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后面的文章剖析了 Concurrent 模式下异步更新的逻辑,以及 Fiber 架构是如何进行工夫分片的,更新过程中的很多内容都省略了,评论区也收到了一些同学对更新过程的纳闷,明天的文章就来解说下 React Fiber 架构的更新机制。
Fiber 数据结构
咱们先回顾一下 Fiber 节点的数据结构(之前文章省略了一部分属性,所以和之前文章略有不同):
function FiberNode (tag, key) {
// 节点 key,次要用于了优化列表 diff
this.key = key
// 节点类型;FunctionComponent: 0, ClassComponent: 1, HostRoot: 3 ...
this.tag = tag
// 子节点
this.child = null
// 父节点
this.return = null
// 兄弟节点
this.sibling = null
// 更新队列,用于暂存 setState 的值
this.updateQueue = null
// 新传入的 props
this.pendingProps = pendingProps;
// 之前的 props
this.memoizedProps = null;
// 之前的 state
this.memoizedState = null;
// 节点更新过期工夫,用于工夫分片
// react 17 改为:lanes、childLanes
this.expirationTime = NoLanes
this.childExpirationTime = NoLanes
// 对应到页面的实在 DOM 节点
this.stateNode = null
// Fiber 节点的正本,能够了解为备胎,次要用于晋升更新的性能
this.alternate = null
// 副作用相干,用于标记节点是否须要更新
// 以及更新的类型:替换成新节点、更新属性、更新文本、删除……
this.effectTag = NoEffect
// 指向下一个须要更新的节点
this.nextEffect = null
this.firstEffect = null
this.lastEffect = null
}
缓存机制
能够留神到 Fiber 节点有个 alternate
属性,该属性在节点初始化的时候默认为空(this.alternate = null
)。这个节点的作用就是用来缓存之前的 Fiber 节点,更新的时候会判断 fiber.alternate
是否为空来确定以后是首次渲染还是更新。上面咱们上代码:
import React from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom';
class App extends React.Component {state = { val: 0}
render() {return <div>val: { this.state.val}</div>
}
}
ReactDOM.unstable_createRoot(document.getElementById('root')
).render(<App />)
在调用 createRoot 的时候,会学生成一个FiberRootNode
,在 FiberRootNode
下会有个 current 属性,current 指向 RootFiber
能够了解为一个空 Fiber。后续调用的 render 办法,就是将传入的组件挂载到 FiberRootNode.current
(即 RootFiber
)的空 Fiber 节点上。
// 试验版本对外裸露的 createRoot 须要加上 `unstable_` 前缀
exports.unstable_createRoot = createRoot
function createRoot(container) {return new ReactDOMRoot(container)
}
function ReactDOMRoot(container) {var root = new FiberRootNode()
// createRootFiber => createFiber => return new FiberNode(tag);
root.current = createRootFiber() // 挂载一个空的 fiber 节点
this._internalRoot = root
}
ReactDOMRoot.prototype.render = function render(children) {
var root = this._internalRoot
var update = createUpdate()
update.payload = {element: children}
const rootFiber = root.current
// update 对象放到 rootFiber 的 updateQueue 中
enqueueUpdate(rootFiber, update)
// 开始更新流程
scheduleUpdateOnFiber(rootFiber)
}
render
最初调用 scheduleUpdateOnFiber
进入更新工作,该办法之前有阐明,最初会通过 scheduleCallback 走 MessageChannel 音讯进入下个工作队列,最初调用 performConcurrentWorkOnRoot
办法。
// scheduleUpdateOnFiber
// => ensureRootIsScheduled
// => scheduleCallback(performConcurrentWorkOnRoot)
function performConcurrentWorkOnRoot(root) {renderRootConcurrent(root)
}
function renderRootConcurrent(root) {
// workInProgressRoot 为空,则创立 workInProgress
if (workInProgressRoot !== root) {createWorkInProgress()
}
}
function createWorkInProgress() {
workInProgressRoot = root
var current = root.current
var workInProgress = current.alternate;
if (workInProgress === null) {
// 第一次构建,须要创立正本
workInProgress = createFiber(current.tag)
workInProgress.alternate = current
current.alternate = workInProgress
} else {
// 更新过程能够复用
workInProgress.nextEffect = null
workInProgress.firstEffect = null
workInProgress.lastEffect = null
}
}
开始更新时,如果 workInProgress
为空会指向一个新的空 Fiber 节点,示意正在进行工作的 Fiber 节点。
workInProgress.alternate = current
current.alternate = workInProgress
结构好 workInProgress
之后,就会开始在新的 RootFiber 下生成新的子 Fiber 节点了。
function renderRootConcurrent(root) {
// 结构 workInProgress...
