React Fiber与调和深入分析

目录

• 一 引沿
• 二 什么是调和
• 三 什么是Filber
• 四 实现调和的过程
• 1. 创建FiberRoot
• 2. render阶段
• 五 总结

一 引沿

Fiber 架构是React16中引入的新概念，目的就是解决大型 React 应用卡顿，React在遍历更新每一个节点的时候都不是用的真实DOM，都是采用虚拟DOM，所以可以理解成fiber就是React的虚拟DOM，更新Fiber的过程叫做调和，每一个fiber都可以作为一个执行单元来处理，所以每一个 fiber 可以根据自身的过期时间expirationTime，来判断是否还有空间时间执行更新，如果没有时间更新，就要把主动权交给浏览器去渲染，做一些动画，重排（ reflow ），重绘 repaints 之类的事情，这样就能给用户感觉不是很卡。

二 什么是调和

调和是一种算法，就是React对比新老虚拟DOM的过程，以决定需要更新哪一部分。

三 什么是Filber

Fiber的目的是为了让React充分利用调度，以便做到如下几点：

• 暂停工作，稍后再回来
• 优先考虑不同类型的工作
• 重用以前完成的工作
• 如果不再需要，则中止工作

为了实现上面的要求，我们需要把任务拆分成一个个可执行的单元，这些可执行的单元就叫做一个Fiber，一个Fiber就代表一个可执行的单元。

一个Fiber就是一个普通的JS对象，包含一些组件的相关信息。

function FiberNode(){
  this.tag = tag;                  // fiber 标签 证明是什么类型fiber。
  this.key = key;                  // key调和子节点时候用到。
  this.type = null;                // dom元素是对应的元素类型，比如div，组件指向组件对应的类或者函数。
  this.stateNode = null;           // 指向对应的真实dom元素，类组件指向组件实例，可以被ref获取。
  this.return = null;              // 指向父级fiber
  this.child = null;               // 指向子级fiber
  this.sibling = null;             // 指向兄弟fiber
  this.index = 0;                  // 索引
  this.ref = null;                 // ref指向，ref函数，或者ref对象。
  this.pendingProps = pendingProps;// 在一次更新中，代表element创建
  this.memoizedProps = null;       // 记录上一次更新完毕后的props
  this.updateQueue = null;         // 类组件存放setState更新队列，函数组件存放
  this.memoizedState = null;       // 类组件保存state信息，函数组件保存hooks信息，dom元素为null
  this.dependencies = null;        // context或是时间的依赖项
  this.mode = mode;                //描述fiber树的模式，比如 ConcurrentMode 模式
  this.effectTag = NoEffect;       // effect标签，用于收集effectList
  this.nextEffect = null;          // 指向下一个effect
  this.firstEffect = null;         // 第一个effect
  this.lastEffect = null;          // 最后一个effect
  this.expirationTime = NoWork;    // 通过不同过期时间，判断任务是否过期， 在v17版本用lane表示。
  this.alternate = null;           //双缓存树，指向缓存的fiber。更新阶段，两颗树互相交替。
}

type 就是react的元素类型

export const FunctionComponent = 0;       // 对应函数组件
export const ClassComponent = 1;          // 对应的类组件
export const IndeterminateComponent = 2;  // 初始化的时候不知道是函数组件还是类组件
export const HostRoot = 3;                // Root Fiber 可以理解为跟元素 ， 通过reactDom.render()产生的根元素
export const HostPortal = 4;              // 对应  ReactDOM.createPortal 产生的 Portal
export const HostComponent = 5;           // dom 元素 比如 <div>
export const HostText = 6;                // 文本节点
export const Fragment = 7;                // 对应 <React.Fragment>
export const Mode = 8;                    // 对应 <React.StrictMode>
export const ContextConsumer = 9;         // 对应 <Context.Consumer>
export const ContextProvider = 10;        // 对应 <Context.Provider>
export const ForwardRef = 11;             // 对应 React.ForwardRef
export const Profiler = 12;               // 对应 <Profiler/ >
export const SuspenseComponent = 13;      // 对应 <Suspense>
export const MemoComponent = 14;          // 对应 React.memo 返回的组件

比如元素结构如下：

export default class Parent extends React.Component{
   render(){
     return <div>
       <h1>hello，world</h1>
       <Child />
     </div>
   }
}
function Child() {
  return <p>child</p>
}

对应的Filber结构如下：

有了上面的概念后我们就自己实现一个Fiber的更新机制

四 实现调和的过程

我们通过渲染一段jsx来说明React的调和过程，也就是我们要手写实现ReactDOM.render()

const jsx = (
  <div className="border">
    <h1>hello</h1>
    <a href="https://www.reactjs.org/" rel="external nofollow" >React</a>
  </div>
)
ReactDOM.render(
  jsx,
  document.getElementById('root')
);

1. 创建FiberRoot

react-dom.js

function createFiberRoot(element, container){
    return {
    type: container.nodeName.toLocaleLowerCase(),
    props: { children: element },
    stateNode: container
  }
}
function render(element, container) {
  const FibreRoot = createFiberRoot(element, container)
  scheduleUpdateOnFiber(FibreRoot)
}
export default { render }

