React Fiber 架构详解

React Fiber 架构详解

React Fiber 是 React 16 引入的新架构，它重新实现了 React 的协调算法，使得 React 能更高效地处理更新、渲染，提升了应用的性能和响应速度。Fiber 的目标是优化 UI 更新流程，尤其是在大型应用中保证流畅的用户体验。

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1. 什么是 React Fiber？

React Fiber 是 React 核心算法的重写。它是一种增量渲染的机制，允许 React 将更新工作分成多个小任务，并在需要时暂停和恢复它们。它可以处理优先级、暂停任务、中断任务，并且更快地回滚。

旧架构（Stack Reconciler）问题

在 React Fiber 之前，React 使用的是 Stack Reconciler，基于深度优先的递归算法。这个算法的主要问题是，一旦开始渲染某个组件树，它会持续运行直到完成，期间不能被中断。这种行为在处理大量更新时可能导致长时间的主线程占用，导致用户界面出现卡顿。

Fiber 的关键目标

1. 可中断的渲染：Fiber 能够中断更新任务，确保高优先级的任务可以被及时处理，避免 UI 阻塞。
2. 优先级调度：不同任务可以赋予不同的优先级，比如用户输入任务要比后台数据更新更为紧急。
3. 增量渲染：将更新拆分成多个小任务，在每一帧中完成一部分工作，以避免大块的渲染任务导致的性能问题。

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2. 为什么需要 React Fiber？

React Fiber 的引入解决了以下主要问题：

1. 更好地处理大量更新

React Fiber 解决了 React 在处理大量更新时的性能问题。原架构中，更新是一次性计算并应用的，可能导致用户界面冻结。而 Fiber 将渲染任务拆分，并在每次渲染后检查是否有更高优先级的任务需要处理。

2. 支持异步渲染

Fiber 允许异步渲染，使得 React 在更新组件树时可以暂停、继续和终止任务。这对于复杂应用中的用户体验提升尤为显著。

3. 提升用户交互体验

通过 Fiber，React 可以根据任务的重要性分配优先级。例如，用户输入事件（如按钮点击）具有较高优先级，而后台数据加载则可以稍微延迟，从而避免应用卡顿。

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3. React Fiber 是如何工作的？

React Fiber 的工作核心是将 React 组件更新过程划分为两个阶段：

1. Reconciliation（协调）

协调阶段的目的是找出组件树中需要更新的部分。Fiber 的特性是可以在协调阶段暂停和恢复工作，并在处理完所有优先级更高的任务后继续。

2. Commit（提交）

提交阶段实际对 DOM 操作，是不可中断的。所有 DOM 更新均在此阶段完成。

工作原理

React Fiber 将每个组件抽象为一个“Fiber 节点”，这些节点组成了一棵树，描述了组件之间的关系和更新信息。React 会根据优先级逐步处理这些节点。

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4. 示例：Fiber 的应用

以下是一个简单的 React 应用，演示 Fiber 如何处理大量更新与高优先级任务。

import React, { useState } from 'react';

// 一个会造成大量更新的组件
const HeavyComponent = () => {
  let items = [];
  for (let i = 0; i < 10000; i++) {
    items.push(
Item {i}
);
  }
  return 
{items}
;
};

// 高优先级任务：用户输入
const InputComponent = () => {
  const [inputValue, setInputValue] = useState('');
  return (
     setInputValue(e.target.value)}
      placeholder="Type something..."
    />
  );
};

const App = () => {
  const [showHeavyComponent, setShowHeavyComponent] = useState(false);

  return (
    

       setShowHeavyComponent(!showHeavyComponent)}>
        Toggle Heavy Component
      
      
      {showHeavyComponent && }
    
  );
};

export default App;

Fiber 的机制在此示例中的体现

1. 大量更新的处理：当 HeavyComponent 被渲染时，它会创建大量
2. 元素。如果没有 Fiber，React 会一次性完成这些更新，导致 UI 卡顿。
3. 优先级调度：用户可能在 InputComponent 输入内容。React Fiber 会优先处理用户输入（高优先级任务），并将 HeavyComponent 的渲染拆分成多个小任务。

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5. Fiber 在实际业务中的应用

1. 优化复杂的表单和数据展示

Fiber 可将复杂表单渲染任务拆分，优先处理用户操作，保证流畅交互。

2. 异步数据加载与用户交互

在涉及大量 API 调用或异步数据加载的场景下，Fiber 能确保数据加载不会阻塞用户操作。

3. 渐进式图片加载

Fiber 可以在空闲时逐步加载图片，避免阻塞用户界面响应。

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6. 总结

• React Fiber 是 React 16 引入的新架构，它解决了旧架构无法中断渲染和优先级调度等问题。
• 增量渲染、优先级调度、异步渲染 是 Fiber 的三大核心优势。
• 在处理大量更新、复杂 UI 或需要高频交互的场景中，Fiber 提升了性能和用户体验。

通过掌握 Fiber 架构，开发者能更深入地理解 React 的内部原理，从而应对复杂应用的性能优化问题。