前言

Reconciler采用递归的方式创建虚拟DOM，递归过程是不能中断的。如果组件树的层级很深，递归会占用线程很多时间，造成卡顿。

为了解决这个问题，React16将递归的无法中断的更新重构为异步的可中断更新，由于曾经用于递归的虚拟DOM数据结构已经无法满足需要。于是，全新的Fiber架构应运而生。

Fiber

React Fiber可以理解为：

React内部实现的一套状态更新机制。支持任务不同优先级，可中断与恢复，并且恢复后可以复用之前的中间状态。

Fiber包含三层含义：

作为架构来说，之前React15的Reconciler采用递归的方式执行，数据保存在递归调用栈中，所以被称为stack Reconciler。React16的Reconciler基于Fiber节点实现，被称为Fiber Reconciler。
作为静态的数据结构来说，每个Fiber节点对应一个React element，保存了该组件的类型（函数组件/类组件/原生组件...）、对应的DOM节点等信息。
作为动态的工作单元来说，每个Fiber节点保存了本次更新中该组件改变的状态、要执行的工作（需要被删除/被插入页面中/被更新...）。

Fiber的结构

Fiber节点的属性定义，可以按三层含义将他们分类来看

function FiberNode(
  tag: WorkTag,
  pendingProps: mixed,
  key: null | string,
  mode: TypeOfMode,
) {
  // 作为静态数据结构的属性

  // Fiber对应组件的类型 Function/Class/Host...
  this.tag = tag;
  // key属性
  this.key = key;
  // 大部分情况同type，某些情况不同，比如FunctionComponent使用React.memo包裹
  this.elementType = null;
  // 对于 FunctionComponent，指函数本身，对于ClassComponent，指class，对于HostComponent，指DOM节点tagName
  this.type = null;
  // Fiber对应的真实DOM节点
  this.stateNode = null;

  // 用于连接其他Fiber节点形成Fiber树
  this.return = null;
  this.child = null;
  this.sibling = null;
  this.index = 0;

  this.ref = null;

  // 作为动态的工作单元的属性
  this.pendingProps = pendingProps;
  this.memoizedProps = null;
  this.updateQueue = null;
  this.memoizedState = null;
  this.dependencies = null;

  this.mode = mode;

  this.effectTag = NoEffect;
  this.nextEffect = null;

  this.firstEffect = null;
  this.lastEffect = null;

  // 调度优先级相关
  this.lanes = NoLanes;
  this.childLanes = NoLanes;

  // 指向该fiber在另一次更新时对应的fiber
  this.alternate = null;
}

作为架构来说

每个Fiber节点有个对应的React element，多个Fiber节点是如何连接形成树呢？靠如下三个属性：

// 指向父级Fiber节点
this.return = null;
// 指向子Fiber节点
this.child = null;
// 指向右边第一个兄弟Fiber节点
this.sibling = null;

举个例子，如下的组件结构：

function App() {
  return (
    <div>
      i am
      <span>KaSong</span>
    </div>
  )
}

对应的Fiber树结构：

这里需要提一下，为什么父级指针叫做return而不是parent或者father呢？因为作为一个工作单元，return指节点执行完completeWork（本章后面会介绍）后会返回的下一个节点。子Fiber节点及其兄弟节点完成工作后会返回其父级节点，所以用return指代父级节点。

JSX与Fiber节点

JSX 对象：即ClassComponent的render方法的返回结果，或FunctionComponent的调用结果。JSX对象中包含描述DOM节点的信息。

JSX是一种描述当前组件内容的数据结构，他不包含组件schedule、reconcile、render所需的相关信息。

比如如下信息就不包括在JSX中：

组件在更新中的优先级
组件的state
组件被打上的用于Renderer的标记

这些内容都包含在Fiber节点中。

所以，在组件mount时，Reconciler根据JSX描述的组件内容生成组件对应的Fiber节点。

在update时，Reconciler将JSX与Fiber节点保存的数据对比，生成组件对应的Fiber节点，并根据对比结果为Fiber节点打上标记。

Fiber工作原理

什么是“双缓存”

当我们用canvas绘制动画，每一帧绘制前都会调用ctx.clearRect清除上一帧的画面。

如果当前帧画面计算量比较大，导致清除上一帧画面到绘制当前帧画面之间有较长间隙，就会出现白屏。

为了解决这个问题，我们可以在内存中绘制当前帧动画，绘制完毕后直接用当前帧替换上一帧画面，由于省去了两帧替换间的计算时间，不会出现从白屏到出现画面的闪烁情况。

这种在内存中构建并直接替换的技术叫做双缓存。

React使用“双缓存”来完成Fiber树的构建与替换——对应着DOM树的创建与更新。

双缓存Fiber树

在React中最多会同时存在两棵Fiber树。当前屏幕上显示内容对应的Fiber树称为current Fiber树，正在内存中构建的Fiber树称为workInProgress Fiber树。

current Fiber树中的Fiber节点被称为current fiber，workInProgress Fiber树中的Fiber节点被称为workInProgress fiber，他们通过alternate属性连接。

currentFiber.alternate === workInProgressFiber;
workInProgressFiber.alternate === currentFiber;

React应用的根节点通过使current指针在不同Fiber树的rootFiber间切换来完成current Fiber树指向的切换。

即当workInProgress Fiber树构建完成交给Renderer渲染在页面上后，应用根节点的current指针指向workInProgress Fiber树，此时workInProgress Fiber树就变为current Fiber树。

每次状态更新都会产生新的workInProgress Fiber树，通过current与workInProgress的替换，完成DOM更新。

fiber架构

fiber架构由，fiberRoot整个项目的fiber架构根节点， rootFiber项目中每个函数组件或类组件的根节点组成。current Fiber树，当前页面上已渲染内容对应Fiber树。 workInProgress Fiber树，正在构建的Fiber树。fiberRoot的current会指向当前页面上已渲染内容对应Fiber树，即current Fiber树。触发更新时，构建完成workInProgress Fiber 树，通过alternate交换current Fiber和workInProgress Fiber。

mount

调用ReactDOM.render
进入reconcile的 Render阶段，深度优先遍历，构建一棵新的workInProgress Fiber 树。
进入renderer的 Commit阶段

update

调用this.setState，组件发生变化
进入Render阶段，采用深度优先遍历创建 workInProgress Fiber 树，workInProgress Fiber的创建可以复用current Fiber树对应的节点数据。
workInProgress Fiber 树在render阶段完成构建后进入commit阶段渲染到页面上。渲染完毕后，workInProgress Fiber 树变为current Fiber 树。

总结：

Reconciler工作的阶段被称为render阶段。因为在该阶段会调用组件的render方法。
Renderer工作的阶段被称为commit阶段。就像你完成一个需求的编码后执行git commit提交代码。commit阶段会把render阶段提交的信息渲染在页面上。
render与commit阶段统称为work，即React在工作中。相对应的，如果任务正在Scheduler内调度，就不属于work。

原文链接：https://react.iamkasong.com

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Fiber #110

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