各位开发者,下午好!
今天,我们将一起踏上一段探索 React 核心奥秘的旅程。我们的目标是深入到 React 的源代码内部,特别是从packages/react-reconciler这个关键模块入手,揭示其核心调度逻辑。理解这部分代码,不仅能让我们对 React 的工作原理有一个更深刻的认识,更能帮助我们写出更高效、更可维护的 React 应用。
引言:为何深入react-reconciler?
在 React 的生态系统中,我们通常与react和react-dom打交道。但实际上,真正执行组件协调(reconciliation)和更新任务的,是一个名为react-reconciler的独立包。它是一个与宿主环境无关的协调器,这意味着它可以被react-dom(用于浏览器)、react-native(用于原生应用)以及其他自定义渲染器所使用。
react-reconciler是 React 实现其声明式 API 的基石。它负责:
- 接收状态或属性的变化。
- 计算出最新的 UI 树(Fiber 树)。
- 找出新旧 UI 树之间的差异(diffing)。
- 将这些差异以最小化的操作应用到宿主环境(如 DOM)。
- 在整个过程中,还要处理优先级、并发、中断和恢复等复杂的调度问题。
正是最后一点——调度——构成了我们今天讲座的重点。理解react-reconciler如何进行调度,是理解 React 并发模式(Concurrent Mode)和 Suspense 的关键。
1. 从宿主环境的入口点开始
要理解调度,我们首先要找到 React 更新流程的起点。对于 Web 环境,这个起点就是我们熟悉的ReactDOM.render或ReactDOM.createRoot().render。
以createRoot为例,其核心逻辑在react-dom/src/client/ReactDOMRoot.js中:
// react-dom/src/client/ReactDOMRoot.js function createRoot(container, options) { // ... 其他初始化逻辑 ... const root = new ReactDOMRoot(container, options); // ... return root; } function ReactDOMRoot(container, options) { this._internalRoot = createContainer( container, LegacyRoot, // or ConcurrentRoot null, // hydrate is // is ); }这里createContainer是一个至关重要的函数,它实际上来自react-reconciler包。它创建了一个 Fiber Root 对象,这个对象是整个 Fiber 树的入口。
// packages/react-reconciler/src/ReactFiberReconciler.js import { createFiberRoot } from './ReactFiberRoot'; export function createContainer( containerInfo: any, tag: RootTag, hydrate: boolean, initialChildren: ReactNodeList | null, is is ): OpaqueRoot { return createFiberRoot(containerInfo, tag, hydrate, initialChildren, is); }createFiberRoot返回一个FiberRootNode对象,它包含了current属性,指向当前的 Fiber 树的根节点。
// packages/react-reconciler/src/ReactFiberRoot.js export function createFiberRoot( containerInfo: any, tag: RootTag, hydrate: boolean, initialChildren: ReactNodeList | null, is is ): FiberRoot { const root: FiberRoot = (new FiberRootNode(containerInfo, tag, hydrate): any); // 创建 HostRootFiber,这是 Fiber 树的实际根节点 const uninitializedFiber = createHostRootFiber(tag); root.current = uninitializedFiber; uninitializedFiber.stateNode = root; // HostRootFiber 的 stateNode 指向 FiberRoot // ... 初始化更新队列 ... initializeUpdateQueue(uninitializedFiber); return root; }FiberRootNode是宿主环境(如 DOM 元素)和 React 内部 Fiber 树之间的桥梁。它持有一个current字段,指向当前渲染的 Fiber 树的根节点(一个HostRootFiber)。
当你调用root.render(<App />)时,核心逻辑会通过updateContainer函数触发一个更新:
// react-dom/src/client/ReactDOMRoot.js ReactDOMRoot.prototype.render = function(children: ReactNodeList): void { const root = this._internalRoot; updateContainer(children, root, null, null); };现在我们进入了react-reconciler的核心地带:updateContainer。
2. Fiber 架构:可中断工作的基础
在深入调度逻辑之前,我们必须先理解 React 的 Fiber 架构。Fiber 是 React 16 引入的一种新的协调引擎,它彻底改变了 React 的内部工作方式,使其能够实现并发模式。
一个FiberNode对象代表一个 React 元素(组件、DOM 节点等)在工作中的单元。它包含了足够的信息,使得 React 可以在渲染过程中暂停和恢复。
FiberNode 的核心属性
| 属性名 | 类型 | 描述 |
|---|---|---|
tag | FiberTag | 标识 Fiber 的类型(如HostComponent、FunctionComponent、ClassComponent等)。 |
key | string | null | 用于列表渲染的 key 属性。 |
elementType | any | React 元素的类型(如div、MyComponent函数或类)。 |
type | any | 解析后的元素类型(对于函数组件就是函数本身,对于 DOM 元素就是字符串)。 |
stateNode | any | 对于 Host Component(如div),指向实际的 DOM 节点;对于 Class Component,指向组件实例。 |
return | Fiber | 指向父 Fiber。 |
child | Fiber | null | 指向第一个子 Fiber。 |
sibling | Fiber | null | 指向下一个兄弟 Fiber。 |
pendingProps | any | 新的 props,等待被处理。 |
memoizedProps | any | 上一次成功渲染时使用的 props。 |
memoizedState | any | 上一次成功渲染时使用的 state(对于 Class Component 是this.state,对于 Function Component 是 Hooks 链表)。 |
