React解密:React Fiber如何让用户体验更流畅

随着react 16.8+版本的发布,react fiber也搭这react的顺风车一起发布。react fiber虽然说并不是革命性的一次更新,但是也确实比之前提升了不少,所以接下来,我们就了解一下react fiber是什么。官方说:React Fiber是对核心算法的一次重新实现。

fiber是什么?

讲react fiber之前,还是要先讲讲fiber是什么。react fiber和fiber其实是不一样的,fiber是另有出处。我们对计算机的进程和线程其实并不陌生那么这个fiber又叫纤程(fiber)是比线程更小的单位。它是一种用户态线程(user thread),让应用程序可以独立决定自己的线程要如何运作。操作系统内核不能看见它,也不会为它进行调度。

就像一般的线程,纤程有自己的定址空间。但是纤程采取合作式多任务(Cooperative multitasking),而线程采取先占式多任务(Pre-emptive multitasking)。应用程序可以在一个线程环境中创建多个纤程,然后手动运行它。纤程不会被自动运行,必须要由应用程序自己指定让它运行,或换到下一个纤程。跟线程相比,纤程较不需要操作系统的支持。

react fiber是什么?

想要了解react fiber方式,首先要说一说react更新组件的过程。

在现有React中,更新过程是同步的,这可能会导致性能问题。当React决定要加载或者更新组件树时,会做很多事,比如调用各个组件的生命周期函数,计算和比对Virtual DOM,最后更新DOM树,这整个过程是同步进行的,也就是说只要一个加载或者更新过程开始,那React就以不破楼兰终不还的气概,一鼓作气运行到底,中途绝不停歇。

表面上看,这样的设计也是挺合理的,因为更新过程不会有任何I/O操作嘛,完全是CPU计算,所以无需异步操作,的确只要一路狂奔就行了,但是,当组件树比较庞大的时候,问题就来了。

假如更新一个组件需要1毫秒,如果有200个组件要更新,那就需要200毫秒,在这200毫秒的更新过程中,浏览器那个唯一的主线程都在专心运行更新操作,无暇去做任何其他的事情。想象一下,在这200毫秒内,用户往一个input元素中输入点什么,敲击键盘也不会获得响应,因为渲染输入按键结果也是浏览器主线程的工作,但是浏览器主线程被React占着呢,抽不出空,最后的结果就是用户敲了按键看不到反应,等React更新过程结束之后,咔咔咔那些按键一下子出现在input元素里了。

这就是所谓的界面卡顿,很不好的用户体验。

现有的React版本,当组件树很大的时候就会出现这种问题,因为更新过程是同步地一层组件套一层组件,逐渐深入的过程,在更新完所有组件之前不停止,函数的调用栈就像下图这样,调用得很深,而且很长时间不会返回。

React解密:React Fiber如何让用户体验更流畅

因为JavaScript单线程的特点,每个同步任务不能耗时太长,不然就会让程序不会对其他输入作出相应,React的更新过程就是犯了这个禁忌,而React Fiber就是要改变现状。 为了处理这种方式,react提出了react fiber的方式来解决这样的问题。

**JavaScript中同步操作时间过长的方法其实很简单——分片。

把一个耗时长的任务分成很多小片,每一个小片的运行时间很短,虽然总时间依然很长,但是在每个小片执行完之后,都给其他任务一个执行的机会,这样唯一的线程就不会被独占,其他任务依然有运行的机会。

React Fiber把更新过程碎片化,执行过程如下面的图所示,每执行完一段更新过程,就把控制权交还给React负责任务协调的模块,看看有没有其他紧急任务要做,如果没有就继续去更新,如果有紧急任务,那就去做紧急任务。

维护每一个分片的数据结构,就是Fiber。

有了分片之后,更新过程的调用栈如下图所示,中间每一个波谷代表深入某个分片的执行过程,每个波峰就是一个分片执行结束交还控制权的时机。React解密:React Fiber如何让用户体验更流畅

道理很简单,但是React实现这一点却不容易。

React Fiber对现有代码有什么印象呢?

理想情况下,React Fiber应该完全不影响现有代码,但可惜并完全是这样。在React Fiber中,一次更新过程会分成多个分片完成,所以完全有可能一个更新任务还没有完成,就被另一个更高优先级的更新过程打断,这时候,优先级高的更新任务会优先处理完,而低优先级更新任务所做的工作则会完全作废,然后等待机会重头再来

因为一个更新过程可能被打断,所以React Fiber一个更新过程被分为两个阶段(Phase):第一个阶段Reconciliation Phase和第二阶段Commit Phase。

在第一阶段Reconciliation Phase,React Fiber会找出需要更新哪些DOM,这个阶段是可以被打断的;但是到了第二阶段Commit Phase,那就一鼓作气把DOM更新完,绝不会被打断。

这两个阶段大部分工作都是React Fiber做,和我们相关的也就是生命周期函数。

以render函数为界,第一阶段可能会调用下面这些生命周期函数,说是“可能会调用”是因为不同生命周期调用的函数不同。

React解密:React Fiber如何让用户体验更流畅

因为第一阶段的过程会被打断而且“重头再来”,就会造成意想不到的情况。

比如说,一个低优先级的任务A正在执行,已经调用了某个组件的componentWillUpdate函数,接下来发现自己的时间分片已经用完了,于是冒出水面,看看有没有紧急任务,哎呀,真的有一个紧急任务B,接下来React Fiber就会去执行这个紧急任务B,任务A虽然进行了一半,但是没办法,只能完全放弃,等到任务B全搞定之后,任务A重头来一遍,注意,是重头来一遍,不是从刚才中段的部分开始,也就是说,componentWillUpdate函数会被再调用一次。

在现有的React中,每个生命周期函数在一个加载或者更新过程中绝对只会被调用一次;在React Fiber中,不再是这样了,第一阶段中的生命周期函数在一次加载和更新过程中可能会被多次调用!

使用React Fiber之后,一定要检查一下第一阶段相关的这些生命周期函数,看看有没有逻辑是假设在一个更新过程中只调用一次,有的话就要改了。

注意:阶段一有两颗树,Virtual DOM 树和 Fiber 树,Fiber 树是在 Virtual DOM 树的基础上通过额外信息生成的。
它每生成一个新节点,就会将控制权还给浏览器,如果浏览器没有更高级别的任务要执行,则继续构建;反之则会丢弃 正在生成的 Fiber 树,等空闲的时候再重新执行一遍。

我们挨个看一看这些可能被重复调用的函数。

componentWillReceiveProps,即使当前组件不更新,只要父组件更新也会引发这个函数被调用,所以多调用几次没啥,通过!

shouldComponentUpdate,这函数的作用就是返回一个true或者false,不应该有任何副作用,多调用几次也无妨,通过!

render,应该是纯函数,多调用几次无妨,通过!

只剩下componentWillMount和componentWillUpdate这两个函数往往包含副作用,所以当使用React Fiber的时候一定要重点看这两个函数的实现。

这个就是react fiber的思想,有点像vue异步更新dom哈。。。。。