[React面试题]核心算法的重构----Fiber

文章概叙

本文主要写的是对Fiber的一些介绍，没有很深的介绍，比如更新优先级之类的，纯粹是对Fiber的一些概念以及原理做一些介绍，让人有部分的了解。

写在前面

文章针对的是新手，所以我会尽量用简单的方法去描写这么一个过程，对于Fiber的文章，网上有很多很多，如果想要系统的学习，我强烈建议去看下React官网上的介绍以及一些大厂的文章!!

Virtual DOM

Virtual DOM，对React的开发者来说已经很熟悉了，虚拟DOM的设计思路，就是构建一个JavaScript对象，且该对象是根据DOM树作为参考。

当用户的界面第一次渲染时，React会创建一个节点树，每一个单独的节点，都代表了一个React元素(不是DOM对象)，而由于在结构上所有的对象呈现一个树的形象，所以我们会称其为虚拟树，也就是我们的Virtual DOM。

当我们需要更新页面的时候，会遍历我们的树(也就是Virtual DOM 组成的VDom 树，下面称之为Vdom树)。然后与新的VDom树进行对比。
当得到我们的VDom树的变动之后，将其更新到页面上去。
而进行对比的过程，就称之为reconciliation。

VDom树的结构如下(大概的例子)：

{
  "type": "ul",
  "props": {
    "children": [
      {
        "type": "li",
        "props": {
          "children": "itema"
        }
      },
      {
        "type": "li",
        "props": {
          "children": "itemb"
        }
      }
    ]
  }
}

对应我们的Dom树如下:

<ul>
  <li>itema</li>
  <li>itemb</li>
</ul>

在此设计下，我们就可以每次都将页面的更改保存在我们的VDom树中，最后调用方法去更新树，能够很有效地减少我们的页面更新，将所有的变动都在一次中去刷新。

链表结构?

此时，让我们走一条别的路，先讲解下后面会用到的链表结构。

链表是一种物理存储结构上非连续、非顺序的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的。

在我们的理解上，链表结构就是由多个单独的节点组成，并且每一个节点会有一个指针，指向它的下一个节点。

在物理层次的存储上，由于链表是一个又一个的节点，所以可以做到见缝插针，无需将其与其他的同类型节点放在一起。(这儿与文章主题无关，不牵涉)。

既然知道了链表在内存中的不连贯性，我们也很容易得知—，链表有一个很严重的缺点----无法做到随机查询，必须要从链表的表头开始一个一个查询下去，才可以找到我们想要更改的那个节点，换句话来说。

链表结构最常用的查询方式是"遍历查询"

而链表也有一个很好的优点:“独立性”。

每一个节点都是一个单独的节点，而不是属于树状结构中的一部分~当我们要知道各个节点关系的时候，我们需要通过指针，还原他们的关系。

Fiber要解决的问题

正如上面章节所说，每一次做reconciliation的时候，我们是对比整个VDom树的。

而对比整个树的过程中，我们是无法做到"暂停"的，比如我们在代码中是用两个Object去对比，用一个递归函数去对比，而我们不会说去找个判断去停止递归函数…一般不会有人这么写…毕竟无法保证这个暂停的操作会导致什么奇怪的bug，比如某一个很后很后的元素，每次都更新不到。

既然我们是递归函数去对比两个VDom树的差异，那么一个页面上那么多的元素，势必会占用浏览器的资源，正如我在前面所说的，我们无法在一个深度递归中暂停，而一直占用了浏览器的资源，就有可能导致用户触发的事件得不到响应(比如输入框有时候卡卡的)。

基于上述的问题，React就重构了自己的核心算法，并推出了Fiber(React-Fiber)。

一个能将React的更新任务拆分成更小的任务，并且添加优先级排序。使用"requestIdleCallback"这个API ，将优先级较低的放在了浏览器的空闲时间中去操作，以达到让用户体验更加友好，也让页面更加丝滑的目的~

可以被取代的鸡肋-requestIdleCallback

关于Fiber

Fiber是对React核心算法的重构，在React16以上的版本中引入了Fiber架构。

注意哦，不是大名鼎鼎的React16.8，而是2017年的React版本(7年前…)

React-Fiber的核心是将一个任务拆分成一个很小很小的单位，在树状结构的VDom中，我们会将每一个节点都视为一个Fiber节点。且不再采用树状结构去维持他们的关系，而是采用了链表结构去记录与其相关的节点，也就是之前的章节所说的"通过指针去维持每一个fiber节点的关系"。比如一个Virtual Dom在使用虚拟树的时候，结构是如下的

