了解 React Fiber：增强 React 的性能和用户体验

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React Fiber 概述

React Fiber 是 React 16 中引入的 React 核心算法的完全重写。它是为了解决以前的 React 协调算法的局限性而开发的，提供更好的性能、更好的用户体验以及处理复杂更新的更高级功能。

React Fiber 通过启用**增量渲染**来增强渲染过程，允许 React 暂停工作并稍后继续。这种增量方法使 React 能够优先处理更新并保持用户界面 (UI) 响应迅速，即使在复杂而繁重的任务中也是如此。

React Fiber 的主要特点

  • 增量渲染：React Fiber 可以将渲染过程分解为更小的工作单元，让浏览器即使在复杂的渲染任务中也能保持响应。它可以根据更新的优先级暂停和恢复工作。
  • 优先级：React 现在可以对不同的更新进行优先级排序。例如，用户输入事件可能优先于后台任务，从而确保 UI 保持响应。
  • 并发性：React Fiber 可以同时处理多个更新，提高响应能力并减少卡顿或 UI 冻结。
  • 错误边界：Fiber 在 React 组件中引入了改进的错误处理。如果组件中发生错误，错误边界可防止应用程序崩溃并允许组件正常恢复。
  • 时间分片：React Fiber 引入了时间分片，允许 React 在短时间内处理任务。它可以安排在空闲时间执行工作，确保在繁重计算期间 UI 不会冻结或滞后。
  • 更好的动画和过渡：有了 Fiber，动画和过渡更加流畅。React 现在能够推迟非紧急的 UI 更新，并让动画等重要视觉元素以正确的帧速率运行。

    • React Fiber 的工作原理

    React Fiber 的内部架构围绕 **fiber 对象** 的概念构建，它是 React 组件的轻量级表示。这些 fiber 对象保存组件的状态并以树状结构连接。这棵树称为 **fiber 树**，每个组件都有自己的 fiber 对象。

    和解过程分为三个阶段：

  • 渲染阶段：在渲染阶段，React 会计算更新 UI 所需的更改。React 会构建一个代表组件的 Fiber 树。此阶段现在是增量的，这意味着 React 可以暂停并恢复工作。
  • 提交阶段：渲染阶段之后，React 将计算出的更改应用于实际的 DOM。这是浏览器使用新 UI 进行更新的阶段。
  • 协调：React 比较组件树的先前状态和当前状态，确定哪些发生了变化。此过程由 React Fiber 在后台高效完成。

    • React Fiber：与以前版本的区别

    在 React Fiber 之前，React 的渲染是同步的，这意味着更新会一次性应用，从而阻塞主线程并导致 UI 在复杂更新期间冻结。这种方法效率低下，尤其是在具有许多组件和复杂 UI 更新的大型应用程序中。

    使用 React Fiber，渲染是异步的，更新被分解成更小的块。这种异步方法使 React 更高效、响应更快，尤其是对于复杂的 UI 或需要优先处理的任务。

    React Fiber 与 React 15 (Pre-Fiber)

  • 优先级：Pre-Fiber（React 15）：React 以单批方式处理更新，这会导致繁重任务期间 UI 卡顿。React Fiber：React 可以优先处理高优先级更新（如用户输入或动画），而不是不太重要的更新（如后台数据获取）。
  • 并发性：Fiber 之前：React 是单线程的，无法有效处理并发更新。React Fiber：React 现在可以同时处理多个更新，从而提高大型应用程序的响应能力。
  • 增量渲染：Pre-Fiber：React 同步渲染所有内容，这会导致性能瓶颈和 UI 冻结。React Fiber：React 现在可以将渲染分解为更小的块并恢复工作，从而提高性能并减少 UI 卡顿。
  • 错误边界：Pre-Fiber：组件中的错误可能会导致整个应用程序崩溃。React Fiber：改进了错误处理，允许组件正常恢复而不会导致整个应用程序崩溃。

    • React Fiber 生命周期阶段

  • 渲染阶段：在渲染阶段，React 会计算哪些组件需要更新。该工作是逐步完成的，React 会根据需要暂停和恢复。
  • 提交阶段：React 计算出更改后，它会在单独的阶段将这些更改应用于 DOM。
  • 更新阶段：React Fiber 根据新的状态和属性根据需要更新树中的组件。

    • 时间分片和 React Fiber

    **时间分片** 是 React Fiber 中引入的一项重要功能。它将任务分解为更小的部分，因此 React 可以在空闲时间（浏览器未执行其他任务时）分块执行这些任务。这可以防止阻塞 UI，从而保持界面流畅且响应迅速。

    例如，如果 React 需要更新一个大型列表，它可以在空闲期间一次渲染几个项目，而不是阻塞主线程直到所有项目都渲染完毕。这可以保持 UI 的交互性和响应性。

    React Fiber 和动画

    React Fiber 通过提供对渲染周期的更多控制，使动画更加流畅。由于 React 现在可以暂停和恢复工作，动画可以流畅运行而不会中断。React 还可以优先执行动画，以确保以正确的帧速率渲染动画。

    React Fiber 和并发模式

    React Fiber 是 **Concurrent Mode** 的关键部分，它允许 React 中断渲染以处理高优先级任务（如动画或用户输入），稍后再回来继续处理不太重要的工作。这意味着 React 可以根据任务的紧急程度确定其优先级，从而提供更流畅的用户体验。

    React Fiber 的优点

  • 更好的性能：React Fiber 提供增量渲染和优先级排序，提高了性能，特别是在具有复杂更新的大型应用程序中。
  • 流畅的用户体验：Fiber 执行时间分片的能力可确保即使是复杂的 UI 也能保持响应，并最大限度地减少延迟和卡顿。
  • 改进的错误处理：借助 Fiber，React 可以更优雅地处理错误并允许应用程序在不崩溃的情况下恢复。
  • 并发性：Fiber 支持并发渲染，有助于同时处理多个更新，提高响应能力。
  • 灵活且可预测的渲染：React Fiber 让开发人员对渲染有更多的控制，从而更好地优化资源和性能。

    • 结论

    React Fiber 是对 React 先前渲染架构的重大改进。通过增量渲染、优先级和并发性，它使 React 应用速度更快、响应更快，并且能够处理复杂的 UI 和交互。这些增强功能使开发人员能够构建高度交互的应用程序，而不会牺牲性能或用户体验。

    Fiber 为 React 的**并发模式**铺平了道路，该模式承诺在未来版本中实现更大的性能优化和灵活性。