React 19 源码全景图:从宏观到微观

React 19 源码全景图:从宏观到微观

本文是 React 源码系列的总览篇,帮你建立完整的知识框架,后续文章将逐一深入。

一、React 是什么?

一句话:React 是一个将状态映射为 UI 的函数

ini 复制代码
UI = f(state)

当状态变化时,React 会:

  1. 计算新的 UI(Reconciler)
  2. 调度更新任务(Scheduler)
  3. 将变化应用到 DOM(Renderer)

二、三大核心模块

php 复制代码
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│                        你的代码                          │
│            <App /> → useState → setState                │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
                           │
                           ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│                   Scheduler 调度器                       │
│                                                         │
│  • 优先级管理(用户交互 > 动画 > 数据请求)               │
│  • 时间切片(5ms 一片,避免卡顿)                        │
│  • 任务队列(最小堆实现)                                │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
                           │
                           ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│                  Reconciler 协调器                       │
│                                                         │
│  • Fiber 架构(可中断的链表结构)                        │
│  • Diff 算法(最小化 DOM 操作)                          │
│  • Hooks 系统(状态和副作用管理)                        │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
                           │
                           ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│                   Renderer 渲染器                        │
│                                                         │
│  • ReactDOM(Web)                                      │
│  • React Native(移动端)                               │
│  • React Three Fiber(3D)                              │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘

三、核心概念速览

1. Fiber

Fiber 是 React 的核心数据结构,每个组件对应一个 Fiber 节点:

javascript 复制代码
FiberNode {
  // 类型信息
  tag,              // 组件类型(函数组件=0,类组件=1,DOM=5)
  type,             // 组件函数或 DOM 标签
  
  // 树结构
  return,           // 父节点
  child,            // 第一个子节点
  sibling,          // 兄弟节点
  
  // 状态
  memoizedState,    // Hooks 链表
  memoizedProps,    // 上次的 props
  
  // 副作用
  flags,            // 标记(插入、更新、删除)
  
  // 双缓冲
  alternate,        // 另一棵树的对应节点
}

2. Lane(优先级)

React 19 使用 31 位二进制数表示优先级:

javascript 复制代码
SyncLane           = 0b0000000000000000000000000000010  // 同步(最高)
InputContinuousLane = 0b0000000000000000000000000001000  // 连续输入
DefaultLane        = 0b0000000000000000000000000100000  // 默认
TransitionLane     = 0b0000000000000000000000010000000  // 过渡
IdleLane           = 0b0010000000000000000000000000000  // 空闲(最低)

3. 双缓冲

React 维护两棵 Fiber 树:

  • current:当前屏幕显示的
  • workInProgress:正在构建的

更新完成后一行代码切换:root.current = workInProgress

四、渲染流程

完整流程图

scss 复制代码
setState() 
    │
    ▼
scheduleUpdateOnFiber()     ← 标记更新
    │
    ▼
ensureRootIsScheduled()     ← 确保调度
    │
    ▼
scheduleCallback()          ← Scheduler 调度
    │
    ▼
performConcurrentWorkOnRoot() ← 开始渲染
    │
    ├─────────────────────────────────────┐
    │         Render 阶段(可中断)         │
    │                                     │
    │  workLoopConcurrent()               │
    │      │                              │
    │      ▼                              │
    │  performUnitOfWork() ←──┐           │
    │      │                  │           │
    │      ▼                  │           │
    │  beginWork()            │ 循环      │
    │      │                  │           │
    │      ▼                  │           │
    │  completeWork() ────────┘           │
    │                                     │
    └─────────────────────────────────────┘
    │
    ▼
    ├─────────────────────────────────────┐
    │        Commit 阶段(不可中断)        │
    │                                     │
    │  commitBeforeMutationEffects()      │
    │      │                              │
    │      ▼                              │
    │  commitMutationEffects()  ← DOM操作 │
    │      │                              │
    │      ▼                              │
    │  root.current = finishedWork        │
    │      │                              │
    │      ▼                              │
    │  commitLayoutEffects()              │
    │                                     │
    └─────────────────────────────────────┘
    │
    ▼
flushPassiveEffects()       ← useEffect(异步)

