React Fiber 数据结构揭秘

此章节会通过两个 demo 来展示 Stack Reconciler 以及 Fiber Reconciler 的数据结构。

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React Fiber 数据结构揭秘

首先用代码表示上图节点间的关系。比如 a1 节点下有 b1、b2、b3 节点, 就可以把它们间的关系写成 a1.render = () => [b1, b2, b3];

var a1 = { name: 'a1', render = () => [b1, b2, b3] }
var b1 = { name: 'b1', render = () => [c1] }
var b2 = { name: 'b2', render = () => [c2] }
var b3 = { name: 'b3', render = () => [] }
var c1 = { name: 'c1', render = () => [d1] }
var c2 = { name: 'c2', render = () => [] }
var d1 = { name: 'd1', render = () => [d2] }
var d2 = { name: 'd2', render = () => [] }

Stack Reconciler

在 React 16 之前，节点之间的关系可以用数据结构中树的深度遍历来表示。

如下实现 walk 函数, 将深度遍历的节点打印出来。

walk(a1)

function walk(instance) {
  if (!instance) return
  console.log(instance.name)
  instance.render().map(walk)
}

输出结果为: a1 b1 c1 d1 d2 b2 c2 b3

Fiber Reconciler

在 React 16 中，节点之间的关系可以用数据结构中的链表来表示。

节点之间的链表有三种情形, 用图表示如下:

React Fiber 数据结构揭秘

父节点到子节点(红色虚线)
同层节点(黄色虚线)
子节点到父节点(蓝色虚线)

父节点指向第一个子节点, 每个子节点都指向父节点，同层节点间是单向链表。

首先, 构建节点的数据结构, 如下所示:

var FiberNode = function(instance) {
  this.instance = instance
  this.parent = null
  this.sibling = null
  this.child = null
}

然后创建一个将节点串联起来的 connect 函数:

var connect = function(parent, childList) {
  parent.child = childList.reduceRight((prev, current) => {
    const fiberNode = new FiberNode(current)
    fiberNode.parent = parent
    fiberNode.sibling = prev
    return fiberNode
  }, null)

  return parent.child
}

在 JavaScript 中实现链表的数据结构可以巧用 reduceRight

connect 函数中实现了上述链表关系。可以像这样使用它:

var parent = new FiberNode(a1)
var childFirst = connect(parent, a1.render())

这样子便完成了 a1 节点指向 b1 节点的链表、b1、b2、b3 节点间的单向链表以及 b1、b2、b3 节点指向 a1 节点的链表。

最后剩下 goWalk 函数将全部节点给遍历完。

// 打印日志以及添加列表
var walk = function(node) {
  console.log(node.instance.name)
  const childLists = node.instance.render()
  let child = null
  if (childLists.length > 0) {
    child = connect(node, childLists)
  }
  return child
}

var goWalk = function(root) {
  let currentNode = root

  while (true) {
    const child = walk(currentNode)
    // 如果有子节点
    if (child) {
      currentNode = child
      continue
    }

    // 如果没有相邻节点, 则返回到父节点
    while (!currentNode.sibling) {
      currentNode = currentNode.parent
      if (currentNode === root) {
        return
      }
    }

    // 相邻节点
    currentNode = currentNode.sibling
  }
}

// 调用
goWalk(new FiberNode(a1))

打印结果为 a1 b1 c1 d1 d2 b2 c2 b3

Fiber Reconciler 的优势

通过分析上述两种数据结构实现的代码，可以得出下面结论:

基于树的深度遍历实现的 Reconciler: 一旦进入调用栈便无法暂停;
基于链表实现的 Reconciler: 在 while(true) {} 的循环中, 可以通过 currentNode 的赋值重新得到需要操作的节点，而在赋值之前便可以'暂停'来执行其它逻辑, 这也是 requestIdleCallback 能得以在 Fiber Reconciler 的原因。