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Fiber架构的实现原理 ​

在上一节中，我们提到的虚拟DOM在React中有个正式的称呼——Fiber。在之后的学习中，我们会逐渐用Fiber来取代React16虚拟DOM这一称呼。

接下来让我们了解下Fiber因何而来？他的作用是什么？

Fiber的起源 ​

最早的Fiber官方解释来源于2016年React团队成员Acdlite的一篇介绍。

从上一章的学习我们知道：

在React15及以前，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的含义 ​

Fiber包含三层含义：

  1. 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。

  2. 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。

  3. 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 ​

你可以从这里看到Fiber节点的属性定义。虽然属性很多，但我们可以按三层含义将他们分类来看

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

javascript
// 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：

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

对应的Fiber树结构：

image

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。

作为静态的数据结构 ​

作为一种静态的数据结构，保存了组件相关的信息：

javascript
// 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;

作为动态的工作单元 ​

作为动态的工作单元，Fiber中如下参数保存了本次更新相关的信息，我们会在后续的更新流程中使用到具体属性时再详细介绍

javascript
// 保存本次更新造成的状态改变相关信息
this.pendingProps = pendingProps;
this.memoizedProps = null;
this.updateQueue = null;
this.memoizedState = null;
this.dependencies = null;

this.mode = mode;

// 保存本次更新会造成的DOM操作
this.effectTag = NoEffect;
this.nextEffect = null;

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

如下两个字段保存调度优先级相关的信息，会在讲解Scheduler时介绍。

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

注意

在2020年5月，调度优先级策略经历了比较大的重构。以expirationTime属性为代表的优先级模型被lane取代。详见这个PR

总结 ​

本节我们了解了Fiber的起源与架构，其中Fiber节点可以构成Fiber树。那么Fiber树和页面呈现的DOM树有什么关系，React又是如何更新DOM的呢？

我们会在下一节讲解。

参考资料 ​

Lin Clark - A Cartoon Intro to Fiber - React Conf 2017