深入解析React DnD拖拽原理，轻松掌握拖放技巧！
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本文作者：霁明
一、背景
1、业务背景
业务中会有一些需要实现拖拽的场景，尤其是偏视觉方向以及移动端较多。拖拽在一定程度上能让交互更加便捷，能大大提升用户体验。以业务中心子产品配置功能为例，产品模块通过拖拽来调整顺序，的确会更加方便一些。
2、React DnD 介绍
引用官网介绍：
React DnD 是一组 React 实用程序，可帮助您构建复杂的拖放界面，同时保持组件分离。 它非常适合 Trello 和 Storify 等应用程序，在应用程序的不同部分之间拖动可以传输数据，组件会根据拖放事件更改其外观和应用程序状态。
React-DnD 特点：
- 使用包裹及注入的方式使组件实现拖拽
- 可用于构建复杂的拖放界面，同时保持组件分离
- 采用单向数据流
- 抹平了不同浏览器平台的差异
- 可扩展可测试
- 支持触屏操作
二、使用方式
1、安装
安装 react-dnd, react-dnd-html5-backend
npm install react-dnd react-dnd-html5-backend
2、DndProvider
将需要拖拽的组件使用DndProvider进行包裹
import { DndProvider } from 'react-dnd';
import { HTML5Backend } from 'react-dnd-html5-backend';
import Container from '../components/container';
export default function App() {
return (
<DndProvider backend={HTML5Backend}>
<Container />
</DndProvider>
);
}
看下Container组件，主要是管理数据，并渲染Card列表
function Container() {
// ...
return (
<div style={{ width: 400 }}>
{cards.map((card, index) => (
<Card
key={card.id}
index={index}
id={card.id}
text={card.text}
moveCard={moveCard}
/>
))}
</div>
);
}
3、useDrag和useDrop
接下来看下Card组件，
import { useRef } from 'react';
import { useDrag, useDrop } from 'react-dnd';
import styles from '../styles/home.module.css';
function Card({ id, text, index, moveCard }: ICardProps) {
const ref = useRef<HTMLDivElement>(null);
const [{ handlerId }, drop] = useDrop({
accept: CARD,
collect(monitor) {
return {
handlerId: monitor.getHandlerId(),
};
},
hover(item: IDragItem, monitor) {
if (!ref.current) {
return;
}
const dragIndex = item.index;
const hoverIndex = index;
// ...
// 更新元素的位置
moveCard(dragIndex, hoverIndex);
// ...
},
});
const [{ isDragging }, drag] = useDrag({
type: CARD,
item: { id, index },
collect: (monitor: any) => ({
isDragging: monitor.isDragging(),
}),
});
drag(drop(ref));
const opacity = isDragging ? 0 : 1;
return (
<div
ref={ref}
className={styles.card}
style={{ opacity }}
data-handler-id={handlerId}
>
{text}
</div>
);
}
至此一个简单的拖拽排序列表就实现了，实现的效果类似于React DnD官网的这个示例：https://react-dnd.github.io/react-dnd/examples/sortable/simple，接下来我们来看看实现原理。
三、原理解析
1、总体架构
主要代码代码目录结构
核心代码主要分三个部分：
- dnd-core：核心逻辑，定义了拖拽接口、管理方式、数据流向
- backend：抽象出来的后端概念，主要处理DOM事件
- react-dnd：封装React组件，提供api，相当于接入层
核心实现原理：
dnd-core向backend提供数据的更新方法，backend在拖拽时更新dnd-core中的数据，dnd-core通过react-dnd更新业务组件。
2、DndProvider
先看一下源码
/**
* A React component that provides the React-DnD context
*/
export const DndProvider: FC<DndProviderProps<unknown, unknown>> = memo(
function DndProvider({ children, ...props }) {
const [manager, isGlobalInstance] = getDndContextValue(props) // memoized from props
// ...
return <DndContext.Provider value={manager}>{children}</DndContext.Provider>
},
)
从以上代码可以看出，生成了一个manager，并将其放到DndContext.Provider中。先看下DndContext的代码：
import { createContext } from 'react'
// ...
export const DndContext = createContext<DndContextType>({
dragDropManager: undefined,
})
就是使用 React 的createContext创建的上下文容器组件。
接下来看下这个manager，主要是用来控制拖拽行为，通过Provider让子节点也可以访问。我们看下创建manager的getDndContextValue方法：
import type { BackendFactory, DragDropManager } from 'dnd-core'
import { createDragDropManager } from 'dnd-core'
// ...
