react源码解析3.react源码架构

这一章的目的是让我们认识一下react源码架构和各个模块。

在真正的代码学习之前，我们需要在大脑中有一个react源码的地图，知道react渲染的大致流程和框架，这样才能从上帝视角看react是怎么更新的，来吧少年。

react的核心可以用ui=fn(state)来表示，更详细可以用

const state = reconcile(update);
const UI = commit(state);

上面的fn可以分为如下一个部分：

Scheduler（调度器）：排序优先级，让优先级高的任务先进行reconcile
Reconciler（协调器）：找出哪些节点发生了改变，并打上不同的Flags（旧版本react叫Tag）
Renderer（渲染器）：将Reconciler中打好标签的节点渲染到视图上

一图胜千言：

jsx

jsx是js语言的扩展，react通过babel词法解析（具体怎么转换可以查阅babel相关插件），将jsx转换成React.createElement，React.createElement方法返回virtual-dom对象（内存中用来描述dom阶段的对象），所有jsx本质上就是React.createElement的语法糖，它能声明式的编写我们想要组件呈现出什么样的ui效果。在第5章jsx我们会详细介绍jsx解析之后的结果。

Fiber双缓存

Fiber对象上面保存了包括这个节点的属性、类型、dom等，Fiber通过child、sibling、return（指向父节点）来形成Fiber树，还保存了更新状态时用于计算state的updateQueue，updateQueue是一种链表结构，上面可能存在多个未计算的update，update也是一种数据结构，上面包含了更新的数据、优先级等，除了这些之外，上面还有和副作用有关的信息。

双缓存是指存在两颗Fiber树，current Fiber树描述了当前呈现的dom树，workInProgress Fiber是正在更新的Fiber树，这两颗Fiber树都是在内存中运行的，在workInProgress Fiber构建完成之后会将它作为current Fiber应用到dom上

在mount时（首次渲染），会根据jsx对象（Class Component或的render函数者Function Component的返回值），构建Fiber对象，形成Fiber树，然后这颗Fiber树会作为current Fiber应用到真实dom上，在update（状态更新时如setState）的时候，会根据状态变更后的jsx对象和current Fiber做对比形成新的workInProgress Fiber，然后workInProgress Fiber切换成current Fiber应用到真实dom就达到了更新的目的，而这一切都是在内存中发生的，从而减少了对dom好性能的操作。

例如下面代码的Fiber双缓存结构如下，在第7章会详细讲解

function App() {
 const [count, setCount] = useState(0);
 return (
 <>
 <h1
 onClick={() => {
 // debugger;
 setCount(() => count + 1);
 }}
 >
 <p title={count}>{count}</p> xiaochen
 </h1>
 </>
 )
}
ReactDOM.render(<App />, document.getElementById("root"));

scheduler

Scheduler的作用是调度任务，react15没有Scheduler这部分，所以所有任务没有优先级，也不能中断，只能同步执行。

我们知道了要实现异步可中断的更新，需要浏览器指定一个时间，如果没有时间剩余了就需要暂停任务，requestIdleCallback貌似是个不错的选择，但是它存在兼容和触发不稳定的原因，react17中采用MessageChannel来实现。

//ReactFiberWorkLoop.old.js
function workLoopConcurrent() {
 while (workInProgress !== null && !shouldYield()) {//shouldYield判断是否暂停任务
 workInProgress = performUnitOfWork(workInProgress); 
 }
}

在Scheduler中的每的每个任务的优先级使用过期时间表示的，如果一个任务的过期时间离现在很近，说明它马上就要过期了，优先级很高，如果过期时间很长，那它的优先级就低，没有过期的任务存放在timerQueue中，过期的任务存放在taskQueue中，timerQueue和timerQueue都是小顶堆，所以peek取出来的都是离现在时间最近也就是优先级最高的那个任务，然后优先执行它。

Lane模型

react之前的版本用expirationTime属性代表优先级，该优先级和IO不能很好的搭配工作（io的优先级高于cpu的优先级），现在有了更加细粒度的优先级表示方法Lane，Lane用二进制位表示优先级，二进制中的1表示位置，同一个二进制数可以有多个相同优先级的位，这就可以表示‘批’的概念，而且二进制方便计算。