// workInProgress.alternate = current
// current.alternate = workInProgress
// 进入遍历 fiber 树的流程
workLoopConcurrent()}
function workLoopConcurrent() {while (workInProgress !== null && !shouldYield()) {performUnitOfWork()
}
}
function performUnitOfWork() {
var current = workInProgress.alternate
// 返回以后 Fiber 的 child
const next = beginWork(current, workInProgress)
// 省略后续代码...
}
依照咱们后面的案例,workLoopConcurrent
调用实现后,最初失去的 fiber 树如下:
class App extends React.Component {state = { val: 0}
render() {return <div>val: { this.state.val}</div>
}
}
最初进入 Commit 阶段的时候,会切换 FiberRootNode 的 current 属性:
function performConcurrentWorkOnRoot() {renderRootConcurrent() // 完结遍历流程,fiber tree 曾经结构结束
var finishedWork = root.current.alternate
root.finishedWork = finishedWork
commitRoot(root)
}
function commitRoot() {
var finishedWork = root.finishedWork
root.finishedWork = null
root.current = finishedWork // 切换到新的 fiber 树
}
下面的流程为第一次渲染,通过 setState({val: 1})
更新时,workInProgress
会切换到 root.current.alternate
。
function createWorkInProgress() {
workInProgressRoot = root
var current = root.current
var workInProgress = current.alternate;
if (workInProgress === null) {
// 第一次构建,须要创立正本
workInProgress = createFiber(current.tag)
workInProgress.alternate = current
current.alternate = workInProgress
} else {
// 更新过程能够复用
workInProgress.nextEffect = null
workInProgress.firstEffect = null
workInProgress.lastEffect = null
}
}
在后续的遍历过程中(workLoopConcurrent()
),会在旧的 RootFiber 下构建一个新的 fiber tree,并且每个 fiber 节点的 alternate 都会指向 current fiber tree 下的节点。
这样 FiberRootNode 的 current 属性就会轮流在两棵 fiber tree 不停的切换,即达到了缓存的目标,也不会过分的占用内存。
更新队列
在 React 15 里,屡次 setState 会被放到一个队列中,期待一次更新。
// setState 办法挂载到原型链上
ReactComponent.prototype.setState = function (partialState, callback) {
// 调用 setState 后,会调用外部的 updater.enqueueSetState
this.updater.enqueueSetState(this, partialState)
};
var ReactUpdateQueue = {enqueueSetState(component, partialState) {
// 在组件的 _pendingStateQueue 上暂存新的 state
if (!component._pendingStateQueue) {component._pendingStateQueue = []
}
// 将 setState 的值放入队列中
var queue = component._pendingStateQueue
queue.push(partialState)
enqueueUpdate(component)
}
}
同样在 Fiber 架构中,也会有一个队列用来寄存 setState 的值。每个 Fiber 节点都有一个 updateQueue
属性,这个属性就是用来缓存 setState 值的,只是构造从 React 15 的数组变成了链表构造。
无论是首次 Render 的 Mount 阶段,还是 setState 的 Update 阶段,外部都会调用 enqueueUpdate
办法。
// --- Render 阶段 ---
function initializeUpdateQueue(fiber) {
var queue = {
baseState: fiber.memoizedState,
firstBaseUpdate: null,
lastBaseUpdate: null,
shared: {pending: null},
effects: null
}
fiber.updateQueue = queue
}
ReactDOMRoot.prototype.render = function render(children) {
var root = this._internalRoot
var update = createUpdate()
update.payload = {element: children}
const rootFiber = root.current
// 初始化 rootFiber 的 updateQueue
initializeUpdateQueue(rootFiber)
// update 对象放到 rootFiber 的 updateQueue 中
enqueueUpdate(rootFiber, update)
// 开始更新流程
scheduleUpdateOnFiber(rootFiber)
}
// --- Update 阶段 ---
Component.prototype.setState = function (partialState, callback) {this.updater.enqueueSetState(this, partialState)
}
var classComponentUpdater = {enqueueSetState: function (inst, payload) {
// 获取实例对应的 fiber
var fiber = get(inst)