updateQueue | UpdateQueue | 存储待处理的更新(如setState、forceUpdate)。 |
alternate | Fiber | null | 指向其“双缓冲”树中的对应 Fiber。 |
flags | Flags | 包含了需要对该 Fiber 执行的副作用(如Placement、Update、Deletion)。 |
subtreeFlags | Flags | 子树中所有 Fiber 的副作用标记的聚合。 |
lanes | Lanes | 标识 Fiber 上待处理的更新优先级。 |
childLanes | Lanes | 子树中所有 Fiber 上的待处理更新优先级。 |
双缓冲(Double Buffering)机制
为了实现可中断的更新,React 维护了两棵 Fiber 树:
- Current Tree: 当前屏幕上渲染的 Fiber 树。
- Work-in-Progress (WIP) Tree: 正在内存中构建的下一棵 Fiber 树。
当 React 开始一个新的更新周期时,它会从 Current Tree 克隆一份 Fiber 节点,并将其作为 WIP Tree 的节点进行修改。每个 Fiber 节点都有一个alternate属性,指向其在另一棵树中的对应节点。
// packages/react-reconciler/src/ReactFiber.js export function createWorkInProgress(current: Fiber, pendingProps: any): Fiber { let workInProgress = current.alternate; if (workInProgress === null) { // 第一次创建 WIP Fiber,或者 current Fiber 是第一次被创建 workInProgress = createFiber( current.tag, pendingProps, current.key, current.mode, ); workInProgress.elementType = current.elementType; workInProgress.type = current.type; workInProgress.stateNode = current.stateNode; workInProgress.alternate = current; current.alternate = workInProgress; } else { // 已经存在 WIP Fiber,重用它 workInProgress.pendingProps = pendingProps; workInProgress.type = current.type; workInProgress.flags = NoFlags; // 重置副作用标记 workInProgress.subtreeFlags = NoSubtreeFlags; workInProgress.deletions = null; workInProgress.updateQueue = current.updateQueue; // 共享 updateQueue workInProgress.memoizedProps = current.memoizedProps; workInProgress.memoizedState = current.memoizedState; workInProgress.firstContextDependency = current.firstContextDependency; workInProgress.child = current.child; // 子节点通常在 beginWork 时被重新创建 workInProgress.sibling = current.sibling; // 兄弟节点也是 workInProgress.return = current.return; // 父节点也是 // ... 其他属性重置或复制 ... } return workInProgress; }当 WIP Tree 构建完成后,并且没有被中断,它就会成为新的 Current Tree,并反映到屏幕上。这种机制允许 React 在不阻塞主线程的情况下进行复杂的计算和更新。
3. 更新队列与优先级(Lanes 模型)
现在我们回到updateContainer。它的核心职责之一是为 Fiber 节点创建并入队一个更新。
// packages/react-reconciler/src/ReactFiberReconciler.js export function updateContainer( element: ReactNodeList, container: OpaqueRoot, parentComponent: Component<any, any> | null, callback: Function | null, ): Lane { // ... 获取 FiberRoot 和 HostRootFiber ... const root: FiberRoot = (container: any); const current = root.current; // 计算本次更新的优先级 (Lane) const lane = requestUpdateLane(current); // 创建一个更新对象 const update = createUpdate(lane); update.payload = { element }; // payload 存储要渲染的元素 // 如果有 callback,将其添加到 update 上 if (callback !== null) { update.callback = callback; // ... 将 callback 标记为具有高优先级 ... } // 将更新对象入队到 HostRootFiber 的 updateQueue enqueueUpdate(current, update, lane); // 调度工作 scheduleUpdateOnFiber(current, lane); return lane; }这里有几个关键点:
- Lane (泳道) 模型: React 18 引入的优先级模型。每个更新都被分配一个或多个
Lane,它是一个位掩码。不同的Lane代表不同的优先级(如同步、连续事件、默认、低优先级等)。通过位运算,React 可以高效地管理和比较更新的优先级。SyncLane: 最高优先级,同步执行。InputContinuousLane: 连续输入事件(如mousemove)。DefaultLane: 默认优先级,大多数更新。TransitionLane: 用于useTransition的非阻塞更新。IdleLane: 最低优先级。
createUpdate: 创建一个表示状态变化的更新对象。enqueueUpdate: 将更新对象添加到 Fiber 节点的updateQueue。updateQueue是一个链表,存储了所有待处理的更新。scheduleUpdateOnFiber: 这是调度流程的真正起点!它负责通知 React 运行时,有一个新的更新需要处理。
enqueueUpdate示例
// packages/react-reconciler/src/ReactFiberUpdateQueue.js export function enqueueUpdate<State>(fiber: Fiber, update: Update<State>, lane: Lane) { const updateQueue = fiber.updateQueue; if (updateQueue === null) { // 应该不会发生,因为 HostRootFiber 在创建时就初始化了 updateQueue return; } const sharedQueue: SharedQueue<State> = (updateQueue: any).shared; if (is