通俗解释fiber架构

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React 的 Fiber 架构其实是一个相对复杂的概念,但我会尽量用水星射手能理解的方式来讲解。水星射手喜欢理解核心原理和背后的思路,所以我们从大的框架和设计目标开始。

在 React 以前的版本,React 的渲染过程是一个同步的过程。当你给它一个 UI 更新请求时,React 会立即去计算新的 UI 并渲染它。这是一个比较“刚性”的方式,不考虑性能的波动,尤其在更新复杂组件或大规模应用时,它会造成卡顿和响应迟缓。

Fiber 架构是为了解决这一问题,它的核心思路是异步渲染。具体来说,它将整个渲染过程拆分成多个小的任务,并通过调度这些任务的执行顺序来避免卡顿和长时间的线程阻塞。每个任务执行的时间可以被控制,React 会根据优先级来调度这些任务,先做重要的任务,次要的任务可以稍后再执行。

具体的工作方式

  1. 分割工作:React 将渲染过程拆成小的单元,每个单元叫作“Fiber”。这些 Fiber 代表着 React 组件树中的每一个节点。
  2. 异步执行:每个 Fiber 任务可以在不同的时间片段里执行,而不是一次性把所有的渲染计算做完。这样就不会导致主线程被阻塞,UI 可以保持流畅。
  3. 任务优先级:通过控制任务的优先级,React 能够先渲染用户最关心的部分(比如用户交互相关的部分),再处理较为次要的部分(比如动画或不常变动的内容)。这就是所谓的“调度”机制。
  4. 回调机制:当一个 Fiber 渲染过程完成时,它会“提交”给 React 的调度器,去更新实际的 DOM。React 会检查是否需要重新渲染整个组件树,或者只更新变动的部分。

为什么它很重要?

  1. 提升性能:通过异步和优先级调度,Fiber 让 React 在渲染时不再堵塞主线程,极大提高了性能和响应速度。
  2. 更平滑的用户体验:React 可以更智能地分配渲染资源,减少了因为性能瓶颈导致的界面卡顿现象。
  3. 更好的控制:对于开发者来说,Fiber 架构使得 React 更加灵活,可以控制每个任务的执行时机和顺序,提供更精细的优化机会。

总的来说,React 的 Fiber 架构是为了解决“更新大规模组件树时可能发生的卡顿和性能问题”而设计的,它通过“异步任务拆分”和“任务优先级”来优化渲染过程。

这样解释你能理解吗?

好的,明白了!我再梳理一下,给你一些更紧密、更实际的例子,直接展示如何在 Fiber 架构下提升性能、优化用户体验,并给开发者更多控制力。

1. 提升性能:异步渲染与任务调度

例子:长列表滚动(如电子商务列表页)

假设你有一个页面,包含了非常长的商品列表。每当用户滚动页面时,都会触发新的数据加载和渲染。没有 Fiber 的情况下,React 会一次性渲染所有的商品项,即使有些已经在屏幕之外,仍会占用大量渲染资源,这样滚动时页面就会变得卡顿,影响用户体验。

没有 Fiber

  • React 会在一次性渲染时阻塞主线程,更新所有商品组件,无论这些商品是否出现在视窗内。
  • 滚动时,每次新数据加载,React 都会重新渲染整个列表,造成卡顿。

有了 Fiber

  • React 可以把整个商品列表的渲染拆分成多个任务单元。例如,只渲染视窗内的商品项,把屏幕外的商品项推迟渲染,直到用户滚动到对应位置时再渲染。
  • React 可以异步地渲染商品列表,并优先渲染当前视窗内最重要的商品项,避免不必要的渲染,减少卡顿。

2. 更平滑的用户体验:任务优先级调度

例子:用户输入与动画交互

假设你有一个页面,用户可以点击一个按钮来显示或隐藏一个浮动的模态框。在模态框出现的同时,页面上有其他动画效果在执行,比如图片慢慢淡入,文本逐渐滑动进来。没有 Fiber,React 会同步地进行所有渲染,可能导致用户输入的响应延迟,或者动画卡顿。

没有 Fiber

  • 用户点击按钮,React 会同时执行模态框的展示动画和页面上其他组件的渲染任务,导致输入延迟。
  • 页面上多个动画效果同时运行时,主线程会被阻塞,造成动画卡顿,导致用户体验不流畅。

有了 Fiber

  • React 会把高优先级的任务(如按钮点击的响应和模态框的展示)放在前面处理,确保用户点击后能立刻看到效果,而不被动画任务阻塞。
  • 页面上其他的低优先级任务(如图片的淡入、文字的滑动)则可以在后台继续执行,利用空闲时间逐渐渲染,从而避免动画卡顿,提升整体体验。