var update = createUpdate()
update.payload = payload
// update 对象放到 rootFiber 的 updateQueue 中
enqueueUpdate(fiber, update)
scheduleUpdateOnFiber(fiber)
}
}
enqueueUpdate
办法的次要作用就是将 setState 的值挂载到 Fiber 节点上。
function enqueueUpdate(fiber, update) {
var updateQueue = fiber.updateQueue;
if (updateQueue === null) {
// updateQueue 为空则跳过
return;
}
var sharedQueue = updateQueue.shared;
var pending = sharedQueue.pending;
if (pending === null) {update.next = update;} else {
update.next = pending.next;
pending.next = update;
}
sharedQueue.pending = update;
}
屡次 setState 会在 sharedQueue.pending
上造成一个单向循环链表,具体例子更形象的展现下这个链表构造。
class App extends React.Component {state = { val: 0}
click () {for (let i = 0; i < 3; i++) {this.setState({ val: this.state.val + 1})
}
}
render() {return <div onClick={() => {this.click()
}}>val: {this.state.val}</div>
}
}
点击 div 之后,会间断进行三次 setState,每次 setState 都会更新 updateQueue。
更新过程中,咱们遍历下 updateQueue 链表,能够看到后果与预期的统一。
let $pending = sharedQueue.pending
// 遍历链表,在控制台输入 payload
while($pending) {console.log('update.payload', $pending.payload)
$pending = $pending.next
}
递归 Fiber 节点
Fiber 架构下每个节点都会经验 递(beginWork)
和 归(completeWork)
两个过程:
- beginWork:生成新的 state,调用 render 创立子节点,连贯以后节点与子节点;
- completeWork:根据 EffectTag 收集 Effect,结构 Effect List;
先回顾下这个流程:
function workLoopConcurrent() {while (workInProgress !== null && !shouldYield()) {performUnitOfWork()
}
}
function performUnitOfWork() {
var current = workInProgress.alternate
// 返回以后 Fiber 的 child
const next = beginWork(current, workInProgress)
if (next === null) { // child 不存在
completeUnitOfWork()} else { // child 存在
// 重置 workInProgress 为 child
workInProgress = next
}
}
function completeUnitOfWork() {
// 向上回溯节点
let completedWork = workInProgress
while (completedWork !== null) {
// 收集副作用,次要是用于标记节点是否须要操作 DOM
var current = completedWork.alternate
completeWork(current, completedWork)
// 省略结构 Effect List 过程
// 获取 Fiber.sibling
let siblingFiber = workInProgress.sibling
if (siblingFiber) {
// sibling 存在,则跳出 complete 流程,持续 beginWork
workInProgress = siblingFiber
return
}
completedWork = completedWork.return
workInProgress = completedWork
}
}
递(beginWork)
先看看 beginWork
进行了哪些操作:
function beginWork(current, workInProgress) {if (current !== null) { // current 不为空,示意须要进行 update
var oldProps = current.memoizedProps // 原先传入的 props
var newProps = workInProgress.pendingProps // 更新过程中新的 props
// 组件的 props 发生变化,或者 type 发生变化
if (oldProps !== newProps || workInProgress.type !== current.type) {
// 设置更新标记位为 true
didReceiveUpdate = true
}
} else { // current 为空示意首次加载,须要进行 mount
didReceiveUpdate = false
}
// tag 示意组件类型,不必类型的组件调用不同办法获取 child
switch(workInProgress.tag) {
// 函数组件
case FunctionComponent:
return updateFunctionComponent(current, workInProgress, newProps)
// Class 组件
case ClassComponent:
return updateClassComponent(current, workInProgress, newProps)
// DOM 原生组件(div、span、button……)case HostComponent:
return updateHostComponent(current, workInProgress)
// DOM 文本组件
case HostText:
return updateHostText(current, workInProgress)
}
}
首先判断 current(即:workInProgress.alternate)
是否存在,如果存在示意须要更新,不存在就是首次加载,didReceiveUpdate
变量设置为 false,didReceiveUpdate
变量用于标记是否须要调用 render 新建 fiber.child
,如果为 false 就会从新构建fiber.child