Render 阶段

beginWork(向下递归):

  • 根据组件类型处理(函数组件、类组件、DOM 元素)
  • 调用组件函数,执行 Hooks
  • Diff 子节点,创建/复用 Fiber

completeWork(向上回溯):

  • 创建 DOM 节点
  • 收集副作用标记
  • 冒泡 subtreeFlags

Commit 阶段

三个子阶段:

阶段 时机 主要工作
Before Mutation DOM 操作前 getSnapshotBeforeUpdate
Mutation DOM 操作 增删改 DOM
Layout DOM 操作后 useLayoutEffect、componentDidMount

五、Hooks 原理

Hooks 以链表形式存储在 Fiber 的 memoizedState 上:

php 复制代码
Fiber.memoizedState → useState → useEffect → useMemo → null

useState 流程

css 复制代码
Mount:  mountState() → 创建 Hook → 初始化状态 → 返回 [state, setState]
Update: updateState() → 获取 Hook → 处理更新队列 → 返回 [newState, setState]

useEffect 流程

css 复制代码
Mount:  mountEffect() → 创建 Effect → 标记 Passive
Commit: flushPassiveEffects() → 执行销毁函数 → 执行创建函数

六、Diff 算法

React Diff 的三个策略:

  1. 同层比较:不跨层级移动节点
  2. 类型判断:类型不同直接替换
  3. key 标识:通过 key 识别节点

单节点 Diff

vbnet 复制代码
key 相同 && type 相同 → 复用
key 相同 && type 不同 → 删除重建
key 不同 → 删除,继续找

多节点 Diff(三轮遍历)

javascript 复制代码
第一轮:从左到右,处理更新
第二轮:处理新增或删除
第三轮:处理移动(Map 查找)

七、Scheduler 调度

优先级

javascript 复制代码
ImmediatePriority   // -1ms,立即执行
UserBlockingPriority // 250ms,用户交互
NormalPriority      // 5000ms,普通更新
LowPriority         // 10000ms,低优先级
IdlePriority        // 永不过期,空闲执行

时间切片

javascript 复制代码
function workLoop() {
  while (task && !shouldYield()) {  // 5ms 检查一次
    task = performTask(task);
  }
  if (task) {
    scheduleCallback(task);  // 还有任务,继续调度
  }
}

八、源码目录

bash 复制代码
packages/
├── react/                    # React API
│   └── src/ReactHooks.js     # Hooks 入口
│
├── react-reconciler/         # 协调器(核心)
│   └── src/
│       ├── ReactFiber.js           # Fiber 定义
│       ├── ReactFiberWorkLoop.js   # 工作循环
│       ├── ReactFiberBeginWork.js  # 递阶段
│       ├── ReactFiberCompleteWork.js # 归阶段
│       ├── ReactFiberHooks.js      # Hooks 实现
│       ├── ReactFiberCommitWork.js # Commit
│       ├── ReactFiberLane.js       # 优先级
│       └── ReactChildFiber.js      # Diff 算法
│
├── react-dom/                # DOM 渲染器
│
└── scheduler/                # 调度器
    └── src/
        ├── Scheduler.js          # 调度逻辑
        └── SchedulerMinHeap.js   # 最小堆

九、系列文章导航

序号 主题 核心内容
00 调试环境搭建 项目介绍、快速开始
01 架构总览(本文) 三大模块、核心概念
02 useState 原理 Hook 链表、更新队列
03 useEffect 原理 Effect 链表、执行时机
04 Fiber 工作循环 beginWork、completeWork
05 Diff 算法 单节点、多节点 Diff
06 Scheduler 调度器 优先级、时间切片
07 Commit 阶段 三个子阶段、DOM 操作

十、学习建议

  1. 先跑起来:clone react-debug,打断点调试
  2. 从 useState 开始:最简单也最核心
  3. 画流程图:边看边画,加深理解
  4. 写测试组件:验证你的理解

📦 配套源码:github.com/220529/reac...

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