function getDndContextValue(props: DndProviderProps<unknown, unknown>) {
if ('manager' in props) {
const manager = { dragDropManager: props.manager }
return [manager, false]
}
const manager = createSingletonDndContext(
props.backend,
props.context,
props.options,
props.debugMode,
)
const isGlobalInstance = !props.context
return [manager, isGlobalInstance]
}
function createSingletonDndContext<BackendContext, BackendOptions>(
backend: BackendFactory,
context: BackendContext = getGlobalContext(),
options: BackendOptions,
debugMode?: boolean,
) {
const ctx = context as any
if (!ctx[INSTANCE_SYM]) {
ctx[INSTANCE_SYM] = {
dragDropManager: createDragDropManager(
backend,
context,
options,
debugMode,
),
}
}
return ctx[INSTANCE_SYM]
}
从以上代码可以看出，getDndContextValue方法又调用了createSingletonDndContext方法，并传入了backend、context、options、debugMode这几个属性，然后通过dnd-core中的createDragDropManager来创建manager。
3、DragDropManager
看下createDragDropManager.js中的主要代码
import type { Store } from 'redux'
import { createStore } from 'redux'
// ...
import { reduce } from './reducers/index.js'
export function createDragDropManager(
backendFactory: BackendFactory,
globalContext: unknown = undefined,
backendOptions: unknown = {},
debugMode = false,
): DragDropManager {
const store = makeStoreInstance(debugMode)
const monitor = new DragDropMonitorImpl(store, new HandlerRegistryImpl(store))
const manager = new DragDropManagerImpl(store, monitor)
const backend = backendFactory(manager, globalContext, backendOptions)
manager.receiveBackend(backend)
return manager
}
function makeStoreInstance(debugMode: boolean): Store<State> {
// ...
return createStore(
reduce,
debugMode &&
reduxDevTools &&
reduxDevTools({
name: 'dnd-core',
instanceId: 'dnd-core',
}),
)
}
可以看到使用了redux的createStore创建了store，并创建了monitor和manager实例，通过backendFactory创建backend后端实例并安装到manager总实例。
看一下DragDropManagerImpl的主要代码
export class DragDropManagerImpl implements DragDropManager {
private store: Store<State>
private monitor: DragDropMonitor
private backend: Backend | undefined
private isSetUp = false
public constructor(store: Store<State>, monitor: DragDropMonitor) {
this.store = store
this.monitor = monitor
store.subscribe(this.handleRefCountChange)
}
// ...
public getActions(): DragDropActions {
/* eslint-disable-next-line @typescript-eslint/no-this-alias */
const manager = this
const { dispatch } = this.store
function bindActionCreator(actionCreator: ActionCreator<any>) {
return (...args: any[]) => {
const action = actionCreator.apply(manager, args as any)
if (typeof action !== 'undefined') {
dispatch(action)
}
}
}
const actions = createDragDropActions(this)
return Object.keys(actions).reduce(
(boundActions: DragDropActions, key: string) => {
const action: ActionCreator<any> = (actions as any)[
key
] as ActionCreator<any>
;(boundActions as any)[key] = bindActionCreator(action)
return boundActions
},
{} as DragDropActions,
)
}
public dispatch(action: Action<any>): void {
this.store.dispatch(action)
}
private handleRefCountChange = (): void => {
const shouldSetUp = this.store.getState().refCount > 0
if (this.backend) {
if (shouldSetUp && !this.isSetUp) {
this.backend.setup()
this.isSetUp = true
} else if (!shouldSetUp && this.isSetUp) {
this.backend.teardown()
this.isSetUp = false
}
}
}
}
先说一下这个handleRefCountChange方法，在构造函数里通过store进行订阅，在第一次使用useDrop或useDrag时会执行setup方法初始化backend，在拖拽源和放置源都被卸载时则会执行teardown销毁backend。
接下来看一下createDragDropActions方法
export function createDragDropActions(
manager: DragDropManager,
): DragDropActions {
return {
beginDrag: createBeginDrag(manager),
publishDragSource: createPublishDragSource(manager),
hover: createHover(manager),
drop: createDrop(manager),
endDrag: createEndDrag(manager),
}
}
可以看到绑定一些action：
- beginDrag（开始拖动）
- publishDragSource（发布当前拖动源）
- hover（是否经过）
- drop（落下动作）
- endDrag（拖拽结束）
manager包含了之前生成的 monitor、store、backend，manager 创建完成，表示此时我们有了一个 store 来管理拖拽中的数据，有了 monitor 来监听数据和控制行为，能通过 manager 进行注册，可以通过 backend 将 DOM 事件转换为 action。接下来便可以注册拖拽源和放置源了。
4、useDrag
/**
* useDragSource hook
* @param sourceSpec The drag source specification (object or function, function preferred)
* @param deps The memoization deps array to use when evaluating spec changes
*/
export function useDrag<
DragObject = unknown,
DropResult = unknown,
CollectedProps = unknown,
>(
specArg: FactoryOrInstance<
DragSourceHookSpec<DragObject, DropResult, CollectedProps>
>,
deps?: unknown[],
): [CollectedProps, ConnectDragSource, ConnectDragPreview] {
const spec = useOptionalFactory(specArg, deps)
invariant(
!(spec as any).begin,
'useDrag::spec.begin was deprecated in v14. Replace spec.begin() with spec.item(). (see more here - https://react-dnd.github.io/react-dnd/docs/api/use-drag)',
)
const monitor = useDragSourceMonitor<DragObject, DropResult>()
const connector = useDragSourceConnector(spec.options, spec.previewOptions)
useRegisteredDragSource(spec, monitor, connector)
return [
useCollectedProps(spec.collect, monitor, connector),
useConnectDragSource(connector),
useConnectDragPreview(connector),
]
}
可以看到useDrag方法返回了一个包含3个元素的数组，CollectedProps（collect方法返回的对象）、ConnectDragSource（拖拽源连接器）、ConnectDragPreview（拖拽源预览）。
monitor是从前面Provider中的manager中获取的，主要看下connector
export function useDragSourceConnector(
dragSourceOptions: DragSourceOptions | undefined,
dragPreviewOptions: DragPreviewOptions | undefined,
): SourceConnector {
const manager = useDragDropManager()
const connector = useMemo(
() => new SourceConnector(manager.getBackend()),
[manager],
)
// ...