参考React实战视频讲解：进入学习

2. render阶段

调和的核心是render和commit，本文不讲调度过程，我们会简单的用requestIdleCallback代替React的调度过程。

ReactFiberWorkloop.js

let wipRoot = null // work in progress
let nextUnitOfwork = null // 下一个fiber节点
export function scheduleUpdateOnFiber(fiber) {
  wipRoot = fiber
  nextUnitOfwork = fiber
}
function workLoop(IdleDeadline) {
  while(nextUnitOfwork && IdleDeadline.timeRemaining() > 0) {
    nextUnitOfwork = performUnitOfWork(nextUnitOfwork)
  }
}
function performUnitOfWork() {}
requestIdleCallback(workLoop)

每一个 fiber 可以看作一个执行的单元，在调和过程中，每一个发生更新的 fiber 都会作为一次 workInProgress 。那么 workLoop 就是执行每一个单元的调度器，如果渲染没有被中断，那么 workLoop 会遍历一遍 fiber 树

performUnitOfWork 包括两个阶段:

• 是向下调和的过程，就是由 fiberRoot 按照 child 指针逐层向下调和，期间会执行函数组件，实例类组件，diff 调和子节点
• 是向上归并的过程，如果有兄弟节点，会返回 sibling兄弟，没有返回 return 父级，一直返回到 fiebrRoot

这么一上一下，构成了整个 fiber 树的调和。

import { updateHostComponent } from './ReactFiberReconciler'
function performUnitOfWork(wip) {
  // 1. 更新wip
  const { type } = wip
  if (isStr(type)) {
    // type是string，更新普通元素节点
    updateHostComponent(wip)
  } else if (isFn(type)) {
    // ...
  }
  // 2. 返回下一个要更新的任务 深度优先遍历
  if (wip.child) {
    return wip.child
  }
  let next = wip
  while(next) {
    if (next.sibling) {
      return next.sibling
    }
    next = next.return
  }
  return null
}

根据type类型区分是FunctionComponent/ClassComponent/HostComponent/…

本文中只处理HostComponent类型，其他类型的处理可以看文末的完整代码链接。

ReactFiberReconciler.js

import { createFiber } from './createFiber'
export function updateHostComponent(wip) {
  if (!wip.stateNode) {
    wip.stateNode = document.createElement(wip.type);
    updateNode(wip.stateNode, wip.props);
  }
  // 调和子节点
  reconcileChildren(wip, wip.props.children);
}
function reconcileChildren(returnFiber, children) {
  if (isStr(children)) {
    return
  }
  const newChildren = isArray(children) ? children : [children];
  let previousNewFiber = null
  for(let i = 0; i < newChildren.length; i++) {
    const newChild = newChildren[i];
    const newFiber = createFiber(newChild, returnFiber)
    if (previousNewFiber === null) {
      returnFiber.child = newFiber
    } else {
      previousNewFiber.sibling = newFiber
    }
    previousNewFiber = newFiber
  }
}
function updateNode(node, nextVal) {
  Object.keys(nextVal).forEach((k) => {
    if (k === "children") {
      if (isStringOrNumber(nextVal[k])) {
        node.textContent = nextVal[k];
      }
    } else {
      node[k] = nextVal[k];
    }
  });
}

createFiber.js

export function createFiber(vnode, returnFiber) {
  const newFiber = {
    type: vnode.type,   // 标记节点类型
    key: vnode.key,     // 标记节点在当前层级下的唯一性
    props: vnode.props, // 属性
    stateNode: null,    // 如果组件是原生标签则是dom节点，如果是类组件则是类实例
    child: null,        // 第一个子节点
    return: returnFiber,// 父节点
    sibling: null,      // 下一个兄弟节点
  };
  return newFiber;
}

至此已经完成了render阶段，下面是commit阶段，commit阶段就是依据Fiber结构操作DOM

function workLoop(IdleDeadline) {
  while(nextUnitOfwork && IdleDeadline.timeRemaining() > 0) {
    nextUnitOfwork = performUnitOfWork(nextUnitOfwork)
  }
  // commit
  if (!nextUnitOfwork && wipRoot) {
    commitRoot();
  }
}
function commitRoot() {
  commitWorker(wipRoot.child)
  wipRoot = null;
}
function commitWorker(wip) {
  if (!wip) {
    return
  }
  // 1. 提交自己
  const { stateNode } = wip
  let parentNode = wip.return.stateNode
  if (stateNode) {
    parentNode.appendChild(stateNode);
  }
  // 2. 提交子节点
  commitWorker(wip.child);
  // 3. 提交兄弟节点
  commitWorker(wip.sibling);
}

五 总结

• Fiber结构，Fiber的生成过程。
• 调和过程，以及 render 和 commit 两大阶段。

到此这篇关于React Fiber与调和深入分析的文章就介绍到这了,更多相关React Fiber与调和内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！