React采用声明式的API描述UI结构，每次组件的状态或属性更新，组件的render方法都会返回一个新的虚拟DOM对象，用来表述新的UI结构。如果每次render都直接使用新的虚拟DOM来生成真实DOM结构，那么会带来大量对真实DOM的操作，影响程序执行效率。事实上，React会通过比较两次虚拟DOM结构的变化找出差异部分，更新到真实DOM上，从而减少最终要在真实DOM上执行的操作，提高程序执行效率。这一过程就是React的调和过程（Reconciliation），其中的关键是比较两个树形结构的Diff算法。

注意在Diff算法中，比较的两方是新的虚拟DOM和旧的虚拟DOM，而不是虚拟DOM和真实DOM，只不过Diff的结果会更新到真实DOM上。正常情况下，比较两个树形结构差异的算法的时间复杂度是O(N^3)，这个效率显然是无法接受的。React通过总结DOM的实际使用场景提出了两个在绝大多数实践场景下都成立的假设，基于这两个假设，React实现了在O(N)时间复杂度内完成两棵虚拟DOM树的比较。这两个假设是：（1）如果两个元素的类型不同，那么它们将生成两棵不同的树。（2）为列表中的元素设置key属性，用key标识对应的元素在多次render过程中是否发生变化。下面介绍在不同情况下，React具体是如何比较两棵树的差异的。React比较两棵树是从树的根节点开始比较的，根节点的类型不同，React执行的操作也不同。

1．当根节点是不同类型时从div变成p、从ComponentA变成ComponentB，或者从ComponentA变成div，这些都是节点类型发生变化的情况。根节点类型的变化是一个很大的变化，React会认为新的树和旧的树完全不同，不会再继续比较其他属性和子节点，而是把整棵树拆掉重建（包括虚拟DOM树和真实DOM树）。这里需要注意，虚拟DOM的节点类型分为两类：一类是DOM元素类型，比如div、p等；一类是React组件类型，比如自定义的React组件。在旧的虚拟DOM树被拆除的过程中，旧的DOM元素类型的节点会被销毁，旧的React组件实例的componentWillUnmount会被调用；在重建的过程中，新的DOM元素会被插入DOM树中，新的组件实例的componentWillMount和componentDidMount方法会被调用。重建后的新的虚拟DOM树又会被整体更新到真实DOM树中。这种情况下，需要大量DOM操作，更新效率最低。

2．当根节点是相同的DOM元素类型时如果两个根节点是相同类型的DOM元素，React会保留根节点，而比较根节点的属性，然后只更新那些变化了的属性。例如：[插图]React比较这两个元素，发现只有className属性发生了变化，然后只更新虚拟DOM树和真实DOM树中对应节点的这一属性。

3．当根节点是相同的组件类型时如果两个根节点是相同类型的组件，对应的组件实例不会被销毁，只是会执行更新操作，同步变化的属性到虚拟DOM树上，这一过程组件实例的componentWillReceiveProps()和componentWillUpdate()会被调用。注意，对于组件类型的节点，React是无法直接知道如何更新真实DOM树的，需要在组件更新并且render方法执行完成后，根据render返回的虚拟DOM结构决定如何更新真实DOM树。比较完根节点后，React会以同样的原则继续递归比较子节点，每一个子节点相对于其层级以下的节点来说又是一个根节点。如此递归比较，直到比较完两棵树上的所有节点，计算得到最终的差异，更新到DOM树中。当一个节点有多个子节点时，默认情况下，React只会按照顺序逐一比较两棵树上对应的子节点。例如，比较下面的两个节点，两棵树上的<li>first</li>和<li>second</li>子节点会分别被匹配，最终只会插入一个新的节点<li>third</li>。

但如果在子节点的开始位置新增一个节点，情况就会变得截然不同。例如下面的例子，<li>third<li>插入子节点的第一个位置，React会把第一棵树的<li>first</li>和第二棵树的<li>third</li>进行比较，把第一棵树的<li>second</li>和第二棵树的<li>first</li>进行比较，最后发现新增了一个<li>second</li>节点。这种比较方式会导致每一个节点都被修改。[插图]为了解决这种低效的更新方式，React提供了一个key属性。在2.4节已经介绍过，当渲染列表元素时，需要为每一个元素定义一个key。这个key就是为了帮助React提高Diff算法的效率。当一组子节点定义了key，React会根据key来匹配子节点，在每次渲染之后，只要子节点的key值没有变化，React就认为这是同一个节点。例如，为前面的例子定义key：

定义key之后，React就能判断出<li key="third">third</li>这个节点是新增节点，<likey="first">first</li>和<li key="second">second</li>两个节点并没有发生改变，只是位置发生了变化而已。如此一来，React只需要执行一次插入新节点的操作。这里同时揭露了另一个问题，尽量不要使用元素在列表中的索引值作为key，因为列表中的元素顺序一旦发生改变，就可能导致大量的key失效，进而引起大量的修改操作。例如，下面的写法应该尽量避免：[插图]最后，需要提醒读者，本章介绍的Diff算法是React当前采用的实现方式，React会不断改进Diff算法，以提高DOM比较和更新的效率。