React Fiber 是 React 16 中引入的一种新的协调引擎或重新实现核心算法的方式。它的主要目标是解决 JavaScript 单线程执行模型带来的限制,通过实现时间切片(Time Slicing)来提高 React 应用的响应性和性能。
2. Fiber 的核心问题:单线程的局限性
JavaScript 是单线程的,这意味着它一次只能执行一个任务。在 React 应用中,当需要渲染大量组件或处理复杂的状态更新时,这种单线程模型导致以下问题:
- 长时间任务阻塞:大量的计算可能会阻塞主线程,导致用户交互、动画等其他任务无法及时响应。
- 无法中断和恢复:一旦开始渲染过程,就必须完成整个过程,无法中途暂停或放弃。
- 缺乏优先级概念:所有更新任务被视为同等重要,无法优先处理更紧急的更新。
3. Fiber 的解决方案:时间切片和新的协调算法
Fiber 架构通过以下两个核心概念来解决单线程的局限性:
2.1 时间切片(Time Slicing)
时间切片允许 React 将渲染工作分解成小的工作单元,并将这些工作单元分散到多个帧中执行。这意味着:
- React 可以在每一帧中执行一小部分工作。
- 在两个工作单元之间,React 可以让出控制权给浏览器,允许浏览器处理用户输入、运行动画等高优先级的任务。
- 如果有更高优先级的工作需要执行,React 可以中断当前的渲染过程,先处理紧急任务。
2.2 新的协调算法
Fiber 引入了一个新的协调算法,它具有以下特点:
- 可中断和恢复:渲染过程可以被中断和稍后恢复,而不会丢失状态。
- 优先级调度:不同的更新可以被赋予不同的优先级,允许 React 首先处理最紧急的更新。
- 错误边界改进:提供了更强大和一致的错误处理机制。
4. Fiber 的工作原理
Fiber 架构的工作原理可以概括为以下几个关键点:
4.1 Fiber 节点和 Fiber 树
- 每个 React 元素都对应一个 Fiber 节点。
- Fiber 节点构成了一个树状结构,称为 Fiber 树。
- 每个 Fiber 节点包含了组件的状态、props、需要执行的工作等信息。
4.2 工作循环和优先级
- React 使用一个工作循环(work loop)来遍历 Fiber 树。
- 在每一帧中,React 会检查是否还有时间继续执行工作。
- 如果没有足够的时间,React 会暂停当前工作,将控制权交还给浏览器。
- 工作会被赋予不同的优先级,React 会优先处理高优先级的工作。
4.3 两个主要阶段
Fiber 的工作过程分为两个主要阶段:
- Render 阶段(可中断):
- 构建或更新 Fiber 树
- 执行协调(Reconciliation)过程
- 收集需要执行的副作用(Effect List)
- Commit 阶段(不可中断):
- 根据 Effect List 更新 DOM
- 调用生命周期方法和 hooks
- 处理 ref 等
5. Fiber的学习路线
那么我们会分为四个章节去完成Fiber的学习,在理解这四个章节后,就理解Fiber的实现了。
- React Fiber架构:调度核心原理与实现
- React Fiber架构:深入解析任务队列、可中断渲染、调度、同步模式
- React Fiber架构:链表、Fiber节点与Fiber树
- React Fiber架构:React Fiber的创建、更新、提交