,否则复用之前的 fiber.child
。
而后会根据 workInProgress.tag
调用不同的办法构建 fiber.child
。对于 workInProgress.tag
的含意能够参考 react/packages/shared/ReactWorkTags.js,次要是用来辨别每个节点各自的类型,上面是罕用的几个:
var FunctionComponent = 0; // 函数组件
var ClassComponent = 1; // Class 组件
var HostComponent = 5; // 原生组件
var HostText = 6; // 文本组件
调用的办法不一一开展解说,咱们只看看 updateClassComponent
:
// 更新 class 组件
function updateClassComponent(current, workInProgress, newProps) {
// 更新 state,省略了一万行代码,只保留了外围逻辑,看看就好
var oldState = workInProgress.memoizedState
var newState = oldState
var queue = workInProgress.updateQueue
var pendingQueue = queue.shared.pending
var firstUpdate = pendingQueue
var update = pendingQueue
do {
// 合并 state
var partialState = update.payload
newState = Object.assign({}, newState, partialState)
// 链表遍历结束
update = update.next
if (update === firstUpdate) {
// 链表遍历结束
queue.shared.pending = null
break
}
} while (true)
workInProgress.memoizedState = newState // state 更新结束
// 检测 oldState 和 newState 是否统一,如果统一,跳过更新
// 调用 componentWillUpdate 判断是否须要更新
var instance = workInProgress.stateNode
instance.props = newProps
instance.state = newState
// 调用 Component 实例的 render
var nextChildren = instance.render()
reconcileChildren(current, workInProgress, nextChildren)
return workInProgress.child
}
首先遍历了之前提到的 updateQueue
更新 state
,而后就是判断 state
是否更新,以此来推到组件是否须要更新(这部分代码省略了),最初调用的组件 render
办法生成子组件的虚构 DOM。最初的 reconcileChildren
就是根据 render
的返回值来生成 fiber 节点并挂载到 workInProgress.child
上。
// 结构子节点
function reconcileChildren(current, workInProgress, nextChildren) {if (current === null) {
workInProgress.child = mountChildFibers(workInProgress, null, nextChildren)
} else {
workInProgress.child = reconcileChildFibers(workInProgress, current.child, nextChildren)
}
}
// 两个办法实质上一样,只是一个须要生成新的 fiber,一个复用之前的
var reconcileChildFibers = ChildReconciler(true)
var mountChildFibers = ChildReconciler(false)
function ChildReconciler(shouldTrackSideEffects) {return function (returnFiber, currentChild, nextChildren) {
// 不同类型进行不同的解决
// 返回对象
if (typeof newChild === 'object' && newChild !== null) {
return placeSingleChild(
reconcileSingleElement(returnFiber, currentChild, newChild)
)
}
// 返回数组
if (Array.isArray(newChild)) {// ...}
// 返回字符串或数字,表明是文本节点
if (
typeof newChild === 'string' ||
typeof newChild === 'number'
) {// ...}
// 返回 null,间接删除节点
return deleteRemainingChildren(returnFiber, currentChild)
}
}
篇幅无限,看看 render 返回值为对象的状况(通常状况下,render 办法 return 的如果是 jsx 都会被转化为虚构 DOM,而虚构 DOM 必然是对象或数组):
if (typeof newChild === 'object' && newChild !== null) {
return placeSingleChild(
// 结构 fiber,或者是复用 fiber
reconcileSingleElement(returnFiber, currentChild, newChild)
)
}
function placeSingleChild(newFiber) {
// 更新操作,须要设置 effectTag
if (shouldTrackSideEffects && newFiber.alternate === null) {newFiber.effectTag = Placement}
return newFiber
}
归(completeWork)
当 fiber.child
为空时,就会进入 completeWork
流程。而 completeWork
次要就是收集 beginWork
阶段设置的 effectTag
,如果有设置 effectTag
就表明该节点产生了变更,effectTag
的次要类型如下(默认为 NoEffect
,示意节点无需进行操作,残缺的定义能够参考 react/packages/shared/ReactSideEffectTags.js):
export const NoEffect = /* */ 0b000000000000000;
export const PerformedWork = /* */ 0b000000000000001;
// You can change the rest (and add more).
