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React Fiber源碼分析 第四篇(歸納總結(jié))

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摘要:為什么網(wǎng)頁性能會變高要回答這個問題,需要回頭看是單線程的知識點(diǎn)。在分析的過程中,發(fā)現(xiàn)了的源碼中使用了很多鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu),回調(diào)鏈,任務(wù)鏈等,這個主要是為了增刪時性能比較高

系列文章

React Fiber源碼分析 第一篇
React Fiber源碼分析 第二篇(同步模式)
React Fiber源碼分析 第三篇(異步狀態(tài))
React Fiber源碼分析 第四篇(歸納總結(jié))

前言

React Fiber是React在V16版本中的大更新,利用了閑余時間看了一些源碼,做個小記錄~

什么是Fiber 從開發(fā)者角度來看

實(shí)際上這次更新對于我們來說影響并不大,只是幾個生命周期改變了(React在版本中的更新簡直做到了像一門語言一樣,完美的兼容老版本,底層算法的大重構(gòu)對于開發(fā)者來說完全透明),新引入的兩個生命周期函數(shù) getDerivedStateFromProps,getSnapshotBeforeUpdate 以及在未來 v17.0 版本中即將被移除的三個生命周期函數(shù)componentWillMount,componentWillReeiveProps,componentWillUpdate,目前版本并不會影響原生命周期的使用,但不能和新的生命周期一起使用,也會被標(biāo)記為不安全,下圖為目前React的流程圖

其他的幾乎沒有任何影響,我們還是照常的寫著原來的代碼,然后我們就感覺到網(wǎng)頁性能更高了一些。

為什么網(wǎng)頁性能會變高

要回答這個問題,需要回頭看javascript是單線程的知識點(diǎn)。

單線程一次只能做一件事, 在原來的React中, 如果一次更新的時間比較長,那么用戶就會感覺到卡頓,也就是丟幀了。

打個比方, 假如我現(xiàn)在要更新1000個組件(往大了說),每個組件平均花時間1ms,那么在1s內(nèi),瀏覽器的整個線程都被阻塞了,這時候用戶在input上的任何操作都不會有反應(yīng),等到更新完畢,界面上突的一下就顯示了原來用戶的輸入,這個體驗是非常差的。這里借用官方一張圖, Fiber之前的版本就是這樣,調(diào)用棧非常深

那么Fiber,現(xiàn)在是怎么做呢?

Fiber實(shí)際上是把一次更新拆成一個個的單元任務(wù),每次做完一個單元任務(wù)后,就詢問是否有更高的優(yōu)先級任務(wù),有就去執(zhí)行,回頭再來干這件事,如圖

那么就明白了,F(xiàn)iber是一個任務(wù)調(diào)和器!, 同樣,我們根據(jù)這個來分析Fiber具體做了什么

Fiber具體做了什么

首先,要做到這樣的效果,那么就需要有以下的功能:

任務(wù)可分片 (拆分任務(wù))

任務(wù)可中斷 (執(zhí)行另一個任務(wù)后, 可以回頭繼續(xù)執(zhí)行未完成的任務(wù))

具備優(yōu)先級 (哪個任務(wù)先執(zhí)行)

任務(wù)可分片

在React中,無論是state還是props的更新, 最后都操作在JSX的標(biāo)簽上
利用這種天然友好的表達(dá),直接把每一個標(biāo)簽當(dāng)成一個任務(wù)分片如:div、p1、p2、span都是一個任務(wù)分片

p1

p2

當(dāng)然, 還要從標(biāo)簽轉(zhuǎn)換成VDOM,再轉(zhuǎn)成Fiber,才是一個真正的任務(wù)片,如圖:

fiber的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

任務(wù)可中斷

Fiber之前React是通過棧調(diào)度器進(jìn)行遞歸更新,畢竟標(biāo)簽化是天然嵌套的,對遞歸友好,但是遞歸不好break和continue

從大遞歸到大循環(huán)

Fiber則是以鏈表的形式來進(jìn)行逐步更新(深度優(yōu)先遍歷算法),鏈表對break和continue友好Fiber節(jié)點(diǎn)擁有return, child, sibling三個屬性,分別對應(yīng)父節(jié)點(diǎn), 第一個孩子, 它右邊的兄弟,


(圖來自網(wǎng)絡(luò),侵刪)

如何回到中斷
任務(wù)中斷,執(zhí)行高優(yōu)先級任務(wù)后如何回來被中斷的任務(wù)

