核心问题：同步渲染的阻塞
在React应用中，当组件数量庞大或组件树深度较深时，渲染过程会变得非常耗时。传统的React渲染是同步的，这意味着一旦渲染开始，它会一直占据JavaScript主线程，直到整个组件树渲染完成。这导致主线程长时间被占用，无法及时响应用户输入（如点击、滚动），从而造成页面卡顿、用户体验下降。对于大型应用而言，这是一个亟待解决的性能瓶颈。
Fiber 机制：可中断渲染的实现
React 16引入的Fiber机制，是对React核心算法的重写，其最核心的突破在于实现了可中断渲染（Interruptible Rendering） 。这意味着React可以将渲染任务拆分成更小的单元，并允许浏览器在渲染过程中暂停，去执行更高优先级的任务（如用户交互），待主线程空闲时再恢复渲染。
1. 为什么需要可中断渲染？
传统的同步渲染模型无法在渲染过程中暂停或优先级调度。当渲染任务耗时过长时，它会阻塞主线程，导致：
- 用户交互延迟： 按钮点击无响应，滚动不流畅。
- 动画卡顿： 动画无法在16.67ms内完成一帧，导致掉帧。
Fiber机制通过将渲染工作分解为多个小任务，并引入优先级概念，使得React能够根据任务的紧急程度进行调度，从而优先响应用户交互，提升应用响应性。
2. Fiber 与浏览器调度 API
Fiber机制的实现，离不开浏览器提供的调度API，尤其是requestAnimationFrame和requestIdleCallback。
requestAnimationFrame：动画与高优先级任务
requestAnimationFrame（rAF）是浏览器提供的专门用于执行动画代码的API。它会在浏览器下一次重绘之前执行回调函数，确保动画与浏览器刷新频率同步（通常是60fps，即每16.67ms一帧）。rAF的回调函数执行优先级非常高，它能够确保动画流畅，不会被其他低优先级任务阻塞。
特点：
- 高优先级： 确保动画流畅，与浏览器绘制同步。
- 浏览器控制： 回调函数由浏览器在最佳时机调用。
- 不适合耗时任务： 如果rAF的回调函数执行时间过长，仍然会阻塞主线程，导致掉帧。
示例（1.html）：
<script>
const bar = document.getElementById('bar');
const progress = () => {
bar.style.width = bar.offsetWidth + 1 + 'px';
requestAnimationFrame(progress);
};
document.getElementById('start').addEventListener('click', () => {
bar.style.width = '0';
requestAnimationFrame(progress);
});
</script>
requestIdleCallback：低优先级任务的调度
requestIdleCallback（rIC）是浏览器提供的用于在主线程空闲时执行低优先级任务的API。它允许开发者注册一个回调函数，该函数会在浏览器有空闲时间时被调用。rIC的回调函数会接收一个deadline参数，其中包含timeRemaining()方法，用于查询当前帧还剩余多少空闲时间。这使得开发者可以根据剩余时间来决定执行多少任务，并在时间不足时暂停，等待下一次空闲。
特点：
- 低优先级： 只有在主线程空闲时才执行，不会阻塞用户交互。
- 可中断： 回调函数可以根据
deadline.timeRemaining()判断是否继续执行，从而实现任务的暂停和恢复。 - 时间不确定： 空闲时间的长短取决于浏览器当前的工作负载，可能非常短，甚至没有空闲时间。
示例（2.html）：
<script>
const statusEl = document.getElementById('status');
const progressBar = document.getElementById('bar');
let dataItems = []; // 假设有大量数据需要处理
for (let i = 0; i < 10000; i++) { dataItems.push({ id: i, value: Math.random() * 100 }); }
let processedItems = 0;
let isProcessing = false;
function processItem(item) {
// 模拟耗时操作
let result = 0; for (let i = 0; i < 5000; i++) { result += Math.sqrt(item.value) * Math.sin(i); }
return result;
}
function processDataChunk(deadline) {
while (deadline.timeRemaining() > 0 && processedItems < dataItems.length && isProcessing) {
processItem(dataItems[processedItems]);
const progress = Math.floor((processedItems / dataItems.length) * 100);
processedItems++;
progressBar.style.width = progress + '%';
statusEl.textContent = `已处理 ${processedItems}/${dataItems.length} (${progress}%)`;
}
if (processedItems < dataItems.length && isProcessing) {
requestIdleCallback(processDataChunk); // 继续调度下一次空闲时执行
} else if (isProcessing) {
statusEl.textContent = `完成！处理了${processedItems}个项目。`;
isProcessing = false;
}
}
document.getElementById('startBtn').addEventListener('click', () => {
if (!isProcessing) {
isProcessing = true; processedItems = 0;
statusEl.textContent = '处理中...';
requestIdleCallback(processDataChunk, { timeout: 5000 }); // 带有超时机制
}
});
</script>
3. Fiber 的工作原理与调度
React Fiber将组件树的渲染工作分解为一个个独立的Fiber节点。每个Fiber节点代表一个工作单元，对应一个React组件实例。React的调度器（Scheduler）会利用requestIdleCallback（或其内部更复杂的实现，如MessageChannel）来调度这些Fiber任务。
核心流程：
- 任务拆分： React将整个渲染过程拆分为多个小任务，每个任务处理一个或一组Fiber节点。
- 优先级调度： 调度器根据任务的优先级（如用户交互任务优先级最高，渲染更新任务优先级较低）进行排序。
- 空闲时间执行： 当浏览器主线程空闲时，调度器会选择最高优先级的任务，并在当前帧的剩余空闲时间内执行。
requestIdleCallback的deadline.timeRemaining()机制允许React在时间不足时暂停当前任务。 - 中断与恢复： 如果当前帧的空闲时间用尽，或者有更高优先级的任务到来，React会中断当前渲染任务，将未完成的工作保存起来，并将控制权交还给浏览器。待下一次空闲时，React会从上次中断的地方继续执行。
- 双缓冲： Fiber机制还引入了“双缓冲”技术。React在后台构建和更新Fiber树，这个过程不会影响用户看到的UI。只有当整个更新工作完成后，React才会一次性将新的Fiber树“提交”到DOM，从而避免了中间状态的闪烁，保证了UI的流畅性。
总结
React Fiber机制通过实现可中断渲染，彻底解决了React在处理大型复杂应用时可能出现的性能瓶颈。它将耗时的渲染工作分解为可调度的单元，并利用浏览器提供的requestIdleCallback等API，在不阻塞主线程的前提下，优先响应用户交互，从而显著提升了用户体验。理解Fiber的底层原理，对于深入掌握React的性能优化、调试复杂渲染问题以及应对高级面试挑战都至关重要。