export const Placement = /* */ 0b000000000000010;
export const Update = /* */ 0b000000000000100;
export const PlacementAndUpdate = /* */ 0b000000000000110;
export const Deletion = /* */ 0b000000000001000;
export const ContentReset = /* */ 0b000000000010000;
export const Callback = /* */ 0b000000000100000;
export const DidCapture = /* */ 0b000000001000000;
咱们看看 completeWork
过程中,具体进行了哪些操作:
function completeWork(current, workInProgress) {switch (workInProgress.tag) {
// 这些组件没有反馈到 DOM 的 effect,跳过解决
case Fragment:
case MemoComponent:
case LazyComponent:
case ContextConsumer:
case FunctionComponent:
return null
// class 组件
case ClassComponent: {
// 解决 context
var Component = workInProgress.type
if (isContextProvider(Component)) {popContext(workInProgress)
}
return null
}
case HostComponent: {
// 这里 Fiber 的 props 对应的就是 DOM 节点的 props
// 例如:id、src、className ……
var newProps = workInProgress.pendingProps // props
if (
current !== null &&
workInProgress.stateNode != null
) { // current 不为空,示意是更新操作
var type = workInProgress.type
updateHostComponent(current, workInProgress, type, newProps)
} else { // current 为空,示意须要渲染 DOM 节点
// 实例化 DOM,挂载到 fiber.stateNode
var instance = createInstance(type, newProps)
appendAllChildren(instance, workInProgress, false, false);
workInProgress.stateNode = instance
}
return null
}
case HostText: {
var newText = workInProgress.pendingProps // props
if (current && workInProgress.stateNode != null) {
var oldText = current.memoizedProps
// 更新文本节点
updateHostText(current, workInProgress, oldText, newText)
} else {
// 实例文本节点
workInProgress.stateNode = createTextInstance(newText)
}
return null
}
}
}
与 beginWork
一样,completeWork
过程中也会根据 workInProgress.tag
来进行不同的解决,其余类型的组件根本能够略过,只用关注下 HostComponent
、HostText
,这两种类型的节点会反馈到实在 DOM 中,所以会有所解决。
updateHostComponent = function (current, workInProgress, type, newProps) {
var oldProps = current.memoizedProps
if (oldProps === newProps) {
// 新旧 props 无变动
return
}
var instance = workInProgress.stateNode // DOM 实例
// 比照新旧 props
var updatePayload = diffProperties(instance, type, oldProps, newProps)
// 将发生变化的属性放入 updateQueue
// 留神这里的 updateQueue 不同于 Class 组件对应的 fiber.updateQueue
workInProgress.updateQueue = updatePayload
};
updateHostComponent
办法最初会通过 diffProperties
办法获取一个更新队列,挂载到 fiber.updateQueue
上,这里的 updateQueue 不同于 Class 组件对应的 fiber.updateQueue
,不是一个链表构造,而是一个数组构造,用于更新实在 DOM。
上面举一个例子,批改 App 组件的 state 后,上面的 span 标签对应的 data-val
、style
、children
都会相应的产生批改,同时,在控制台打印出 updatePayload
的后果。
import React from 'react'
class App extends React.Component {state = { val: 1}
clickBtn = () => {this.setState({ val: this.state.val + 1})
}
render() {
return (<div>
<button onClick={this.clickBtn}>add</button>
<span
data-val={this.state.val}
style={{fontSize: this.state.val * 15}}
>
{this.state.val}
</span>
</div>)
}
}
export default App
副作用链表
在最初的更新阶段,为了不必遍历所有的节点,在 completeWork
过程完结后,会结构一个 effectList 连贯所有 effectTag 不为 NoEffect 的节点,在 commit 阶段可能更高效的遍历节点。
function completeUnitOfWork() {
let completedWork = workInProgress
while (completedWork !== null) {// 调用 completeWork()...
