react源码解析8.render阶段

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render阶段的入口

render阶段的主要工作是构建Fiber树和生成effectList,在第5章中我们知道了react入口的两种模式会进入performSyncWorkOnRoot或者performConcurrentWorkOnRoot,而这两个方法分别会调用workLoopSync或者workLoopConcurrent

//ReactFiberWorkLoop.old.js
function workLoopSync() {
  while (workInProgress !== null) {
    performUnitOfWork(workInProgress);
  }
}

function workLoopConcurrent() {
  while (workInProgress !== null && !shouldYield()) {
    performUnitOfWork(workInProgress);
  }
}

这两函数的区别是判断条件是否存在shouldYield的执行,如果浏览器没有足够的时间,那么会终止while循环,也不会执行后面的performUnitOfWork函数,自然也不会执行后面的render阶段和commit阶段,这部分属于scheduler的知识点,我们在第15章讲解。

  • workInProgress:新创建的workInProgress fiber

  • performUnitOfWork:workInProgress fiber和会和已经创建的Fiber连接起来形成Fiber树。这个过程类似深度优先遍历,我们暂且称它们为‘捕获阶段’和‘冒泡阶段’。伪代码执行的过程大概如下

    function performUnitOfWork(fiber) {
      if (fiber.child) {
        performUnitOfWork(fiber.child);//beginWork
      }
      
      if (fiber.sibling) {
        performUnitOfWork(fiber.sibling);//completeWork
      }
    }

render阶段整体执行流程

用demo_0看视频调试

react源码8.1

  • 捕获阶段 从根节点rootFiber开始,遍历到叶子节点,每次遍历到的节点都会执行beginWork,并且传入当前Fiber节点,然后创建或复用它的子Fiber节点,并赋值给workInProgress.child。

  • 冒泡阶段 在捕获阶段遍历到子节点之后,会执行completeWork方法,执行完成之后会判断此节点的兄弟节点存不存在,如果存在就会为兄弟节点执行completeWork,当全部兄弟节点执行完之后,会向上‘冒泡’到父节点执行completeWork,直到rootFiber。

  • 示例,demo_0调试

    function App() {
      return (
    		<>
          <h1>
            <p>count</p> xiaochen
          </h1>
        </>
      )
    }
      
    ReactDOM.render(<App />, document.getElementById("root"));

    当执行完深度优先遍历之后形成的Fiber树:

    react源码7.2

图中的数字是遍历过程中的顺序,可以看到,遍历的过程中会从应用的根节点rootFiber开始,依次执行beginWork和completeWork,最后形成一颗Fiber树,每个节点以child和return相连。

注意:当遍历到只有一个子文本节点的Fiber时,该Fiber节点的子节点不会执行beginWork和completeWork,如图中的‘chen’文本节点。这是react的一种优化手段

beginWork

beginWork主要的工作是创建或复用子fiber节点

function beginWork(
  current: Fiber | null,//当前存在于dom树中对应的Fiber树
  workInProgress: Fiber,//正在构建的Fiber树
  renderLanes: Lanes,//第12章在讲
): Fiber | null {
 // 1.update时满足条件即可复用current fiber进入bailoutOnAlreadyFinishedWork函数
  if (current !== null) {
    const oldProps = current.memoizedProps;
    const newProps = workInProgress.pendingProps;
    if (
      oldProps !== newProps ||
      hasLegacyContextChanged() ||
      (__DEV__ ? workInProgress.type !== current.type : false)
    ) {
      didReceiveUpdate = true;
    } else if (!includesSomeLane(renderLanes, updateLanes)) {
      didReceiveUpdate = false;
      switch (workInProgress.tag) {
        // ...
      }
      return bailoutOnAlreadyFinishedWork(
        current,
        workInProgress,
        renderLanes,
      );
    } else {
      didReceiveUpdate = false;
    }
  } else {
    didReceiveUpdate = false;
  }

  //2.根据tag来创建不同的fiber 最后进入reconcileChildren函数
  switch (workInProgress.tag) {
    case IndeterminateComponent: 
      // ...
    case LazyComponent: 
      // ...
    case FunctionComponent: 
      // ...
    case ClassComponent: 
      // ...
    case HostRoot:
      // ...
    case HostComponent:
      // ...
    case HostText:
      // ...
  }
}

