧。”

第八部分:性能与安全的博弈

你可能会问:“销毁重建太慢了吧?直接改属性不是快多了吗?”

React 考虑过这个问题,但选择了安全

  1. DOM 操作成本:其实,销毁一个 DOM 节点(removeChild)和创建一个 DOM 节点(createElement),在现代浏览器中,性能开销并没有你想象的那么大。而且,React 的 Diff 算法是非常快地比较指针和引用,真正的 DOM 操作是批量提交的。
  2. 逻辑一致性:如果 React 允许就地更新,它会引入巨大的逻辑复杂度。它需要处理所有可能的属性冲突、子节点结构冲突、样式继承冲突。为了省那一点点 DOM 操作时间,引入 Bug 的风险太大了。
  3. 副作用清理:这是最根本的原因。你不能简单地“替换”一个组件。生命周期(componentWillUnmount)、副作用(useEffect)、Ref 引用,这些都是“附着”在组件实例上的。一旦组件实例变了(Type变了),这些副作用必须被清理。原地更新(替换节点)无法触发 unmount 钩子。

第九部分:源码中的细节——unmountFiber 的递归与 commit

在源码中,reconcileChildren 只是协调器(Scheduler/Reconciler)的工作。它只是在内存里修改 Fiber 树的指针,创建和销毁对象。

真正的“销毁”和“创建”发生在 Commit 阶段

在 Commit 阶段,React 会遍历 Fiber 树,找出所有被标记为 deletion(删除)和 placement(插入)的节点。

  1. Deletion Pass
    React 递归遍历被标记为删除的 Fiber 节点。
    它调用 commitDeletion
    在这个函数里,它会:

    • 把 DOM 节点从父节点移除。
    • 执行 unmountFiber 里的逻辑(清理 Ref,清理 Effect)。
    • 清理浏览器的事件监听。
  2. Placement Pass
    React 递归遍历被标记为插入的 Fiber 节点。
    它调用 commitPlacement
    在这个函数里,它会:

    • 创建 DOM 节点(如果还没有创建的话)。
    • 把 DOM 节点插入到正确的父节点中。
    • 调用 componentDidMountuseEffect

为什么分两步?
因为 React 必须先删除旧的,再插入新的。如果先插入新的,再删除旧的,那么在删除旧的瞬间,用户可能会看到页面闪烁(新节点闪现了一下又没了)。

第十部分:总结——React 的“断舍离”哲学

好了,老铁们,咱们今天的源码解析就到这儿。

回顾一下,当我们在 React 中遇到 Key 相同但 Type 不同 的情况时,React 的内部流程是这样的:

  1. 判定冲突reconcileChildren 发现 Type 不匹配。
  2. 执行断交:调用 unmountFiber,递归销毁旧 Fiber 及其所有子节点。
    • 清理 DOM 节点。
    • 清理 Ref。
    • 执行 useEffect 清理函数。
  3. 执行重生:调用 createFiberFromTypeAndProps,创建全新的 Fiber 节点。
    • 根据新 Type 创建新的 Fiber 对象。
    • 根据新 Type 创建新的 DOM 节点。
  4. 重新挂载:将新 Fiber 挂载到 WorkInProgress 树的正确位置。

这个过程看起来很“暴力”,很“浪费资源”,但它保证了 React 树的结构绝对正确副作用绝对干净

React 就像一个极度强迫症的建筑师。如果你告诉他:“我要把承重墙(旧 Fiber)变成隔断墙(新 Fiber)”,他会二话不说,先把旧墙拆了,把地清了,再给你砌一堵新的墙。

如果你只是想刷个墙(改 textContent),那他可能会直接给你刷了。但如果你想拆墙重建,那必须得按规矩来。

所以,下次在代码里写 divspan,或者 ComponentAComponentB 的时候,记得心里默念一句:“React,拜托了,别给我乱动,直接删了重建吧,我信你!”

这就是 React 单节点 Diff 的核心逻辑。希望这篇文章能让你在面试的时候,不仅能说出“Type 不同要销毁”,还能说出“因为要清理副作用和 Ref,为了结构一致性,所以必须销毁”。

咱们下期再见,代码里见!

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