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笔记React面试官: 说说对Fiber架构的理解?解决了什么问题?

面试官: 说说对Fiber架构的理解?解决了什么问题?

问题

JavaScript 引擎和页面渲染引擎两个线程是互斥的, 当其中一个线程执行时, 另一个线程只能挂起等待

如果 JavaScript 线程长时间地占用了主线程, 那么渲染层面的更新就不得不长时间地等待, 界面长时间不更新, 会导致页面响应度变差, 用户可能会感觉到卡顿

而这也正是 React 15Stack Reconciler 所面临的问题, 当 React 在渲染组件时, 从开始到渲染完成整个过程是一气呵成的, 无法中断

如果组件较大, 那么js线程会一直执行, 然后等到整棵VDOM树计算完成后, 才会交给渲染的线程

这就会导致一些用户交互、动画等任务无法立即得到处理, 导致卡顿的情况

是什么

React Fiber 是 Facebook 花费两年余时间对 React 做出的一个重大改变与优化, 是对 React 核心算法的一次重新实现。从Facebook在 React Conf 2017 会议上确认, React Fiber 在React 16 版本发布

react中, 主要做了以下的操作:

  • 为每个增加了优先级, 优先级高的任务可以中断低优先级的任务。然后再重新, 注意是重新执行优先级低的任务
  • 增加了异步任务, 调用requestIdleCallback api, 浏览器空闲的时候执行
  • dom diff树变成了链表, 一个dom对应两个fiber(一个链表), 对应两个队列, 这都是为找到被中断的任务, 重新执行

从架构角度来看, Fiber 是对 React核心算法(即调和过程)的重写

从编码角度来看, FiberReact内部所定义的一种数据结构, 它是 Fiber树结构的节点单位, 也就是 React 16 新架构下的虚拟DOM

一个 fiber就是一个 JavaScript对象, 包含了元素的信息、该元素的更新操作队列、类型, 其数据结构如下:

type Fiber = { // 用于标记fiber的WorkTag类型, 主要表示当前fiber代表的组件类型如FunctionComponent、ClassComponent等 tag: WorkTag, // ReactElement里面的key key: null | string, // ReactElement.type, 调用`createElement`的第一个参数 elementType: any, // The resolved function/class/ associated with this fiber. // 表示当前代表的节点类型 type: any, // 表示当前FiberNode对应的element组件实例 stateNode: any, // 指向他在Fiber节点树中的`parent`, 用来在处理完这个节点之后向上返回 return: Fiber | null, // 指向自己的第一个子节点 child: Fiber | null, // 指向自己的兄弟结构, 兄弟节点的return指向同一个父节点 sibling: Fiber | null, index: number, ref: null | (((handle: mixed) => void) & { _stringRef: ?string }) | RefObject, // 当前处理过程中的组件props对象 pendingProps: any, // 上一次渲染完成之后的props memoizedProps: any, // 该Fiber对应的组件产生的Update会存放在这个队列里面 updateQueue: UpdateQueue<any> | null, // 上一次渲染的时候的state memoizedState: any, // 一个列表, 存放这个Fiber依赖的context firstContextDependency: ContextDependency<mixed> | null, mode: TypeOfMode, // Effect // 用来记录Side Effect effectTag: SideEffectTag, // 单链表用来快速查找下一个side effect nextEffect: Fiber | null, // 子树中第一个side effect firstEffect: Fiber | null, // 子树中最后一个side effect lastEffect: Fiber | null, // 代表任务在未来的哪个时间点应该被完成, 之后版本改名为 lanes expirationTime: ExpirationTime, // 快速确定子树中是否有不在等待的变化 childExpirationTime: ExpirationTime, // fiber的版本池, 即记录fiber更新过程, 便于恢复 alternate: Fiber | null, }

如何解决

Fiber把渲染更新过程拆分成多个子任务, 每次只做一小部分, 做完看是否还有剩余时间, 如果有继续下一个任务; 如果没有, 挂起当前任务, 将时间控制权交给主线程, 等主线程不忙的时候在继续执行

即可以中断与恢复, 恢复后也可以复用之前的中间状态, 并给不同的任务赋予不同的优先级, 其中每个任务更新单元为 React Element 对应的 Fiber节点

实现的上述方式的是requestIdleCallback方法

window.requestIdleCallback()方法将在浏览器的空闲时段内调用的函数排队。这使开发者能够在主事件循环上执行后台和低优先级工作, 而不会影响延迟关键事件, 如动画和输入响应

首先 React 中任务切割为多个步骤, 分批完成。在完成一部分任务之后, 将控制权交回给浏览器, 让浏览器有时间再进行页面的渲染。等浏览器忙完之后有剩余时间, 再继续之前 React 未完成的任务, 是一种合作式调度。

该实现过程是基于 Fiber节点实现, 作为静态的数据结构来说, 每个 Fiber 节点对应一个 React element, 保存了该组件的类型(函数组件/类组件/原生组件等等)、对应的 DOM 节点等信息。

作为动态的工作单元来说, 每个 Fiber 节点保存了本次更新中该组件改变的状态、要执行的工作。

每个 Fiber 节点有个对应的 React element, 多个 Fiber节点根据如下三个属性构建一颗树:

// 指向父级Fiber节点 this.return = null // 指向子Fiber节点 this.child = null // 指向右边第一个兄弟Fiber节点 this.sibling = null

通过这些属性就能找到下一个执行目标

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