从代码中可以看到参数中有current Fiber,也就是当前真实dom对应的Fiber树,在之前介绍Fiber双缓存机制中,我们知道在首次渲染时除了rootFiber外,current 等于 null,因为首次渲染dom还没构建出来,在update时current不等于 null,因为update时dom树已经存在了,所以beginWork函数中用current === null来判断是mount还是update进入不同的逻辑

  • mount:根据fiber.tag进入不同fiber的创建函数,最后都会调用到reconcileChildren创建子Fiber
  • update:在构建workInProgress的时候,当满足条件时,会复用current Fiber来进行优化,也就是进入bailoutOnAlreadyFinishedWork的逻辑,能复用didReceiveUpdate变量是false,复用的条件是
    1. oldProps === newProps && workInProgress.type === current.type 属性和fiber的type不变
    2. !includesSomeLane(renderLanes, updateLanes) 更新的优先级是否足够,第15章讲解

reconcileChildren/mountChildFibers

创建子fiber的过程会进入reconcileChildren,该函数的作用是为workInProgress fiber节点生成它的child fiber即 workInProgress.child。然后继续深度优先遍历它的子节点执行相同的操作。

//ReactFiberBeginWork.old.js
export function reconcileChildren(
  current: Fiber | null,
  workInProgress: Fiber,
  nextChildren: any,
  renderLanes: Lanes
) {
  if (current === null) {
    //mount时
    workInProgress.child = mountChildFibers(
      workInProgress,
      null,
      nextChildren,
      renderLanes,
    );
  } else {
    //update
    workInProgress.child = reconcileChildFibers(
      workInProgress,
      current.child,
      nextChildren,
      renderLanes,
    );
  }
}

reconcileChildren会区分mount和update两种情况,进入reconcileChildFibers或mountChildFibers,reconcileChildFibers和mountChildFibers最终其实就是ChildReconciler传递不同的参数返回的函数,这个参数用来表示是否追踪副作用,在ChildReconciler中用shouldTrackSideEffects来判断是否为对应的节点打上effectTag,例如如果一个节点需要进行插入操作,需要满足两个条件:

  1. fiber.stateNode!==null 即fiber存在真实dom,真实dom保存在stateNode上

  2. (fiber.effectTag & Placement) !== 0 fiber存在Placement的effectTag

    var reconcileChildFibers = ChildReconciler(true);
    var mountChildFibers = ChildReconciler(false);
    function ChildReconciler(shouldTrackSideEffects) {
    	function placeChild(newFiber, lastPlacedIndex, newIndex) {
        newFiber.index = newIndex;
         
        if (!shouldTrackSideEffects) {//是否追踪副作用
          // Noop.
          return lastPlacedIndex;
        }
         
        var current = newFiber.alternate;
         
        if (current !== null) {
          var oldIndex = current.index;
         
          if (oldIndex < lastPlacedIndex) {
            // This is a move.
            newFiber.flags = Placement;
            return lastPlacedIndex;
          } else {
            // This item can stay in place.
            return oldIndex;
          }
        } else {
          // This is an insertion.
          newFiber.flags = Placement;
          return lastPlacedIndex;
        }
      }
    }

在之前心智模型的介绍中,我们知道为Fiber打上effectTag之后在commit阶段会被执行对应dom的增删改,而且在reconcileChildren的时候,rootFiber是存在alternate的,即rootFiber存在对应的current Fiber,所以rootFiber会走reconcileChildFibers的逻辑,所以shouldTrackSideEffects等于true会追踪副作用,最后为rootFiber打上Placement的effectTag,然后将dom一次性插入,提高性能。

export const NoFlags = /*                      */ 0b0000000000000000000;
// 插入dom
export const Placement = /*                */ 0b00000000000010;

在源码的ReactFiberFlags.js文件中,用二进制位运算来判断是否存在Placement,例如让var a = NoFlags,如果需要在a上增加Placement的effectTag,就只要 effectTag | Placement就可以了

react源码8.4

bailoutOnAlreadyFinishedWork

//ReactFiberBeginWork.old.js
function bailoutOnAlreadyFinishedWork(current, workInProgress, renderLanes) {
  