{
        "type": "li",
        "props": {
          "children": "itemb"
        }
      }

此时，我们需要在当前的结构下，添加上他的父级元素，子级元素以及兄弟元素等。在代码层次的体现上，大体结构如下:

{
        "type": "li",
        "id":"id",//元素的唯一标识
        "props": {
          "children": "itemb"
        }，
        child:child_id//子元素的唯一id
        parent:parent_id//父元素的唯一id
        siblings:[]//兄弟元素的id以及关系
      }

此时，我们就获得了一个由Dom树序列化过来的一维数组，我们将其反转成一个Dom树也是极其的方便，只需要根据fiber中的属性来确定其在VDom树中的位置。

而判断是否有有变化也很简单，我们只需要将两个Vdom都转化之后，再将每一个fiber节点都进行判断，遍历的逻辑也是先主脉，再记录下分叉点，后面遍历完这一脉之后再回来上一个分叉点再遍历一次。

fiber节点的具体属性不单单只有这么些，这儿只是希望大家有一个初步理解。

这种方法的原理也很简单，相当于Fiber将"a是c的孙子"转化为了"a是b的父亲，b是c的父亲”这样的结构，能更清晰看到关系。

为了让大家大概的理解Fiber的设计思路，前面讲了一个大概的例子，但在面试的时候，我们不能这么说，我们需要从Fiber的执行过程讲起，也就是render阶段以及commit阶段。

render阶段

一个可以中断的阶段，找出所有节点的变更。

此阶段，会找出所有的节点变动，如新增、删除、属性变更等等。此时由于这些变动，会产生我们常常说到的副作用----Effect。

在此阶段的时候，会构建一个Fiber tree（也就是下图）

而以每一个Fiber 节点为单位，对任务进行拆分，一个fiber对应一个小任务，最后产生一个Effect List，我们也就可以根据Effect List去做对应的副作用操作。

至此，我们已经收集到了由fiber组成的一个链表，其中代表了我们的每一个更新，由于是树状的结构，所以每一个单独的更新中，我们都会有一个”第一个更新“（first Effect）还有”最后一个更新“(Last Effect)属性，因为我们需要知道自己是从哪儿走上分岔路口，具体的篇幅比较长，需要有一定的链表知识，建议在React的官网上查看，这儿只是整理出大概的思路。

而之所以能进行"停止"，是因为我们可以记录到你上一次操作的是哪个filber，我们就可以下次从这儿继续开始，而整理数据并不需要花费多少的时间，所以我们就可以放在”requestIdleCallback“中去执行~

commit阶段

不可中断的阶段，执行所有的变更。

在render阶段中，我们获取到了所有的变动，而计算出来的副作用，就需要在这一个阶段中更新到我们的页面中，既然是更新页面了，势必不能只更新一部分，所以commit阶段是无法中断的。

假设，在上一阶段中，我们获取到了一个副作用链表，其中一个元素如下

{
  "id": "1", //唯一id
  "pid": "0", //父元素的id
  "nextEffect_id": "2", //下一个effect的id
  "type": "insert" //该节点的操作类型
}

我们就可以用一个递归去循环，该节点是属于"insert"，则说明了该节点是新增，增加完该节点后，我们根据nextEffect_id去找到下一个fiber节点，然后再去做相对应的操作， 而当我们来到链表的最后一个节点，也就是没有nextEffect_id字段的时候，我们就应该调用一个更新页面的方法，去批量的更新视图了。

到了现在，我们的VDom树也更新了，我们的页面也刷新了，页面也没有那么卡了。

总结

说了那么多的废话，其实最简单的回答就是一句：React现在已经是使用了Fiber的时代。Fiber的出现，也让我们需要更需要了解什么是Effect，以及新的生命周期(只是说有一定的关系，不是说有必然关系!)

React-Fiber最主要的操作是将树状结构改成了链表结构。因为链表结构也更适合当前的版本。

在渲染页面的阶段没有太大的变化，依旧是找出不同，直接更新页面~
文章写得有点杂，为了适合新手读文章理解概念，所以删除了很多复杂的地方，会造成文章不连贯的感觉，建议看下React的发布会上对于Fiber的介绍补充下理解。

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