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Fiber 的作用和原理

官网解释

Fiber 是 React 16 中新的协调引擎。它的主要目的是使 Virtual DOM 可以进行增量式渲染。

为什么会有 Fiber

React 在 V16 之前会面临的主要性能问题是:当组件树很庞大时,更新状态可能造成页面卡顿,根本原因在于——更新流程是 【同步、不可中断的】

为了解决这个问题,React 提出 F

Fiber 架构怎么做的?

  • 让 React 渲染的过程可以被中断,可以将控制权交回浏览器,让浏览器及时地相应用户的交互——异步可中断
  • 通过将工作任务拆分成一个个雄安的工作单元分别来执行——Fiber

Fiber 即是一种数据结构,又是一个工作单位

Fiber 作为数据结构

React Fiber 机制的实现,就是依赖于下面的这种数据结构-链表实现的。其中每个节点都是一个 Fiber,一个 Fiber 包含了 child(第一个子节点)、sibling(兄弟节点)、parent(父节点)等属性。Fiber 节点中其实还会保存节点的类型、节点的信息(比如 state、props)、节点对应的值等

Fiber 作为工作单位

将它视作一个执行单元,每次执行完一个“执行单元”,React 就会检查现在还剩多少时间,如果没有时间就将控制权让出来

React Fiber 本质上是为了解决 React 更新低效率的问题,不要期待 Fiber 能给你现有应用带来质的提升,如果性能问题是自己造成的,自己的锅还是得自己背

——尤雨溪

调度的最小单位——Fiber

Fiber 架构

Fiber 的作用

Fiber

Fiber 是对核心算法的一次重新实现

react 的组件设计,如果你的一个组件加载或者更新时,带动 200 个组件更新,那么它会等这 200 个组件更新完再让出进程,如果这个时候用户有交互,是没有反应的(如果说 200 个组件需要 200 毫秒,这 200 毫秒内交互无效),为了提高用户体验,引入了 Fiber

因为 javascript 是单线程的

在 react v16 之前版本,因为 react 的设计不符合大组件的

分片

fiber 就好像是包子,你不用知道包子是怎么做出来的,你只要吃就好。

fiber 的出现对生命周期的影响,有好几个生命周期需要多次被调用

render

componentWillReceiveProps

shouldComponentUpdate

componentWillMount

componentWillUpdate

componentWillMount 和 componentWillUpdate 往往有副作用

组件交互的流程,用 jsx 写 react 组件,render() 输出虚拟 dom(通过 babel 插件),虚拟 dom 转为 DOM,再在 DOM 上注册事件,事件触发 setState()修改数据,在每次调用 setState 方法时,React 会自动执行 render 方法来更新虚拟 dom,如果组件已经被渲染,那么还会更新到 DOM 中去

异步渲染中的 Fiber 的做法是:分片

把一个很耗时的任务分成很多小片,

Fiber 之前的架构是同步更新,遍历,从根组件开始到子节点,

假如更新一个组件需要 1 毫秒,如果有 200 个组件要更新,那就需要 200 毫秒,在这 200 毫秒的更新过程中,浏览器那个唯一的主线程都在专心运行更新操作,无暇去做任何其他的事情。想象一下,在这 200 毫秒内,用户往一个 input 元素中输入点什么,敲击键盘也不会获得响应,因为渲染输入按键结果也是浏览器主线程的工作,但是浏览器主线程被 React 占着呢,抽不出空,最后的结果就是用户敲了按键看不到反应,等 React 更新过程结束之后,咔咔咔那些按键一下子出现在 input 元素里了。

这就是所谓的界面卡顿,很不好的用户体验。

现有的 React 版本,当组件树很大的时候就会出现这种问题,因为更新过程是同步地一层组件套一层组件,逐渐深入的过程,在更新完所有组件之前不停止,函数的调用栈就像下图这样,调用得很深,而且很长时间不会返回。

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因为 JavaScript 单线程的特点,每个同步任务不能耗时太长,不然就会让程序不会对其他输入作出相应,React 的更新过程就是犯了这个禁忌,而 React Fiber 就是要改变现状。

React Fiber 的方式:

破解 JavaScript 中同步操作时间过长的方法其实很简单——分片。

把一个耗时长的任务分成很多小任务,每一个小任务完成了,就把控制权交还给 React 负责任务协调的模块,看看有没有其他其他紧急任务要做,如果没有就继续去更新,如果有紧急任务,那就去做紧急任务

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如果一个任务还没完成(时间到了),就会被另一个更高优先级的更新过程打算,这个时候,优先级高的更新任务会优先处理,而低优先级更新任务所作的工作则会完全作废,然后等待机会重头再来

React Fiber 更新过程被分为两个阶段(Phase):第一个阶段 Reconciliation Phase 和第二阶段 Commit Phase

第一阶段,Fiber 会找到需要更新哪些 DOM,这个阶段可以被打算;但到了第二阶段,就会一鼓作气把 DOM 更新完,绝不会被打断

因为第一阶段的过程会被打断而且“重头再来”,就会造成意想不到的情况。

比如说,一个低优先级的任务 A 正在执行,已经调用了某个组件的 componentWillUpdate 函数,接下来发现自己的时间分片已经用完了,于是冒出水面,看看有没有紧急任务,哎呀,真的有一个紧急任务 B,接下来 React Fiber 就会去执行这个紧急任务 B,任务 A 虽然进行了一半,但是没办法,只能完全放弃,等到任务 B 全搞定之后,任务 A 重头来一遍,注意,是重头来一遍,不是从刚才中段的部分开始,也就是说,componentWillUpdate 函数会被再调用一次。

虚拟 DOM 是由 JSX 转译过来的,JSX 的入口函数是 React.createElement, 可操作空间不大, 第三大的底层 API 也非常稳定,因此我们只能改变第二层。

React16 将内部组件层改成 Fiber 这种数据结构,因此它的架构名也改叫 Fiber 架构。Fiber 节点拥有 return, child, sibling 三个属性,分别对应父节点, 第一个孩子, 它右边的兄弟, 有了它们就足够将一棵树变成一个链表, 实现深度优化遍历。

参考资料