React Fiber 深度解析
React Fiber 是 React 16 中引入的一种全新的架构，旨在提升 React 的性能和用户体验。它是对 React 核心算法的重写，主要解决了 React 在处理复杂 UI 和大型应用时的性能瓶颈问题。本文将深入探讨 React Fiber 的背景、设计理念、核心机制以及它对 React 生态系统的影响。
1. React Fiber 的背景在 React 16 之前，React 使用的是基于 Stack Reconciler 的架构。这种架构在处理简单的 UI 时表现良好，但在处理复杂的 UI 或大型应用时，存在一些明显的性能问题。具体来说，Stack Reconciler 是同步的，这意味着一旦开始渲染过程，React 就会一直占用主线程，直到整个渲染过程完成。这会导致以下问题：
阻塞主线程：在复杂的 UI 中，渲染过程可能会占用主线程较长时间，导致用户交互（如点击、滚动等）无法及时响应，影响用户体验。 无法中断渲染：一旦渲染过程开始，就无法中断，即使有更高优先级的任务（如用户交互）需要处理。这会导致应用的响应速度变慢。为了解决这些问题，React 团队决定重写 React 的核心算法，引入了 Fiber Reconciler，也就是 React Fiber。
2. React Fiber 的设计理念React Fiber 的设计目标是通过引入可中断的渲染过程和优先级调度来提升 React 的性能和用户体验。具体来说，React Fiber 的设计理念包括以下几个方面：
可中断的渲染：React Fiber 将渲染过程分解为多个小任务（称为 Fiber 节点），每个任务都可以被中断和恢复。这使得 React 可以在渲染过程中响应更高优先级的任务，如用户交互。 优先级调度：React Fiber 引入了优先级的概念，允许 React 根据任务的优先级来决定任务的执行顺序。例如，用户交互任务（如点击）的优先级高于普通的渲染任务，因此 React 会优先处理用户交互任务。 增量渲染：React Fiber 支持增量渲染，即将渲染过程分解为多个阶段，每个阶段都可以单独执行。这使得 React 可以在每个渲染帧中只处理部分任务，从而避免长时间占用主线程。 3. React Fiber 的核心机制React Fiber 的核心机制包括 Fiber 节点、任务调度、优先级管理和增量渲染等。下面我们将逐一介绍这些机制。
3.1 Fiber 节点Fiber 是 React Fiber 架构中的基本单位，每个 React 组件都对应一个 Fiber 节点。Fiber 节点包含了组件的状态、属性、子节点等信息。与传统的 Stack Reconciler 不同，Fiber 节点是可中断的，这意味着 React 可以在处理某个 Fiber 节点时暂停，转而处理其他更高优先级的任务。
每个 Fiber 节点都有以下关键属性：
type：组件的类型，可以是函数组件、类组件或原生 DOM 元素。 props：组件的属性。 state：组件的状态。 child：指向*个子节点的指针。 sibling：指向下一个兄弟节点的指针。 return：指向父节点的指针。 alternate：指向当前 Fiber 节点的备份节点，用于在更新过程中进行比较。 3.2 任务调度React Fiber 引入了任务调度机制，允许 React 根据任务的优先级来决定任务的执行顺序。React Fiber 使用了一个名为 Scheduler 的模块来管理任务的调度。Scheduler 会根据任务的优先级将任务分配到不同的队列中，并在适当的时机执行这些任务。
React Fiber 中的任务优先级分为以下几个级别：
Immediate：*优先级，通常用于处理用户交互任务，如点击、滚动等。 UserBlocking：次高优先级，用于处理需要快速响应的任务，如动画等。 Normal：普通优先级，用于处理普通的渲染任务。 Low：低优先级，用于处理不紧急的任务，如后台数据同步等。 Idle：*优先级，用于处理空闲时执行的任务。 3.3 优先级管理React Fiber 通过优先级管理机制来确保高优先级的任务能够优先执行。具体来说，React Fiber 会为每个任务分配一个优先级，并根据优先级来决定任务的执行顺序。当有更高优先级的任务需要处理时，React Fiber 会中断当前的任务，转而处理更高优先级的任务。
优先级管理的核心是 Fiber 树 的遍历。React Fiber 在遍历 Fiber 树时，会根据任务的优先级来决定是否继续遍历当前节点，还是转而处理其他更高优先级的节点。这种机制使得 React 能够在渲染过程中灵活地响应不同的任务需求。
3.4 增量渲染React Fiber 支持增量渲染，即将渲染过程分解为多个阶段，每个阶段都可以单独执行。具体来说，React Fiber 将渲染过程分为以下几个阶段：
Reconciliation：协调阶段，React Fiber 会遍历 Fiber 树，比较新旧 Fiber 节点，生成更新队列。 Commit：提交阶段，React Fiber 会将更新队列中的变更应用到实际的 DOM 中。在协调阶段，React Fiber 会将任务分解为多个小任务，并在每个渲染帧中只处理部分任务。这使得 React 可以在每个渲染帧中只占用少量的主线程时间，从而避免长时间阻塞主线程。
4. React Fiber 对 React 生态系统的影响React Fiber 的引入对 React 生态系统产生了深远的影响。具体来说，React Fiber 带来了以下几个方面的改进：
性能提升：React Fiber 通过可中断的渲染和优先级调度机制，显著提升了 React 的性能，尤其是在处理复杂 UI 和大型应用时。 更好的用户体验：React Fiber 能够优先处理用户交互任务，使得应用的响应速度更快，用户体验更好。 更灵活的渲染控制：React Fiber 支持增量渲染，使得开发者可以更灵活地控制渲染过程，优化应用的性能。 更好的错误处理：React Fiber 引入了错误边界（Error Boundaries）机制，使得开发者可以更好地处理组件中的错误，避免整个应用崩溃。 5. 总结React Fiber 是 React 16 中引入的一种全新的架构，旨在提升 React 的性能和用户体验。它通过引入可中断的渲染、优先级调度和增量渲染等机制，解决了 React 在处理复杂 UI 和大型应用时的性能瓶颈问题。React Fiber 的引入不仅提升了 React 的性能，还为 React 生态系统带来了更多的灵活性和可扩展性。随着 React 的不断发展，React Fiber 将继续在提升应用性能和用户体验方面发挥重要作用。