这好比赛车比赛，在比赛开始的时候会分配一个赛道，比赛开始之后大家都会抢内圈的赛道（react中就是抢优先级高的Lane），比赛的尾声，最后一名赛车如果落后了很多，它也会跑到内圈的赛道，最后到达目的地（对应react中就是饥饿问题，低优先级的任务如果被高优先级的任务一直打断，到了它的过期时间，它也会变成高优先级）

Lane的二进制位如下，1的bits越多，优先级越低

reconciler （render phase）

Reconciler发生在render阶段，render阶段会分别为节点执行beginWork和completeWork（后面会讲），或者计算state，对比节点的差异，为节点赋值相应的effectFlags（对应dom节点的增删改）

协调器是在render阶段工作的，简单一句话概括就是Reconciler会创建或者更新Fiber节点。在mount的时候会根据jsx生成Fiber对象，在update的时候会根据最新的state形成的jsx对象和current Fiber树对比构建workInProgress Fiber树，这个对比的过程就是diff算法。

diff算法发生在render阶段的reconcileChildFibers函数中，diff算法分为单节点的diff和多节点的diff（例如一个节点中包含多个子节点就属于多节点的diff），单节点会根据节点的key和type，props等来判断节点是复用还是直接新创建节点，多节点diff会涉及节点的增删和节点位置的变化，详细见第9章。

reconcile时会在这些Fiber上打上Flags标签，在commit阶段把这些标签应用到真实dom上，这些标签代表节点的增删改，如

//ReactFiberFlags.js
export const Placement = /* */ 0b0000000000010;
export const Update = /* */ 0b0000000000100;
export const PlacementAndUpdate = /* */ 0b0000000000110;
export const Deletion = /* */ 0b0000000001000;

render阶段遍历Fiber树类似dfs的过程，‘捕获’阶段发生在beginWork函数中，该函数做的主要工作是创建Fiber节点，计算state和diff算法，‘冒泡’阶段发生在completeWork中，该函数主要是做一些收尾工作，例如处理节点的props、和形成一条effectList的链表，该链表是被标记了更新的节点形成的链表

深度优先遍历过程如下，图中的数字是顺序，return指向父节点，第9章详细讲解

function App() {
 return (
 <>
 <h1>
 <p>count</p> xiaochen
 </h1>
 </>
 )
}

看如下代码

function App() {
 const [count, setCount] = useState(0);
 return (
 <>
 <h1
 onClick={() => {
 setCount(() => count + 1);
 }}
 >
 <p title={count}>{count}</p> xiaochen
 </h1>
 </>
 )
}

如果p和h1节点更新了则effectList如下，从rootFiber->h1->p,，顺便说下fiberRoot是整个项目的根节点，只存在一个，rootFiber是应用的根节点，可能存在多个，例如多个ReactDOM.render(<App />, document.getElementById("root"));创建多个应用节点

renderer（commit phase）

Renderer发生在commit阶段，commit阶段遍历effectList执行对应的dom操作或部分生命周期。

Renderer是在commit阶段工作的，commit阶段会遍历render阶段形成的effectList，并执行真实dom节点的操作和一些生命周期，不同平台对应的Renderer不同，例如浏览器对应的就是react-dom。

commit阶段发生在commitRoot函数中，该函数主要遍历effectList，分别用三个函数来处理effectList上的节点，这三个函数是commitBeforeMutationEffects、commitMutationEffects、commitLayoutEffects，他们主要做的事情如下，后面会详细讲解，现在在大脑里有一个结构就行

concurrent

它是一类功能的合集（如fiber、schduler、lane、suspense），其目的是为了提高应用的响应速度，使应用cpu密集型的更新不在那么卡顿，其核心是实现了一套异步可中断、带优先级的更新。

我们知道一般浏览器的fps是60Hz，也就是每16.6ms会刷新一次，而js执行线程和GUI也就是浏览器的绘制是互斥的，因为js可以操作dom，影响最后呈现的结果，所以如果js执行的时间过长，会导致浏览器没时间绘制dom，造成卡顿。react17会在每一帧分配一个时间（时间片）给js执行，如果在这个时间内js还没执行完，那就要暂停它的执行，等下一帧继续执行，把执行权交回给浏览器去绘制。

对比下开启和未开启concurrent mode的区别，开启之后，构建Fiber的任务的执行不会一直处于阻塞状态，而是分成了一个个的task

未开启concurrent

开启concurrent

jsx