FIber + webWorker - 技术栈

文章目录

Fiber
[webworker 多线程](#webworker 多线程)
- - 作用
  - 使用注意点
  - 使用
  - - [1 主线程](#1 主线程)
    - [3 Worker 加载脚本](#3 Worker 加载脚本)
    - [4 错误处理](#4 错误处理)
    - [5 关闭 Worker](#5 关闭 Worker)
  - 数据通信

Fiber

主要功能

为每个增加了优先级，优先级高的任务可以中断低优先级的任务。然后再重新执行优先级低的任务
增加了异步任务，调用requestIdleCallback api，浏览器空闲的时候执行
dom diff树变成了链表，一个dom对应两个fiber（一个链表），对应两个队列，这都是为找到被中断的任务，重新执行

从架构角度来看，Fiber 是对 React核心算法（即调和过程）的重写

从编码角度来看，Fiber是 React内部所定义的一种数据结构，它是 Fiber树结构的节点单位，也就是 React 16 新架构下的虚拟DOM

一个 fiber就是一个 JavaScript对象，包含了元素的信息、该元素的更新操作队列、类型。

解决的问题

JavaScript引擎和页面渲染引擎两个线程是互斥的，当其中一个线程执行时，另一个线程只能挂起等待

如果 JavaScript 线程长时间地占用了主线程，那么渲染层面的更新就不得不长时间地等待，界面长时间不更新，会导致页面响应度变差，用户可能会感觉到卡顿

如果组件较大，那么js线程会一直执行，然后等到整棵VDOM树计算完成后，才会交给渲染的线程；这就会导致一些用户交互、动画等任务无法立即得到处理，导致卡顿的情况

如何解决

Fiber把渲染更新过程拆分成多个子任务，每次只做一小部分，做完看是否还有剩余时间，如果有继续下一个任务；如果没有，挂起当前任务，将时间控制权交给主线程，等主线程不忙的时候在继续执行；

即可以中断与恢复，恢复后也可以复用之前的中间状态，并给不同的任务赋予不同的优先级，其中每个任务更新单元为 React Element 对应的 Fiber节点

实现的上述方式的是requestIdleCallback方法

window.requestIdleCallback()方法将在浏览器的空闲时段内调用的函数排队。这使开发者能够在主事件循环上执行后台和低优先级工作，而不会影响延迟关键事件，如动画和输入响应

首先 React 中任务切割为多个步骤，分批完成。在完成一部分任务之后，将控制权交回给浏览器，让浏览器有时间再进行页面的渲染。等浏览器忙完之后有剩余时间，再继续之前 React 未完成的任务，是一种合作式调度。

该实现过程是基于 Fiber节点实现，作为静态的数据结构来说，每个 Fiber 节点对应一个 React element，保存了该组件的类型（函数组件/类组件/原生组件等等）、对应的 DOM 节点等信息。

作为动态的工作单元来说，每个 Fiber 节点保存了本次更新中该组件改变的状态、要执行的工作。

webworker 多线程

作用

为 JavaScript 创造多线程环境，允许主线程创建 Worker 线程，将一些任务分配给后者运行。

在主线程运行的同时，Worker 线程在后台运行，两者互不干扰。等到 Worker 线程完成计算任务，再把结果返回给主线程。这样的好处是，一些计算密集型或高延迟的任务，被 Worker 线程负担了，主线程（通常负责 UI 交互）就会很流畅，不会被阻塞或拖慢。

**特点：**Worker线程一旦新建成功就会始终运行，不会被主线程上的活动（比如用户点击按钮、提交表单）打断。

**优点：**有利于随时响应主线程的通信。

缺点： 比较耗费资源，不应该过度使用，一旦使用完毕，就应该关闭。

使用注意点

（1）同源限制

分配给 Worker 线程运行的脚本文件，必须与主线程的脚本文件同源。

（2）DOM 限制

Worker 线程所在的全局对象，与主线程不一样，无法读取主线程所在网页的 DOM 对象，也无法使用document、window、parent这些对象。但是，Worker 线程可以navigator对象和location对象。

（3）通信联系

Worker 线程和主线程不在同一个上下文环境，它们不能直接通信，必须通过消息完成。

（4）脚本限制

Worker 线程不能执行alert()方法和confirm()方法，但可以使用 XMLHttpRequest 对象发出 AJAX 请求。

（5）文件限制

Worker 线程无法读取本地文件，即不能打开本机的文件系统（file://），它所加载的脚本，必须来自网络。

使用

1 主线程

主线程采用new命令，调用Worker()构造函数，新建一个 Worker 线程。

javascript 复制代码

> var worker = new Worker('work.js');