return connector
}
可以看到connector获取了manager.getBackend后端的数据。
useRegisteredDragSource方法会对拖动源进行注册，会保存拖动源实例，并记录注册的数量。
5、useDrop
看下useDrop源码
/**
* useDropTarget Hook
* @param spec The drop target specification (object or function, function preferred)
* @param deps The memoization deps array to use when evaluating spec changes
*/
export function useDrop<
DragObject = unknown,
DropResult = unknown,
CollectedProps = unknown,
>(
specArg: FactoryOrInstance<
DropTargetHookSpec<DragObject, DropResult, CollectedProps>
>,
deps?: unknown[],
): [CollectedProps, ConnectDropTarget] {
const spec = useOptionalFactory(specArg, deps)
const monitor = useDropTargetMonitor<DragObject, DropResult>()
const connector = useDropTargetConnector(spec.options)
useRegisteredDropTarget(spec, monitor, connector)
return [
useCollectedProps(spec.collect, monitor, connector),
useConnectDropTarget(connector),
]
}
useDrop返回了一个包含2个元素的数组，CollectedProps（collect方法返回的对象）, ConnectDropTarget（放置源连接器），monitor和connector的获取都和useDrag类似。
6、HTML5Backend
HTML5Backend使用了HTML5 拖放 API，先了解下HTML拖拽事件：
一个简单拖拽操作过程，会依次触发拖拽事件：dragstart -> drag -> dragenter -> dragover (-> dragleave) -> drop -> dragend。
drag事件会在dragstar触发后持续触发，直至drop。
dragleave事件会在拖拽元素离开一个可释放目标时触发。
接下来介绍一下HTML5Backend，是React DnD 主要支持的后端，使用HTML5 拖放 API，它会截取拖动的 DOM 节点并将其用作开箱即用的“拖动预览”。React DnD 中以可插入的方式实现 HTML5 拖放支持，可以根据触摸事件、鼠标事件或其他完全不同的事件编写不同的实现，这种可插入的实现在 React DnD 中称为后端。官网提供了HTML5Backend和TouchBackend，分别用来支持web端和移动端。
后端担任与 React 的合成事件系统类似的角色：它们抽象出浏览器差异并处理原生DOM 事件。尽管有相似之处，但 React DnD 后端并不依赖于 React 或其合成事件系统。在后台，后端所做的就是将 DOM 事件转换为 React DnD 可以处理的内部 Redux 操作。
前面给DndProvider传递的HTML5backend，看一下其代码实现：
export const HTML5Backend: BackendFactory = function createBackend(
manager: DragDropManager,
context?: HTML5BackendContext,
options?: HTML5BackendOptions,
): HTML5BackendImpl {
return new HTML5BackendImpl(manager, context, options)
}
可以看到其实是个返回HTML5BackendImpl实例的函数，在创建manager实例时会执行createBackend方法创建真正的backend。
如下是 Backend 需要被实现的方法：
export interface Backend {
setup(): void
teardown(): void
connectDragSource(sourceId: any, node?: any, options?: any): Unsubscribe
connectDragPreview(sourceId: any, node?: any, options?: any): Unsubscribe
connectDropTarget(targetId: any, node?: any, options?: any): Unsubscribe
profile(): Record<string, number>
}
setup 是 backend 的初始化方法，teardown 是 backend 销毁方法。connectDragSource方法将元素转换为可拖拽元素，并添加监听事件。connectDropTarget方法会给元素添加监听事件，connectDragPreview方法会将preview元素保存以供监听函数使用，profile方法用于返回一些简要的统计信息。
以上这几个方法都在HTML5BackendImpl中，我们先看一下setup方法：
public setup(): void {
const root = this.rootElement as RootNode | undefined
if (root === undefined) {
return
}
if (root.__isReactDndBackendSetUp) {
throw new Error('Cannot have two HTML5 backends at the same time.')
