深入理解 React 源码，带你从零实现 React v18 的核心功能，构建自己的 React 库。
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1. React 更新流程
React 中的更新流程大致可以分为以下几个阶段：
触发更新（Update Trigger）： 更新可以由组件的状态变化、属性变化、父组件的重新渲染、用户事件等触发，如：
- 创建 React 应用的根对象
ReactDOM.creatRoot().render()； - 类组件
this.setState()； - 函数组件
useState useEffect；
- 创建 React 应用的根对象
- 调度阶段（Schedule Phase）： 调度器根据更新任务的优先级，将更新任务添加到相应的更新队列中，这个阶段决定了何时以及以何种优先级执行更新任务。
- 协调阶段（Reconciliation Phase）： 也叫 Render 阶段，
Reconciler负责构建 Fiber 树，处理新旧虚拟 DOM 树之间的差异，生成更新计划，确定需要进行的操作。 - 提交阶段（Commit Phase）： 提交阶段将更新同步到实际的 DOM 中，React 执行 DOM 操作，例如创建、更新或删除 DOM 元素，反映组件树的最新状态。
2. 实现 UpdateQueue
为了实现上述更新流程，首先需要定义两个数据结构：Update 和 UpdateQueue，它们一起组成了 React 中管理组件状态更新的机制。
Update（更新）
Update表示对组件状态的一次更新操作。- 当组件状态发生变化时（例如由
setState触发），React 会创建一个Update对象，其中包含了新的状态或者状态的更新部分。 Update对象描述了如何修改组件的状态，如添加新的状态、更新现有的状态、删除状态等，以及与此更新相关的一些元数据，如优先级等。- Update 对象记录了组件状态的变化，但实际的状态更新并不会立即执行，而是会被添加到更新队列中等待处理。
UpdateQueue（更新队列）
UpdateQueue是一个队列数据结构，用于存储组件的更新操作。- 当组件的状态发生变化时，会生成一个新的
Update对象，并将其添加到组件的UpdateQueue中。 UpdateQueue管理着组件的状态更新顺序，确保更新操作能够按照正确的顺序和优先级被应用到组件上。- 更新队列通常是以链表的形式实现的，每个 Update 对象都链接到下一个更新对象，形成一个更新链表。在 React 的更新过程中，会遍历更新队列，并根据其中的更新操作来更新组件的状态以及更新 DOM。
在 packages/react-reconciler/src/ 目录下新建 updateQueue.ts 文件：
// packages/react-reconciler/src/updateQueue.ts
import { Action } from 'shared/ReactTypes';
import { Update } from './fiberFlags';
// 定义 Update 数据结构
export interface Update<State> {
action: Action<State>;
}
// 定义 UpdateQueue 数据结构
export interface UpdateQueue<State> {
shared: {
pending: Update<State> | null;
};
}
// 创建 Update 实例的方法
export const createUpdate = <State>(action: Action<State>): Update<State> => {
return {
action
};
};
// 创建 UpdateQueue 实例的方法
export const createUpdateQueue = <State>(): UpdateQueue<State> => {
return {
shared: {
pending: null
}
};
};
// 将 Update 添加到 UpdateQueue 中的方法
export const enqueueUpdate = <State>(
updateQueue: UpdateQueue<State>,
update: Update<State>
) => {
updateQueue.shared.pending = update;
};
// 从 UpdateQueue 中消费 Update 的方法
export const processUpdateQueue = <State>(
baseState: State,
pendingUpdate: Update<State> | null
): { memoizedState: State } => {
const result: ReturnType<typeof processUpdateQueue<State>> = {
memoizedState: baseState
};
if (pendingUpdate !== null) {
const action = pendingUpdate.action;
if (action instanceof Function) {
// 若 action 是回调函数：(baseState = 1, update = (i) => 5i)) => memoizedState = 5
result.memoizedState = action(baseState);
} else {
// 若 action 是状态值：(baseState = 1, update = 2) => memoizedState = 2
result.memoizedState = action;
}
}
return result;
};// packages/shared/ReactTypes.ts
// ...