// 结构 Effect List 过程
var returnFiber = completedWork.return
if (returnFiber !== null) {if (returnFiber.firstEffect === null) {returnFiber.firstEffect = completedWork.firstEffect;}
if (completedWork.lastEffect !== null) {if (returnFiber.lastEffect !== null) {returnFiber.lastEffect.nextEffect = completedWork.firstEffect;}
returnFiber.lastEffect = completedWork.lastEffect;
}
if (completedWork.effectTag > PerformedWork) {if (returnFiber.lastEffect !== null) {returnFiber.lastEffect.nextEffect = completedWork} else {returnFiber.firstEffect = completedWork}
returnFiber.lastEffect = completedWork
}
}
// 判断 completedWork.sibling 是否存在...
}
}
下面的代码就是结构 effectList 的过程,光看代码还是比拟难了解的,咱们还是通过理论的代码来解释一下。
import React from 'react'
export default class App extends React.Component {state = { val: 0}
click = () => {this.setState({ val: this.state.val + 1})
}
render() {const { val} = this.state
const array = Array(2).fill()
const rows = array.map((_, row) => <tr key={row}>
{array.map((_, col) => <td key={col}>{val}</td>
)}
</tr>
)
return <table onClick={() => this.click()}>
{rows}
</table>
}
}
咱们结构一个 2 * 2 的 Table,每次点击组件,td 的 children 都会产生批改,上面看看这个过程中的 effectList 是如何变动的。
第一个 td 实现 completeWork
后,EffectList 后果如下:
第二个 td 实现 completeWork
后,EffectList 后果如下:
两个 td 完结了 completeWork
流程,会回溯到 tr 进行 completeWork
,tr 完结流程后,table 会间接复用 tr 的 firstEffect 和 lastEffect,EffectList 后果如下:
前面两个 td 完结 completeWork
流程后,EffectList 后果如下:
回溯到第二个 tr 进行 completeWork
,因为 table 曾经存在 firstEffect 和 lastEffect,这里会间接批改 table 的 firstEffect 的 nextEffect,以及从新指定 lastEffect,EffectList 后果如下:
最初回溯到 App 组件时,就会间接复用 table 的 firstEffect 和 lastEffect,最初 的 EffectList 后果如下:
提交更新
这一阶段的次要作用就是遍历 effectList 外面的节点,将更新反馈到实在 DOM 中,当然还波及一些生命周期钩子的调用,咱们这里只展现最简略的逻辑。
function commitRoot(root) {
var finishedWork = root.finishedWork
var firstEffect = finishedWork
var nextEffect = firstEffect
// 遍历 effectList
while (nextEffect !== null) {
const effectTag = nextEffect.effectTag
// 依据 effectTag 进行不同的解决
switch (effectTag) {
// 插入 DOM 节点
case Placement: {commitPlacement(nextEffect)
nextEffect.effectTag &= ~Placement
break
}
// 更新 DOM 节点
case Update: {
const current = nextEffect.alternate
commitWork(current, nextEffect)
break
}
// 删除 DOM 节点
case Deletion: {commitDeletion(root, nextEffect)
break
}
}
nextEffect = nextEffect.nextEffect
}
}
这里不再开展解说每个 effect 下具体的操作,在遍历完 effectList 之后,就是将以后的 fiber 树进行切换。
function commitRoot() {
var finishedWork = root.finishedWork
// 遍历 effectList ……
root.finishedWork = null
root.current = finishedWork // 切换到新的 fiber 树
}
总结
到这里整个更新流程就完结了,能够看到 Fiber 架构下,所有数据结构都是链表模式,链表的遍历都是通过循环的形式来实现的,看代码的过程中常常会被忽然呈现的 return、break 扰乱思路,所以要齐全了解这个流程还是很不容易的。
最初,心愿大家在阅读文章的过程中能有播种,下一篇文章会开始写 Hooks 相干的内容。