面试官：说说对React Fiber架构的理解？解决了什么问题？

清疚 2022-09-02 04:06 18阅读 0赞

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## 一、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 15` 的 `Stack 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

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## 二、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

在`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，`Fiber`是 `React`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,
    }

## 三、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

## 参考文献 ##

*  https://juejin.cn/post/6926432527980691470
 *  https://zhuanlan.zhihu.com/p/137234573
 *  https://vue3js.cn/interview

\--The End--

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