react fiber概念及原理

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一、前言

  最近在读react v16的源码,准备写一些东西记录一下成果,仅供参考
  距离react v16版本发布已经有一段时间了,很多人对fiber已经有了初步的认识,对于fiber解决的问题也大致了解。此文主要是解释fiber是什么东西以及fiber的工作原理,并不涉及fiber解决什么问题的细节。因为众所周知,fiber概念的引入是为了解决react同步更新性能的问题,但是fiber只是其中的一部分,如果要细说react如何实现异步更新,涉及内容较多,一篇记录性的文章是不能表达清楚。

二、fiber概念

  fiber是个什么东西?因为English是国外程序员的母语,所以他们对代码中的命名都是有考究。fiber意思是纤程,大家都知道进程、线程,纤程是较线程更细的东西。因为JS是单线程的,所以从这个角度分析,fiber的命名是很有考究的。
  以上是fiber概念,在代码中fiber是什么呢?其实fiber就是一个类似双向链表的数据结构。如下图:
  reactDom会根据jsx,为每个dom节点生成一个fiber节点,(注意:当textNode是唯一的子节点时,不会单独生成fiber节点),child指向第一个子节点,sibling指向下一个兄弟节点,return指向父节点。这样的数据结构就是fiber数据结构,当然fiber中还有存储了其他数据,此文这里不涉及到,所以不展开。

三、fiber工作原理

  已经了解了fiber的数据结构,那么fiber是如何在react异步可中断的更新中发挥作用的呢?
  首先我们先看下原来react虚拟dom(v16之前版本)为什么支持不了可中断的更新,首先我们假设虚拟都没可以中断(实际不可中断),比如以下代码

// 更新前
 <ul>
    <li>1</li>
    <li>2</li>
    <li>3</li>
 </ul>
 // 更新一
 <ul>
    <li>2</li>
    <li>3</li>
    <li>4</li>
 </ul>

  我们把123更新为234(更新一),在更新过程中,当1->2, 2->3完成时被中断了,3没有变成4,那么结果就是233,这就产生了bug。
  react v16解决的方式是双缓存技术,即在更新时,react存储两个fiber数据结构,如下图:
  上图中,rootFiber是react应用,footFiberNode是应用挂在的节点,current指向的fiber是渲染在页面中的fiber(即出现在屏幕中的视图),我们称它未current fiber,current fiber的每一个fiber节点都有一个alternode指向另一个棵树的相同fiber节点,我们称这个fiber为workInProgress fiber。
  我们知道,当react v16前的版本更新时,会进行jsx和虚拟dom树进行diff算法,计算结果就是最终需要更新的视图。而在react v16 diff算法是将jsx和workInProgress fiber进行计算,最终得出最终视图,然后将current指针指向workInProgress fiber,渲染新的视图。跟workInProgress fiber进行diff算法是在内存中进行的,即使被中断也对现有视图不产生影响。

四、扩展

  通过上文我们知道了,react是通过双缓存技术来实现可中断的更新,那么为什么不用原本的架构(虚拟dom)来做双缓存呢?原因中个人觉得以下两点最为关键:
  1. fiber是典型以空间换时间,提高运行效率
  2. fiber的出现是实现function component及hook(state数据持久化)的关键