React Fiber知识点学习笔记

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本文是对React Fiber知识点的学习记录,网上有很多大佬对React Fiber的详细讲解,想要深入了解React Fiber的可以查看文章后面的引用。

一、React Fiber是什么,解决了什么问题

React Fiber在React v16引入,相当于是对核心渲染机制的一次重构。在没有引入这种算法之前,React在所有更新都没有完成时会一直占用主线程,直接导致的现象是渲染期间页面的其他js动效会卡住直到主线程继续,使页面出现卡顿的现象。
看一个官方例子

<!DOCTYPE html>
<html style="width: 100%; height: 100%; overflow: hidden">

<head>
    <meta charset="utf-8">
    <title>Fiber Example</title>
</head>

<body>
    <h1>Fiber Example</h1>
    <div id="container">
        <p>
            To install React, follow the instructions on
            <a href="https://github.com/facebook/react/">GitHub</a>.
        </p>
        <p>
            If you can see this, React is <strong>not</strong> working right.
            If you checked out the source from GitHub make sure to run <code>npm run build</code>.
        </p>
    </div>
    <script src="https://unpkg.com/react@16/umd/react.development.js"></script>
    <script src="https://unpkg.com/react-dom@16/umd/react-dom.development.js"></script>
    <script src="https://unpkg.com/babel-standalone@6/babel.js"></script>
    <script type="text/babel">
      var dotStyle = {
        position: 'absolute',
        background: '#61dafb',
        font: 'normal 15px sans-serif',
        textAlign: 'center',
        cursor: 'pointer',
      };
      
      var containerStyle = {
        position: 'absolute',
        transformOrigin: '0 0',
        left: '50%',
        top: '50%',
        width: '10px',
        height: '10px',
        background: '#eee',
      };
      
      var targetSize = 25;
      
      class Dot extends React.Component {
        constructor() {
          super();
          this.state = { hover: false };
        }
        enter() {
          this.setState({
            hover: true
          });
        }
        leave() {
          this.setState({
            hover: false
          });
        }
        render() {
          var props = this.props;
          var s = props.size * 1.3;
          var style = {
            ...dotStyle,
            width: s + 'px',
            height: s + 'px',
            left: (props.x) + 'px',
            top: (props.y) + 'px',
            borderRadius: (s / 2) + 'px',
            lineHeight: (s) + 'px',
            background: this.state.hover ? '#ff0' : dotStyle.background
          };
          return (
            <div style={style} onMouseEnter={() => this.enter()} onMouseLeave={() => this.leave()}>
              {this.state.hover ? '*' + props.text + '*' : props.text}
            </div>
          );
        }
      }
      class SierpinskiTriangle extends React.Component {
        shouldComponentUpdate(nextProps) {
          var o = this.props;
          var n = nextProps;
          return !(
            o.x === n.x &&
            o.y === n.y &&
            o.s === n.s &&
            o.children === n.children
          );
        }
        render() {
          let {x, y, s, children} = this.props;
          if (s <= targetSize) {
            return (
              <Dot
                x={x - (targetSize / 2)}
                y={y - (targetSize / 2)}
                size={targetSize}
                text={children}
              />
            );
            return r;
          }
          var newSize = s / 2;
          var slowDown = true;
          if (slowDown) {
            var e = performance.now() + 0.8;
            while (performance.now() < e) {
              // Artificially long execution time.
            }
          }
          s /= 2;
          return [
            <SierpinskiTriangle x={x} y={y - (s / 2)} s={s}>
              {children}
            </SierpinskiTriangle>,
            <SierpinskiTriangle x={x - s} y={y + (s / 2)} s={s}>
              {children}
            </SierpinskiTriangle>,
            <SierpinskiTriangle x={x + s} y={y + (s / 2)} s={s}>
              {children}
            </SierpinskiTriangle>,
          ];
        }
      }
      class ExampleApplication extends React.Component {
        constructor() {
          super();
          this.state = {
            seconds: 0,
            useTimeSlicing: true,
          };
          this.tick = this.tick.bind(this);
          this.onTimeSlicingChange = this.onTimeSlicingChange.bind(this);
        }
        componentDidMount() {
          this.intervalID = setInterval(this.tick, 1000);
        }
        tick() {
          if (this.state.useTimeSlicing) {
            // Update is time-sliced.
            // 使用时间分片的方式更新
            // https://github.com/facebook/react/pull/13488 将此api移除
            // deferredUpdates是将更新推迟 https://juejin.im/entry/59c4885f6fb9a00a4456015d
            ReactDOM.unstable_deferredUpdates(() => {
              this.setState(state => ({ seconds: (state.seconds % 10) + 1 }));
            });
          } else {
            // Update is not time-sliced. Causes demo to stutter.
            // 更新没有做时间分片,导致卡顿 stutter(结巴)
            this.setState(state => ({ seconds: (state.seconds % 10) + 1 }));
          }
        }
        onTimeSlicingChange(value) {
          this.setState(() => ({ useTimeSlicing: value }));
        }
        componentWillUnmount() {
          clearInterval(this.intervalID);
        }
        render() {
          const seconds = this.state.seconds;
          const elapsed = this.props.elapsed;
          const t = (elapsed / 1000) % 10;
          const scale = 1 + (t > 5 ? 10 - t : t) / 10;
          const transform = 'scaleX(' + (scale / 2.1) + ') scaleY(0.7) translateZ(0.1px)';
          return (
            <div>
              <div>
                <h3>Time-slicing</h3>
                <p>Toggle this and observe the effect</p>
                <Toggle
                  onLabel="On"
                  offLabel="Off"
                  onChange={this.onTimeSlicingChange}
                  value={this.state.useTimeSlicing}
                />
              </div>
              <div style={{ ...containerStyle, transform }}>
                <div>
                  <SierpinskiTriangle x={0} y={0} s={1000}>
                    {this.state.seconds}
                  </SierpinskiTriangle>
                </div>
              </div>
            </div>
          );
        }
      }
      class Toggle extends React.Component {
        constructor(props) {
          super();
          this.onChange = this.onChange.bind(this);
        }
        onChange(event) {
          this.props.onChange(event.target.value === 'on');
        }
        render() {
          const value = this.props.value;
          return (
            <label onChange={this.onChange}>
              <label>
                {this.props.onLabel}
                <input type="radio" name="value" value="on" checked={value} />
              </label>
              <label>
                {this.props.offLabel}
                <input type="radio" name="value" value="off" checked={!value} />
              </label>
            </label>
          );
        }
      }
      var start = new Date().getTime();
      function update() {
        ReactDOM.render(
          <ExampleApplication elapsed={new Date().getTime() - start} />,
          document.getElementById('container')
        );
        requestAnimationFrame(update);
      }
      requestAnimationFrame(update);
    </script>
</body>

