React Fiber的出现

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🥸问题

JavaScript 引擎和页面渲染引擎两个线程是互斥的,当其中一个线程执行时,另一个线程只能挂起等待

如果 JavaScript 线程长时间地占用了主线程,那么渲染层面的更新就不得不长时间地等待,界面长时间不更新,会导致页面响应度变差,用户可能会感觉到卡顿

而这也正是 React 15 的 Stack Reconciler 所面临的问题,当 React 在渲染组件时,从开始到渲染完成整个过程是一气呵成的,无法中断

如果组件较大,那么js线程会一直执行,然后等到整棵VDOM树计算完成后,才会交给渲染的线程

这就会导致一些用户交互、动画等任务无法立即得到处理,导致卡顿的情况。

Fiber的出现

React Fiber 是 Facebook 花费两年余时间对 React 做出的一个重大改变与优化,是对 React 核心算法的一次重新实现。从Facebook在 React Conf 2017 会议上确认,React Fiber 在React 16 版本发布

react中,主要做了以下的操作:

  • 为每个任务增加了优先级,优先级高的任务可以中断优先级低的任务。然后再重新执行,注意是重新执行优先级低的任务
  • 增加了异步任务,调用requestIdleCallback api,浏览器空闲的时候执行
  • dom diff树变成了链表,一个dom对应两个fiber(一个链表),对应两个队列,这都是为找到被中断的任务,重新执行

从架构角度来看,Fiber 是对 React 核心算法(即调和过程)的重写

从编码角度来看,Fiber 是 React 内部所定义的一种数据结构,它是 Fiber 树结构的节点单位,也就是 React 16 新架构下的虚拟DOM

一个 fiber 就是一个 JavaScript 对象,包含了元素的信息、该元素的更新操作队列、类型,其数据结构如下:

type Fiber = {
  // 用于标记fiber的WorkTag类型,主要表示当前fiber代表的组件类型如FunctionComponent、ClassComponent等
  tag: WorkTag,
  // ReactElement里面的key
  key: null | string,
  // ReactElement.type,调用`createElement`的第一个参数
  elementType: any,
  // The resolved function/class/ associated with this fiber.
  // 表示当前代表的节点类型
  type: any,
  // 表示当前FiberNode对应的element组件实例
  stateNode: any,

  // 指向他在Fiber节点树中的`parent`,用来在处理完这个节点之后向上返回
  return: Fiber | null,
  // 指向自己的第一个子节点
  child: Fiber | null,
  // 指向自己的兄弟结构,兄弟节点的return指向同一个父节点
  sibling: Fiber | null,
  index: number,

  ref: null | (((handle: mixed) => void) & { _stringRef: ?string }) | RefObject,

  // 当前处理过程中的组件props对象
  pendingProps: any,
  // 上一次渲染完成之后的props
  memoizedProps: any,

  // 该Fiber对应的组件产生的Update会存放在这个队列里面
  updateQueue: UpdateQueue<any> | null,

  // 上一次渲染的时候的state
  memoizedState: any,

  // 一个列表,存放这个Fiber依赖的context
  firstContextDependency: ContextDependency<mixed> | null,

  mode: TypeOfMode,

  // Effect
  // 用来记录Side Effect
  effectTag: SideEffectTag,

  // 单链表用来快速查找下一个side effect
  nextEffect: Fiber | null,

  // 子树中第一个side effect
  firstEffect: Fiber | null,
  // 子树中最后一个side effect
  lastEffect: Fiber | null,

  // 代表任务在未来的哪个时间点应该被完成,之后版本改名为 lanes
  expirationTime: ExpirationTime,

  // 快速确定子树中是否有不在等待的变化
  childExpirationTime: ExpirationTime,

  // fiber的版本池,即记录fiber更新过程,便于恢复
  alternate: Fiber | null,
}
复制代码

fiber的作用

Fiber把渲染更新过程拆分成多个子任务,每次只做一小部分,做完看是否还有剩余时间,如果有继续下一个任务;如果没有,挂起当前任务,将时间控制权交给主线程,等主线程不忙的时候在继续执行

即可以中断与恢复,恢复后也可以复用之前的中间状态,并给不同的任务赋予不同的优先级,其中每个任务更新单元为 React Element 对应的 Fiber 节点

实现的上述方式的是requestIdleCallback方法

window.requestIdleCallback()方法将在浏览器的空闲时段内调用的函数排队。这使开发者能够在主事件循环上执行后台和低优先级工作,而不会影响延迟关键事件,如动画和输入响应

首先 React 中任务切割为多个步骤,分批完成。在完成一部分任务之后,将控制权交回给浏览器,让浏览器有时间再进行页面的渲染。等浏览器忙完之后有剩余时间,再继续之前 React 未完成的任务,是一种合作式调度。

该实现过程是基于 Fiber 节点实现,作为静态的数据结构来说,每个 Fiber 节点对应一个 React element,保存了该组件的类型(函数组件/类组件/原生组件等等)、对应的 DOM 节点等信息。

作为动态的工作单元来说,每个 Fiber 节点保存了本次更新中该组件改变的状态、要执行的工作。

每个 Fiber 节点有个对应的 React element,多个 Fiber 节点根据如下三个属性构建一颗树:

// 指向父级Fiber节点
this.return = null
// 指向子Fiber节点
this.child = null
// 指向右边第一个兄弟Fiber节点
this.sibling = null
复制代码

通过这些属性就能找到下一个执行目标

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