Fiber架构的理解

Fiber 架构 是 React 16 引入的全新重绘调度架构，旨在优化 React 的渲染性能和处理复杂更新的能力。它的引入主要是为了提高 React 在执行大量计算密集型任务（比如复杂的页面渲染和用户交互）时的响应性和流畅度。

Fiber 架构的背景

在 React 16 之前，React 使用的是“栈式调度”（Stack Reconciliation），所有的更新都通过一个同步的过程完成。当 React 渲染时，它会在栈中递归地进行虚拟 DOM 比较，然后批量更新 DOM，这会导致一些问题，尤其是在需要长时间计算和渲染时，React 会阻塞主线程，造成页面卡顿和响应延迟。

为了解决这个问题，React 引入了 Fiber 架构。Fiber 架构允许将渲染任务切分为小的片段，利用浏览器的空闲时间来处理这些片段，确保应用的高响应性。

Fiber 架构的核心概念

Fiber 架构的引入，改变了 React 内部渲染过程的处理方式，主要体现在以下几个方面：

1. 异步渲染： Fiber 允许 React 的渲染过程被中断并分片，能够在多个帧之间分配任务，而不是在单一帧内完成所有计算。这意味着 React 可以在繁重的任务中“让路”给浏览器的其他任务，如用户输入、动画等，提高了用户体验。

2. 优先级调度： Fiber 使得 React 可以对不同类型的更新赋予不同的优先级。例如，用户交互（如输入框的输入）应该优先于数据更新，React 会根据任务的优先级来决定渲染的顺序。通过这种优先级调度，React 可以确保高优先级的任务（如用户交互）优先完成，从而保持界面的流畅性。

3. 任务拆分： Fiber 将渲染任务拆分为更小的单元（称为 Fiber 单元），并通过一系列的调度和优先级控制逐步完成渲染。每个 Fiber 单元代表一个虚拟 DOM 元素，包含了这个元素的工作单元（比如渲染、更新、删除等）以及任务的优先级信息。

4. 协作式调度： Fiber 通过“协作式调度”方式，允许 React 在渲染的过程中让出控制权，允许浏览器去处理更高优先级的任务，如用户交互事件。React 渲染过程并不会一次性占用大量 CPU 资源，它会根据当前任务的优先级动态决定是否继续执行。

5. 增量渲染： 在 Fiber 架构中，React 可以根据任务的优先级进行增量渲染。例如，对于一个大的列表，React 不必一次性渲染所有列表项，而是分步进行，每次渲染一个小的批次。

6. Reconciliation（协调）： Fiber 使得 React 的协调过程变得更加灵活和高效。通过 Fiber 树结构，React 可以轻松地在执行过程中跳过或中断某些更新，从而提高更新过程的效率。每个更新会形成一个 Fiber 链表，每个 Fiber 节点表示一个组件的工作单元。

Fiber 的工作原理

1. 创建 Fiber 节点： 每个组件的渲染都会对应一个 Fiber 节点。这个 Fiber 节点包含该组件的更新状态、优先级、子节点等信息。通过这些信息，React 可以在后续的调度中决定如何更新视图。

2. 协调阶段： 在协调阶段，React 会对比新的虚拟 DOM 树与旧的虚拟 DOM 树的差异，并为每个差异生成一个 Fiber 节点。React 不再是一个一成不变的同步操作，而是可以将渲染过程分解成多个小块。

3. 调度和优先级： Fiber 引入了调度机制，任务会根据优先级被调度。每个 Fiber 节点都包含优先级信息，React 会优先处理优先级高的任务。例如，用户输入事件的优先级高于数据更新，因此 React 会优先处理输入事件。

4. 分阶段渲染： Fiber 架构允许渲染过程在多个帧之间拆分并继续进行。每个阶段的渲染会完成一个小部分的任务，在下一个渲染周期中继续完成剩余的任务。这是通过将任务切割成更小的单元并通过浏览器的空闲时间分配执行的方式来实现的。

5. 提交阶段： 一旦任务完成并且更新的内容已经准备好，React 会在提交阶段将其实际渲染到 DOM 中。

Fiber 架构的优势

• 更高的渲染性能： Fiber 通过异步渲染和任务分割，使得 React 能够避免长时间占用主线程，避免页面卡顿，提升了用户体验。

• 更灵活的调度： React 可以根据任务的优先级来动态决定渲染顺序，确保高优先级的任务（如用户输入）能够及时完成。

• 细粒度控制： 通过 Fiber 架构，开发者可以更好地控制渲染过程，例如，React 会自动中断渲染，优先处理需要优先响应的用户操作。

• 支持增量渲染： 对于大型应用，React 可以逐步渲染视图，而不需要一次性渲染所有内容。这使得应用在处理大量数据时依然能保持响应性。

总结

Fiber 架构的引入让 React 成为一个更加高效、灵活、响应性强的框架。它使得 React 在渲染大量内容时更加流畅，避免了渲染过程中可能出现的卡顿和阻塞。通过引入异步渲染、优先级调度、任务拆分等机制，React 能够动态调整渲染过程，确保重要的用户交互能够及时响应，提升了整体的用户体验。