</html>

react fiber针对这种情况做了什么优化呢?主要是两点:1、将任务拆分成一小块一小块,2、获取到时间片才执行任务
下面主要来讲讲这两点

二、React Fiber的任务拆分

学过React的都知道,React有虚拟dom树,vDom-tree,要把计算任务拆分,那就要有任务恢复和任务完成后提交等功能,普通的vDom并不具备记录这些信息的能力,因此React Fiber从虚拟节点衍生出了一套Fiber节点,来记录任务状态。每一个Fiber节点都会对应一个虚拟节点,这样计算任务就拆分成了一个个小块,类似于下图,会有一个对应关系


简单描述下它的流程:
1.数据状态发生改变,即发生setState
2.开始diff算法
3.到达一个节点,生成对应的fiber节点,记录状态
4.查看当前是否有执行时间
5.有执行时间,计算完当前节点(节点的增删改),到下一个节点,继续这个步骤
6.到某个节点没有执行时间,则保存fiber状态,每个fiber都记录了下一个任务指向
7.重新获取到了执行时间,从当前记录的fiber节点开始往下继续
8.执行到最后的节点,将结果进行一级一级提交,这样直到根节点,组件就知道它已经完成了数据计算
9.最后一步,将最终确认的dom结果渲染到页面中

三、如何获取到时间片的

这个就比较简单了,刚开始我还以为React使用了什么骚操作来弄得,看了大佬们的文章后才知道,原来是用了浏览器的api: requestIdleCallbackrequestAnimationFrame,requestAnimationFrame会在每一帧结束后确定调用它的回调函数,用于处理高优先级任务,为了达到不影响页面效果requestIdleCallback用于处理低优先任务,它的执行时机不确定。主要说下requestIdleCallback,每次调用requestIdleCallback,会告诉你现在是否是空闲时间,空闲时间有多久,它的用法:

// 一窥它的行为
requestIdleCallback(function(){
    console.log('1');
    let a = 1000000000;
    while(a > 0){ a--; }
})
requestIdleCallback(function(){console.log('2')})
requestIdleCallback(function(){console.log('3')}, {timeout:10})


// 使用方式

const tasks = [...] // 任务队列

function taskHandler(deadline) {
  // deadline.timeRemaining() 可以获取到当前帧剩余时间
  while (deadline.timeRemaining() > 0 && tasks.length > 0) {
    // do something
  }
  // 没时间了,但还有任务,继续注册一个,等到下次有时间了会执行
  if (tasks.length > 0){
    requestIdleCallback(taskHandler);
  }
}

requestIdelCallback(taskHandler);

上面说到任务的优先级,在fiber任务执行完进行dom更新的时候,这块是没法做任务拆分的,如果遇到dom变化很大,更新耗时的情况也会造成卡顿,这个没法避免,如果此时有用户交互发生,造成卡顿会降低用户体验,Fiber针对这种情况也做了优化,将任务分成优先级,像用户输入,交互等行为属于高优先级,会优先处理,然后页面渲染,diff计算等属于次优先级。

几篇对React Fiber不错的介绍:
React-从源码分析React Fiber工作原理
理解react16.3的fiber架构
React Fiber
React Fiber是什么
React Fiber初探
react-fiber-resources

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windyao · 3月5日

requestIdleCallback和requestAnimationFrame不都是浏览器提供的接口吗。和好奇react-native中是不是提供了同样的接口。

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