// 定义 Action type
export type Action<State> = State | ((prevState: State) => State);3. 实现触发更新
上面我们提到，更新 React 应用可以由多种触发方式引发，包括组件的状态变化、属性变化、父组件的重新渲染以及用户事件等。
先来处理创建 React 应用的根对象这种情况，也就是 ReactDOM.createRoot(rootElement).render(<App/>) 这条语句：
ReactDOM.createRoot()函数生成一个新的Root对象，它在源码中是FiberRootNode类型，充当了 React 应用的根节点。rootElement则是要渲染到的 DOM 节点，它在源码中是hostRootFiber类型，作为 React 应用的根 DOM 节点。render()方法将组件<App/>渲染到根节点上。在这个过程中，React 会创建一个代表<App/>组件的FiberNode，并将其添加到Root对象的 Fiber 树上。
根据上图，我们先来实现 FiberRootNode 类型：
// packages/react-reconciler/src/fiber.ts
export class FiberRootNode {
container: Container;
current: FiberNode;
finishedWork: FiberNode | null;
constructor(container: Container, hostRootFiber: FiberNode) {
this.container = container;
this.current = hostRootFiber;
// 将根节点的 stateNode 属性指向 FiberRootNode，用于表示整个 React 应用的根节点
hostRootFiber.stateNode = this;
// 指向更新完成之后的 hostRootFiber
this.finishedWork = null;
}
}接着我们来实现 ReactDOM.createRoot().render() 过程中调用的 API:
- createContainer 函数: 用于创建一个新的容器（container），该容器包含了 React 应用的根节点以及与之相关的一些配置信息。
createContainer函数会创建一个新的Root对象，该对象用于管理整个 React 应用的状态和更新。 - updateContainer 函数: 用于更新已经存在的容器中的内容。在内部，
updateContainer函数会调用scheduleUpdateOnFiber等方法，通过 Fiber 架构中的协调更新过程，将新的 React 元素（element）渲染到容器中，并更新整个应用的状态。
新建文件 fiberReconciler.ts，里面有 createContainer 和 updateContainer 两个函数，在 workLoop.ts 文件中实现 scheduleUpdateOnFiber函数：
// packages/react-reconciler/src/fiberReconciler.ts
import { Container } from 'hostConfig';
import { FiberNode, FiberRootNode } from './fiber';
import { HostRoot } from './workTags';
import {
UpdateQueue,
createUpdate,
createUpdateQueue,
enqueueUpdate
} from './updateQueue';
import { ReactElementType } from 'shared/ReactTypes';
import { scheduleUpdateOnFiber } from './workLoop';
export function createContainer(container: Container) {
const hostRootFiber = new FiberNode(HostRoot, {}, null);
const root = new FiberRootNode(container, hostRootFiber);
hostRootFiber.updateQueue = createUpdateQueue();
return root;
}
export function updateContainer(
element: ReactElementType | null,
root: FiberRootNode
) {
const hostRootFiber = root.current;
const update = createUpdate<ReactElementType | null>(element);
enqueueUpdate(
hostRootFiber.updateQueue as UpdateQueue<ReactElementType | null>,
update
);
scheduleUpdateOnFiber(hostRootFiber);
return element;
}// packages/react-reconciler/src/workLoop.ts
// ...
// 调度功能
export function scheduleUpdateOnFiber(fiber: FiberNode) {
const root = markUpdateFromFiberToRoot(fiber);
renderRoot(root);
}
// 从触发更新的节点向上遍历到 FiberRootNode
function markUpdateFromFiberToRoot(fiber: FiberNode) {
let node = fiber;
while (node.return !== null) {
node = node.return;
}
if (node.tag == HostRoot) {
return node.stateNode;
}
return null;
}另外，在上一节中，我们在实现 prepareFreshStack 函数时，直接将 root 作为参数赋值给了 workInProgress，但现在我们知道了，root 其实是 FiberRootNode 类型的，不能直接赋值给 FiberNode 类型的 workInProgress，所以需要写一个 createWorkInProgress 函数处理一下：
// packages/react-reconciler/src/workLoop.ts
function renderRoot(root: FiberRootNode) {
prepareFreshStack(root);
do {
try {
workLoop();
break;
} catch (e) {
console.warn('workLoop发生错误：', e);
workInProgress = null;
}
} while (true);
}
// 初始化 workInProgress 变量
function prepareFreshStack(root: FiberRootNode) {
workInProgress = createWorkInProgress(root.current, {});
}
// ...// packages/react-reconciler/src/fiber.ts
// ...
// 根据 FiberRootNode.current 创建 workInProgress
export const createWorkInProgress = (
current: FiberNode,
pendingProps: Props
): FiberNode => {
let workInProgress = current.alternate;
if (workInProgress == null) {
// 首屏渲染时（mount）
workInProgress = new FiberNode(current.tag, pendingProps, current.key);
workInProgress.stateNode = current.stateNode;
// 双缓冲机制
workInProgress.alternate = current;
current.alternate = workInProgress;
} else {
// 非首屏渲染时（update）
workInProgress.pendingProps = pendingProps;
// 将 effect 链表重置为空，以便在更新过程中记录新的副作用
workInProgress.flags = NoFlags;
workInProgress.subtreeFlags = NoFlags;
}
// 复制当前节点的大部分属性
workInProgress.type = current.type;
workInProgress.updateQueue = current.updateQueue;
workInProgress.child = current.child;
workInProgress.memoizedProps = current.memoizedProps;
workInProgress.memoizedState = current.memoizedState;
return workInProgress;
};至此，我们已经实现了 React 应用在首次渲染或后续更新时的大致更新流程，一起来回顾一下：
- 首先，我们通过
createContainer函数创建了 React 应用的根节点FiberRootNode，并将其与 DOM 节点（hostFiberRoot）连接起来； - 然后，通过
updateContainer函数创建了一个更新（update），并将其加入到更新队列（updateQueue）中，启动了首屏渲染或后续更新的机制； - 接着会调用
scheduleUpdateOnFiber函数开始调度更新，从触发更新的节点开始向上遍历，直到达到根节点FiberRootNode； - 接着会调用
renderRoot函数，初始化workInProgress变量，生成与hostRootFiber对应的workInProgress hostRootFiber； - 接着就开始
Reconciler的更新流程，即workLoop函数，对 Fiber 树进行深度优先遍历（DFS）； - 在向下遍历阶段会调用
beginWork方法，在向上返回阶段会调用completeWork方法，这两个方法负责 Fiber 节点的创建、更新和处理，具体实现会在下一节会讲到。
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