Worker()构造函数的参数是一个脚本文件，该文件就是 Worker 线程所要执行的任务。由于 Worker 不能读取本地文件，所以这个脚本必须来自网络。如果下载没有成功（比如404错误），Worker 就会默默地失败。

然后，主线程调用worker.postMessage()方法，向 Worker 发消息。

javascript 复制代码

> worker.postMessage('Hello World');
> worker.postMessage({method: 'echo', args: ['Work']});

worker.postMessage()方法的参数，就是主线程传给 Worker 的数据。它可以是各种数据类型，包括二进制数据。

接着，主线程通过worker.onmessage指定监听函数，接收子线程发回来的消息。

javascript 复制代码

> worker.onmessage = function (event) {
> console.log('Received message ' + event.data);
> doSomething();
> }
> 
> function doSomething() {
> // 执行任务
> worker.postMessage('Work done!');
> }

上面代码中，事件对象的data属性可以获取 Worker 发来的数据。

Worker 完成任务以后，主线程就可以把它关掉。

javascript 复制代码

> worker.terminate();
> ```

#### 2 Worker 线程

Worker 线程内部需要有一个监听函数，监听`message`事件。

```javascript
> self.addEventListener('message', function (e) {
> self.postMessage('You said: ' + e.data);
> }, false);

上面代码中，self代表子线程自身，即子线程的全局对象。因此，等同于下面两种写法。

javascript 复制代码

> // 写法一
> this.addEventListener('message', function (e) {
> this.postMessage('You said: ' + e.data);
> }, false);
> 
> // 写法二
> addEventListener('message', function (e) {
> postMessage('You said: ' + e.data);
> }, false);

除了使用self.addEventListener()指定监听函数，也可以使用self.onmessage指定。监听函数的参数是一个事件对象，它的data属性包含主线程发来的数据。self.postMessage()方法用来向主线程发送消息。

根据主线程发来的数据，Worker 线程可以调用不同的方法，下面是一个例子。

javascript 复制代码

> self.addEventListener('message', function (e) {
> var data = e.data;
> switch (data.cmd) {
>  case 'start':
>    self.postMessage('WORKER STARTED: ' + data.msg);
>    break;
>  case 'stop':
>    self.postMessage('WORKER STOPPED: ' + data.msg);
>    self.close(); // Terminates the worker.
>    break;
>  default:
>    self.postMessage('Unknown command: ' + data.msg);
> };
> }, false);

上面代码中，self.close()用于在 Worker 内部关闭自身。

3 Worker 加载脚本

Worker 内部如果要加载其他脚本，有一个专门的方法importScripts()。

javascript 复制代码

> importScripts('script1.js');

该方法可以同时加载多个脚本。

javascript 复制代码

> importScripts('script1.js', 'script2.js');

4 错误处理

主线程可以监听 Worker 是否发生错误。如果发生错误，Worker 会触发主线程的error事件。

javascript 复制代码

> worker.onerror(function (event) {
> console.log([
>  'ERROR: Line ', e.lineno, ' in ', e.filename, ': ', e.message
> ].join(''));
> });
> 
> // 或者
> worker.addEventListener('error', function (event) {
> // ...
> });

Worker 内部也可以监听error事件。

5 关闭 Worker

使用完毕，为了节省系统资源，必须关闭 Worker。

javascript 复制代码

> // 主线程
> worker.terminate();
> 
> // Worker 线程
> self.close();

数据通信

主线程与 Worker 之间通信时的内容，可以是文本，也可以是对象。需要注意的是，这种通信是拷贝关系，即是传值而不是传址，Worker 对通信内容的修改，不会影响到主线程。事实上，浏览器内部的运行机制是，先将通信内容串行化，然后把串行化后的字符串发给 Worker，后者再将它还原。

主线程与 Worker 之间也可以交换二进制数据，比如 File、Blob、ArrayBuffer 等类型，也可以在线程之间发送。

但是，拷贝方式发送二进制数据，会造成性能问题。比如，主线程向 Worker 发送一个 500MB 文件，默认情况下浏览器会生成一个原文件的拷贝。为了解决这个问题，JavaScript 允许主线程把二进制数据直接转移给子线程，但是一旦转移，主线程就无法再使用这些二进制数据了，这是为了防止出现多个线程同时修改数据的麻烦局面。这种转移数据的方法，叫做Transferable Objects。这使得主线程可以快速把数据交给 Worker，对于影像处理、声音处理、3D 运算等就非常方便了，不会产生性能负担。

如果要直接转移数据的控制权，就要使用下面的写法。

javascript 复制代码

> // Transferable Objects 格式
> worker.postMessage(arrayBuffer, [arrayBuffer]);
> 
> // 例子
> var ab = new ArrayBuffer(1);
> worker.postMessage(ab, [ab]);