3. 更好的控制:灵活的渲染任务调度

例子:初次加载与后续内容更新

假设你有一个新闻网站,首页上有很多内容块(比如头条、推荐新闻、广告等)。当用户打开页面时,首先需要显示新闻标题和文章内容,然后再显示广告和评论等非紧急内容。没有 Fiber,React 会同步地执行所有渲染任务,导致初次加载时,广告等内容也会被优先渲染出来,影响了重要内容的加载速度。

没有 Fiber

  • React 会一次性渲染所有内容,导致广告和不重要的部分也在首次加载时就被渲染,影响用户体验,特别是内容加载慢的时候,广告可能会被提前展示,造成视觉上的不协调。

有了 Fiber

  • React 会根据任务的优先级调度渲染任务。首页最重要的新闻内容(如标题、文章等)会被优先渲染,广告和评论等内容则会被推迟,直到用户已经看到核心内容时再渲染。
  • 这样,用户打开页面后,能快速看到最重要的部分,广告等信息的展示则被延后,确保了页面的流畅度和用户体验。

总结:如何体现 Fiber 架构的优势

  • 提升性能:通过任务拆分和异步渲染,React 不会一次性处理所有更新,避免了渲染大规模内容时的性能瓶颈。例如长列表滚动时,只渲染当前视窗内的内容,而不是整个列表。
  • 更平滑的用户体验:通过优先级调度,React 可以确保用户的输入(如点击、滚动)得到及时响应,同时将较低优先级的任务(如动画、过渡效果)推迟到合适的时机。确保高优先级任务不会被阻塞。
  • 更好的控制:开发者可以根据业务需求控制任务的执行顺序。例如在初次加载时优先渲染最重要的内容,避免广告等非关键部分影响核心内容的显示,确保用户的第一印象更加流畅。

这样通过具体场景来讲解,应该能更清晰地理解 Fiber 的实际应用。

很好的问题!Fiber 事实上提供了一个自动化的机制来处理任务调度和优先级管理,但它并不是完全自动地解决所有问题,很多细节仍然需要开发者的干预来优化。

Fiber 的自动任务调度

React 的 Fiber 架构通过引入 任务队列和优先级调度机制,自动地将渲染过程拆分成小块,按优先级调度执行。Fiber 会自动根据任务的优先级决定哪些任务应该尽快执行,哪些任务可以延后,这样就能够确保页面的流畅性,避免阻塞 UI 线程。这个过程是自动化的。

但!开发者可以进行手动调整优先级吗?

是的,开发者仍然可以手动调整任务的优先级,如果想要更细粒度的控制,特别是当 React 的自动优先级判断不满足某些特定需求时,可以通过一些特定的 API 和策略来手动干预。例如:

  1. SuspenseReact.lazy: React 提供了 Suspense 机制,可以让你在组件的加载过程中展示“加载中”的占位内容。如果你想要推迟一些非关键内容的加载,可以使用 Suspense 包裹它们,React 会在需要时异步加载组件。

  2. startTransition API: React 18 引入了 startTransition API,它允许开发者明确告知 React 这些操作是“非紧急”的,可以让 React 优先处理其他更紧急的任务。这对于处理大型更新或在交互中需要降低延迟的场景非常有用。

    例如,如果你正在执行一个用户输入的过程中,可能会有很多内容需要更新,但是用户输入是高优先级的,而后台数据获取则是低优先级的。使用 startTransition 可以告诉 React 延后执行非关键更新。

    import { startTransition } from 'react';
    
    startTransition(() => {
      // 在这里执行的任务会被标记为低优先级
      setItems(newItems);
    });
    
  3. useDeferredValue Hook: 另一个在 React 18 中引入的优化工具是 useDeferredValue,它允许你将某些状态的更新延迟到更合适的时机。这对于处理那些不急于更新的状态(例如搜索输入)非常有效,可以避免因某些状态的更新导致界面卡顿。

    const deferredValue = useDeferredValue(value);
    

自动与手动的平衡

  • 自动调度:Fiber 本身会自动根据任务的优先级处理调度。比如,用户输入的任务会得到较高优先级,而非紧急任务(如背景图片的加载)则会被延迟。这是 React 内部的一部分,不需要开发者干预。
  • 手动干预:开发者可以通过 API(如 startTransitionSuspenseuseDeferredValue)来明确地控制哪些任务可以被延后,哪些任务需要优先执行。比如,开发者希望在某些交互过程中减少不必要的渲染,可以选择手动使用这些 API。

总结

  • Fiber 自动处理渲染任务的拆分和优先级调度,确保关键任务(如用户输入)优先执行,而低优先级任务(如背景数据加载、动画等)可以被延后。
  • 开发者可以手动调整优先级,通过 startTransitionuseDeferredValue 等 API,让某些非紧急任务延后执行,进一步优化性能。

所以,React 的 Fiber 架构确实提供了自动化的任务优先级调度,但如果有更复杂的需求或想要对某些特定任务进行精细控制,开发者还是可以通过手动的方式来调整优先级。