}
root.__isReactDndBackendSetUp = true
this.addEventListeners(root)
}
root默认是windows，通过addEventListeners方法把监听事件都绑定到windows上，这提高了性能也降低了事件销毁的难度。
看下addEventListeners方法：
private addEventListeners(target: Node) {
if (!target.addEventListener) {
return
}
target.addEventListener(
'dragstart',
this.handleTopDragStart as EventListener,
)
target.addEventListener('dragstart', this.handleTopDragStartCapture, true)
target.addEventListener('dragend', this.handleTopDragEndCapture, true)
target.addEventListener(
'dragenter',
this.handleTopDragEnter as EventListener,
)
target.addEventListener(
'dragenter',
this.handleTopDragEnterCapture as EventListener,
true,
)
target.addEventListener(
'dragleave',
this.handleTopDragLeaveCapture as EventListener,
true,
)
target.addEventListener('dragover', this.handleTopDragOver as EventListener)
target.addEventListener(
'dragover',
this.handleTopDragOverCapture as EventListener,
true,
)
target.addEventListener('drop', this.handleTopDrop as EventListener)
target.addEventListener(
'drop',
this.handleTopDropCapture as EventListener,
true,
)
}
以上代码中监听了一些拖拽事件，这些监听函数会获得拖拽事件的对象、拿到相应的参数，并执行相应的action方法。HTML5Backend 通过 manager 拿到一个 DragDropActions 的实例，执行其中的方法。DragDropActions 本质就是根据参数将其封装为一个 action，最终通过 redux 的 dispatch 将 action 分发，改变 store 中的数据。
export interface DragDropActions {
beginDrag(
sourceIds?: Identifier[],
options?: any,
): Action<BeginDragPayload> | undefined
publishDragSource(): SentinelAction | undefined
hover(targetIds: Identifier[], options?: any): Action<HoverPayload>
drop(options?: any): void
endDrag(): SentinelAction
}
最后我们再看下connectDragSource方法：
public connectDragSource(
sourceId: string,
node: Element,
options: any,
): Unsubscribe {
// ...
node.setAttribute('draggable', 'true')
node.addEventListener('dragstart', handleDragStart)
node.addEventListener('selectstart', handleSelectStart)
return (): void => {
// ...
node.removeEventListener('dragstart', handleDragStart)
node.removeEventListener('selectstart', handleSelectStart)
node.setAttribute('draggable', 'false')
}
}
可以看到主要是把节点的draggable属性设置为true，并添加监听事件，返回一个Unsubscribe函数用于执行销毁。
综上，HTML5Backend 在初始化的时候在 window 对象上绑定拖拽事件的监听函数，拖拽事件触发时执行对应action，更新 store 中的数据，完成由 Dom 事件到数据的转变。
7、TouchBackend
HTML5 后端不支持触摸事件，因此它不适用于平板电脑和移动设备。可以使用react-dnd-touch-backend来支持触摸设备，简单看下ToucheBackend。
ToucheBackend主要是为了支持移动端，也支持web端，在web端可以使用 mousedown、mousemove、mouseup，在移动端则使用 touchstart、touchmove、touchend，下面是ToucheBackend中对事件的定义：
const eventNames: Record<ListenerType, EventName> = {
[ListenerType.mouse]: {
start: 'mousedown',
move: 'mousemove',
end: 'mouseup',
contextmenu: 'contextmenu',
},
[ListenerType.touch]: {
start: 'touchstart',
move: 'touchmove',
end: 'touchend',
},
[ListenerType.keyboard]: {
keydown: 'keydown',
},
}
8、主要拖拽过程
四、总结
React-DnD 采用了分层设计，react-dnd充当接入层，dnd-core实现拖拽接口、定义拖拽行为、管理数据流向，backend将DOM事件通过redux action转换为数据。
使用可插入的方式引入backend，使拖拽的实现可扩展且更加灵活。
使用了单向数据流，在拖拽时不用处理中间状态，不用额外对DOM事件进行处理，只需专注于数据的变化。
React-DnD对backend的实现方式、数据的管理方式，以及整体的设计都值得借鉴。
五、参考链接：
- https://github.com/react-dnd/react-dnd/
- https://react-dnd.github.io/react-dnd
- https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/HTML_Drag_and_Drop_API
- https://zhuanlan.zhihu.com/p/429986799
- https://juejin.cn/post/6885511137236877325
最后
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