React內(nèi)部維護(hù)一個任務(wù)鏈表,每次某個任務(wù)結(jié)束后都會刪除已完成的任務(wù)并繼續(xù)執(zhí)行其他可執(zhí)行的任務(wù),每個任務(wù)都有一個finishedWork屬性,如果該屬性不為null,則說明更新完畢,只差commit render階段

回到中斷任務(wù)后,如何從中斷的任務(wù)片開始

這個主要依賴于fiber中的兩個屬性expirationTime和childExpirationTime,當(dāng)某個fiber被執(zhí)行完畢后,會把expirationTime設(shè)為NoWork,即被打斷后可以通過該屬性判斷任務(wù)碎片是否
需要執(zhí)行

this.expirationTime = NoWork  // 任務(wù)優(yōu)先級
this.childExpirationTime = NoWork // 子任務(wù)片的優(yōu)先級
任務(wù)中斷再執(zhí)行的流程

通過深度遍歷搜索算法對每一個fiber即任務(wù)碎片進(jìn)行更新

每一個任務(wù)碎片完成后會將expirationTime設(shè)為NoWork

假設(shè)此時有更高優(yōu)先級的任務(wù),則執(zhí)行更高優(yōu)先級任務(wù)

任務(wù)執(zhí)行完成后,會從任務(wù)列表中剔除,并繼續(xù)執(zhí)行其他未完成且可以執(zhí)行的任務(wù)。

回到被打斷任務(wù),可以通過任務(wù)的finishWork屬性判斷是否需要執(zhí)行更新

根據(jù)任務(wù)碎片的expirationTime判斷是否需要執(zhí)行更新

中斷更新階段其他屬性介紹
Alternater

每次更新都不會對fiber直接操作,而是克隆一個作為alternater屬性

updateQueue

更新隊列, 存放更新的信息

Effect

收集更新信息,生成真實(shí)DOM

具備優(yōu)先級

每個Root任務(wù)更新任務(wù)fiber都具有expirationTime屬性,該屬性即為優(yōu)先級expirationTime越小,優(yōu)先級越高,同步模式下該值為0, 每個層級的任務(wù)都是以鏈表的形式存在

為什么采用時間作為優(yōu)先級屬性

這時候就是requestIdleCallback這個API的騷操作了, 這個API是干嘛的呢?

window.requestIdleCallback()會在瀏覽器空閑時期依次調(diào)用函數(shù), 這就可以讓開發(fā)者在主事件循環(huán)中執(zhí)行后臺或低優(yōu)先級的任務(wù),而且不會對像動畫和用戶交互這樣延遲觸發(fā)而且關(guān)鍵的事件產(chǎn)生影響。函數(shù)一般會按先進(jìn)先調(diào)用的順序執(zhí)行,除非函數(shù)在瀏覽器調(diào)用它之前就到了它的超時時間。

也就是說React實(shí)際上利用這個API在瀏覽器空閑期執(zhí)行任務(wù), 而這個API的回調(diào)有個參數(shù)deadline , 當(dāng)你超時的時候,無論是不是在空閑期都會執(zhí)行該任務(wù), 這也就解釋了為什么React采用時間來做優(yōu)先級

不過實(shí)際上, React并沒有在版本中使用了這個API,而是通過requestAnimationFrame來hack,強(qiáng)行設(shè)置每一幀的到期時間為requestAnimationFrame回調(diào)函數(shù)的參數(shù)加上33ms

var animationTick = function (rafTime) {
    isAnimationFrameScheduled = false;
    ...
    ...
    // 每幀到期時間為33ms
    frameDeadline = rafTime + 33
    if (!isIdleScheduled) {
      isIdleScheduled = true;
      window.postMessage(messageKey, "*");
    }
  };

當(dāng)然了, 分優(yōu)先級是有一個無法避免的問題, 那就是當(dāng)有無數(shù)的優(yōu)先級更高的任務(wù)插進(jìn)來, 就會形成饑餓現(xiàn)象,原有的任務(wù)會一直得不到機(jī)會執(zhí)行

總結(jié)

React Fiber實(shí)際上就是一個任務(wù)調(diào)和器,它做到了將每一次更新切分成任務(wù)分片,從而擁有了可中斷且有優(yōu)先級的進(jìn)行其他任務(wù)的功能。
在分析的過程中,發(fā)現(xiàn)了React的源碼中使用了很多鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu), 回調(diào)鏈,任務(wù)鏈等,這個主要是為了增刪時性能比較高

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