一、問題#
JavaScript
引擎和頁面渲染引擎兩個線程是互斥的,當其中一個線程執行時,另一個線程只能掛起等待。
如果 JavaScript
線程長時間地佔用了主線程,那麼渲染層面的更新就不得不長時間地等待,界面長時間不更新,會導致頁面響應度變差,用戶可能會感覺到卡頓。
而這也正是 React 15
的 Stack Reconciler
所面臨的問題,當 React
在渲染組件時,從開始到渲染完成整個過程是一氣呵成的,無法中斷。
如果組件較大,那麼 js
線程會一直執行,然後等到整棵 VDOM
樹計算完成後,才會交給渲染的線程。
這就會導致一些用戶交互、動畫等任務無法立即得到處理,導致卡頓的情況。
二、是什麼#
React Fiber 是 Facebook 花費兩年餘時間對 React 做出的一個重大改變與優化,是對 React 核心算法的一次重新實現。從 Facebook 在 React Conf 2017 會議上確認,React Fiber 在 React 16 版本發布。
在 react
中,主要做了以下的操作:
- 為每個增加了優先級,優先級高的任務可以中斷低優先級的任務。然後再重新,注意是重新執行優先級低的任務。
- 增加了異步任務,調用 requestIdleCallback api,瀏覽器空閒的時候執行。
- dom diff 樹變成了鏈表,一個 dom 對應兩個 fiber(一個鏈表),對應兩個隊列,這都是為找到被中斷的任務,重新執行。
從架構角度來看,Fiber
是對 React
核心算法(即調和過程)的重寫。
從編碼角度來看,Fiber
是 React
內部所定義的一種數據結構,它是 Fiber
樹結構的節點單位,也就是 React 16
新架構下的虛擬 DOM
。
一個 fiber
就是一個 JavaScript
對象,包含了元素的信息、該元素的更新操作隊列、類型,其數據結構如下:
type Fiber = {
// 用於標記fiber的WorkTag類型,主要表示當前fiber代表的組件類型如FunctionComponent、ClassComponent等
tag: WorkTag,
// ReactElement裡面的key
key: null | string,
// ReactElement.type,調用`createElement`的第一個參數
elementType: any,
// The resolved function/class/ associated with this fiber.
// 表示當前代表的節點類型
type: any,
// 表示當前FiberNode對應的element組件實例
stateNode: any,
// 指向他在Fiber節點樹中的`parent`,用來在處理完這個節點之後向上返回
return: Fiber | null,
// 指向自己的第一個子節點
child: Fiber | null,
// 指向自己的兄弟結構,兄弟節點的return指向同一個父節點
sibling: Fiber | null,
index: number,
ref: null | (((handle: mixed) => void) & { _stringRef: ?string }) | RefObject,
// 當前處理過程中的組件props對象
pendingProps: any,
// 上一次渲染完成之後的props
memoizedProps: any,
// 該Fiber對應的組件產生的Update會存放在這個隊列裡面
updateQueue: UpdateQueue<any> | null,
// 上一次渲染的時候的state
memoizedState: any,
// 一個列表,存放這個Fiber依賴的context
firstContextDependency: ContextDependency<mixed> | null,
mode: TypeOfMode,
// Effect
// 用來記錄Side Effect
effectTag: SideEffectTag,
// 單鏈表用來快速查找下一個side effect
nextEffect: Fiber | null,
// 子樹中第一個side effect
firstEffect: Fiber | null,
// 子樹中最後一個side effect
lastEffect: Fiber | null,
// 代表任務在未來的哪個時間點應該被完成,之後版本改名為 lanes
expirationTime: ExpirationTime,
// 快速確定子樹中是否有不在等待的變化
childExpirationTime: ExpirationTime,
// fiber的版本池,即記錄fiber更新過程,便於恢復
alternate: Fiber | null,
}
三、如何解決#
Fiber
把渲染更新過程拆分成多個子任務,每次只做一小部分,做完看是否還有剩餘時間,如果有繼續下一個任務;如果沒有,掛起當前任務,將時間控制權交給主線程,在主線程不忙的時候再繼續執行。
即可以中斷與恢復,恢復後也可以複用之前的中間狀態,並給不同的任務賦予不同的優先級,其中每個任務更新單元為 React Element
對應的 Fiber
節點。
實現的上述方式的是 requestIdleCallback
方法。
window.requestIdleCallback()
方法將在瀏覽器的空閒時段內調用的函數排隊。這使開發者能夠在主事件循環上執行後台和低優先級工作,而不會影響延遲關鍵事件,如動畫和輸入響應。
首先 React 中任務切割為多個步驟,分批完成。在完成一部分任務之後,將控制權交回給瀏覽器,讓瀏覽器有時間再進行頁面的渲染。等瀏覽器忙完之後有剩餘時間,再繼續之前 React 未完成的任務,是一種合作式調度。
該實現過程是基於 Fiber
節點實現,作為靜態的數據結構來說,每個 Fiber
節點對應一個 React element
,保存了該組件的類型(函數組件 / 類組件 / 原生組件等等)、對應的 DOM 節點等信息。
作為動態的工作單元來說,每個 Fiber
節點保存了本次更新中該組件改變的狀態、要執行的工作。
每個 Fiber 節點有個對應的 React element
,多個 Fiber
節點根據如下三個屬性構建一棵樹:
// 指向父級Fiber節點
this.return = null
// 指向子Fiber節點
this.child = null
// 指向右邊第一個兄弟Fiber節點
this.sibling = null
通過這些屬性就能找到下一個執行目標