⚛️ 深入学习 React Fiber 架构的思路分析

🧩 一、为什么要有 Fiber？

在老版本 React（16 之前）中，更新机制采用递归调用栈（Stack Reconciler） 。其问题是显而易见的：

• 当组件树很大时，递归更新会长时间占用主线程。
• 会导致掉帧、交互卡顿。
• 浏览器没法在渲染中途"打断"它。

可以这么形容旧架构：

"React 是个话唠，一旦开始讲 JSX，就不肯停下来------即使浏览器喊它喘口气，它也要先把这棵树讲完。" 😩

于是，React 团队决定造一个新的"中断友好型"调度机制：Fiber架构。

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🧠 二、核心思想：把调用栈拆成链表

从计算机底层角度上看，原先 React 的递归模式其实类似于：

function renderComponent(node) {
  node.render();
  node.children.forEach(renderComponent);
}

------一次深度调用，没法暂停、中断或回溯。

Fiber 的革命性改造在于：

把函数调用栈从"隐式栈"变成可控制的数据结构。

也就是说：

• React 不再依赖 JS 引擎的调用栈；
• 而是用它自己的**链表结构（Fiber tree）**来表示组件更新进度；
• 每个 Fiber 就像一个"任务单元"，可被挂起、恢复、或丢弃。

🧬 Fiber 节点结构的本质

以极简化形式看，每个 Fiber 节点大致类似：

const fiber = {
  tag: "ClassComponent",
  type: MyComponent,
  pendingProps: {},
  memoizedState: {},
  return: parentFiber, // 父节点
  child: childFiber,    // 第一个子节点
  sibling: nextFiber,   // 下一个兄弟节点
  alternate: oldFiber,  // 上次渲染的旧节点
};

这是一棵单向链表表示的树 ，也是 React 能实现时间切片调度的基础。

🌳 Fiber 树让渲染可以"分段执行"：

React 不再是一口气渲染整个虚拟DOM，而是可以：

• 渲染一部分；
• 暂停；
• 把控制权交还给浏览器；
• 再接着从上次中断处继续。

这就是 Fiber 的调度魔法 ✨。

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⚙️ 三、React Fiber 的三大核心阶段

Fiber 的运行大致分成三个阶段，每一环都对应底层的架构思想。

1️⃣ Reconciliation 阶段（协调阶段）

目标：找出哪些组件需要更新，生成对应的工作单元（Fiber树）。

这一阶段是可中断的 。

在源码中被称为 beginWork() 与 completeWork()。

React 会在这阶段：

• 根据 props、state 判断变化；
• 比对新旧 Fiber 树（即 "Diff" 操作）；
• 创建新的 Fiber 链表节点。

🎯 当浏览器需要渲染、滚动、或用户输入时，

React 可以暂停当前 Diff 工作，让浏览器优先刷新帧率。

2️⃣ Commit 阶段（提交阶段）

目标：把协调结果真正挂到 DOM 上。

这阶段是同步的、不可中断的（就像肾上腺素爆发的那一瞬间💥）。

包含：

• Mutation（操作真实 DOM）
• Layout（执行生命周期钩子）

代码层面就是执行一系列 commit hooks（例如 useLayoutEffect、componentDidMount）。

3️⃣ Scheduler 调度机制（任务计划者）

这是 React Fiber 背后最"计算机科学"的部分。

React 通过 优先级队列 + 消息循环时间片 模拟"协作式多任务"：

• 每个 Fiber Task 都有一个优先级（Normal、High、Idle...）；
• React 会检查任务是否超出帧预算（约 16ms）；
• 若超时就交还主线程；
• 然后在下一帧继续被打回调度队列。

我们可以用 JS 模拟下时间切片思路👇

const tasks = [...Array(1000).keys()].map(i => () => console.log("任务", i));

function scheduler() {
  const start = performance.now();
  while (tasks.length && performance.now() - start < 5) {
    const task = tasks.shift();
    task();
  }
  if (tasks.length) requestIdleCallback(scheduler);
}

scheduler();

🧠 这段代码的精神，就是 React Fiber 的心脏。

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🔩 四、Fiber 的性能底层逻辑：从浏览器主线程说起

从浏览器渲染机制讲：

1. 主线程要负责 布局、绘制、事件处理、JS执行；
2. 如果 React 的 render 占用过久，就会阻塞用户交互；
3. Fiber 通过"切片"策略，让 JS 与渲染交替进行。

React 内部每隔几十毫秒会询问：

"浏览器，你现在忙吗？如果你有空，我继续Diff。"

这背后用到的关键浏览器API是：

• requestIdleCallback()（早期实验）
• 后来使用 MessageChannel + Scheduler 自定义时间片

这保证了 React 在高负载场景下依然流畅不卡顿。

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🧭 五、学习 Fiber 架构的建议路线

想真正理解 Fiber，不是看"代码跑什么"，而是明白"为什么要这么跑 "。

推荐一个递进式学习路线 💡：

🧱 第一步：理解浏览器渲染管线

• 了解事件循环 (Event Loop)
• 理解 requestAnimationFrame 与 requestIdleCallback
• 掌握 JS 的"不可中断"本质（单线程）

🧪 第二步：阅读简化版 Fiber 实现

例如，我们可以模拟一个最小版本的 "Fiber 调度器"：

function performUnitOfWork(fiber) {
  console.log("渲染组件:", fiber.name);
  if (fiber.child) return fiber.child;
  let nextFiber = fiber;
  while (nextFiber && !nextFiber.sibling) nextFiber = nextFiber.return;
  return nextFiber ? nextFiber.sibling : null;
}

// 手动构造 fiber 树
const fiberTree = {
  name: "App",
  child: { name: "Header", sibling: { name: "Footer" } }
};

// Scheduler 循环
let next = fiberTree;
while (next) {
  next = performUnitOfWork(next);
}

如果你能理解上面代码为何能替代递归，就能真正踏入 Fiber 的世界。

⚛️ 第三步：研读 React 源码（从 ReactFiberWorkLoop.js 入手）

核心文件不在多，而在精：

• ReactFiber.js：定义 Fiber 数据结构；
• ReactFiberWorkLoop.js：协同逻辑；
• Scheduler.js：调度模块；
• ReactFiberReconciler.js：组件状态驱动。

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🧩 六、React Fiber 的未来方向

目前（截至 React 19+），Fiber 架构已进入可并发渲染 (Concurrent Rendering) 阶段。

这意味着 React 可以：

• 同时启动多个渲染任务；
• 自动决定哪一个任务先完成；
• 动态中止低优先级任务。

未来的方向包括：

• 🔄 Offscreen Rendering：提前渲染但暂不展示；
• 💡 Selective Hydration：在SSR中按需恢复交互；
• 🧠 AI assisted rendering pipeline：结合 AIGC 自动生成组件级优化策略。

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🧠 七、总结：Fiber是"会喘气的调用栈"

一句话总结：

"Fiber 就是一个能暂停、恢复、优先级调度的虚拟调用栈。"

它让 React 从"纯函数式UI库"升华成一个运行时系统 ，

可以对计算时间进行操作，而不仅是 DOM。

🚀 Fiber 让 React 拥有了操作时间的能力。

也正如操作系统管理进程那样，React 开始管理渲染任务。

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💬 最后的小彩蛋

如果要打个比喻：

• 🌳 React 组件树：森林
• 🧩 Fiber：一株能暂停生长的树苗
• ⏱️ Scheduler：园丁，决定哪个先开花
• 🧠 你：老天爷，制定天气和季节的规律

所以，学习 Fiber 的关键，不在于"啃源码"，

而在于理解