  //...
	if (!includesSomeLane(renderLanes, workInProgress.childLanes)) {
    
    return null;
    
  } else {
    
    cloneChildFibers(current, workInProgress);
    
    return workInProgress.child;
    
  }
}

如果进入了bailoutOnAlreadyFinishedWork复用的逻辑,会判断优先级第12章介绍,优先级足够则进入cloneChildFibers否则返回null

completeWork

completeWork主要工作是处理fiber的props、创建dom、创建effectList

//ReactFiberCompleteWork.old.js
function completeWork(
  current: Fiber | null,
  workInProgress: Fiber,
  renderLanes: Lanes,
): Fiber | null {
  const newProps = workInProgress.pendingProps;
    
//根据workInProgress.tag进入不同逻辑,这里我们关注HostComponent,HostComponent,其他类型之后在讲
  switch (workInProgress.tag) {
    case IndeterminateComponent:
    case LazyComponent:
    case SimpleMemoComponent:
    case HostRoot:
   	//...
      
    case HostComponent: {
      popHostContext(workInProgress);
      const rootContainerInstance = getRootHostContainer();
      const type = workInProgress.type;

      if (current !== null && workInProgress.stateNode != null) {
        // update时
       updateHostComponent(
          current,
          workInProgress,
          type,
          newProps,
          rootContainerInstance,
        );
      } else {
        // mount时
        const currentHostContext = getHostContext();
        // 创建fiber对应的dom节点
        const instance = createInstance(
            type,
            newProps,
            rootContainerInstance,
            currentHostContext,
            workInProgress,
          );
        // 将后代dom节点插入刚创建的dom里
        appendAllChildren(instance, workInProgress, false, false);
        // dom节点赋值给fiber.stateNode
        workInProgress.stateNode = instance;

        // 处理props和updateHostComponent类似
        if (
          finalizeInitialChildren(
            instance,
            type,
            newProps,
            rootContainerInstance,
            currentHostContext,
          )
        ) {
          markUpdate(workInProgress);
        }
     }
      return null;
    }

从简化版的completeWork中可以看到,这个函数做了一下几件事

  • 根据workInProgress.tag进入不同函数,我们以HostComponent举例
  • update时(除了判断current===null外还需要判断workInProgress.stateNode===null),调用updateHostComponent处理props(包括onClick、style、children ...),并将处理好的props赋值给updatePayload,最后会保存在workInProgress.updateQueue上
  • mount时 调用createInstance创建dom,将后代dom节点插入刚创建的dom中,调用finalizeInitialChildren处理props(和updateHostComponent处理的逻辑类似)

之前我们有说到在beginWork的mount时,rootFiber存在对应的current,所以他会执行mountChildFibers打上Placement的effectTag,在冒泡阶段也就是执行completeWork时,我们将子孙节点通过appendAllChildren挂载到新创建的dom节点上,最后就可以一次性将内存中的节点用dom原生方法反应到真实dom中。

​ 在beginWork 中我们知道有的节点被打上了effectTag的标记,有的没有,而在commit阶段时要遍历所有包含effectTag的Fiber来执行对应的增删改,那我们还需要从Fiber树中找到这些带effectTag的节点嘛,答案是不需要的,这里是以空间换时间,在执行completeWork的时候遇到了带effectTag的节点,会将这个节点加入一个叫effectList中,所以在commit阶段只要遍历effectList就可以了(rootFiber.firstEffect.nextEffect就可以访问带effectTag的Fiber了)

​ effectList的指针操作发生在completeUnitOfWork函数中,例如我们的应用是这样的

function App() {
  
  const [count, setCount] = useState(0);
  
  return (
    
   	 <>
      <h1
        onClick={() => {
          setCount(() => count + 1);
        }}
      >
        <p title={count}>{count}</p> xiaochen
      </h1>
    </>
  )
  
}

那么我们的操作effectList指针如下(这张图是操作指针过程中的图,此时遍历到了app Fiber节点,当遍历到rootFiber时,h1,p节点会和rootFiber形成环状链表)

react源码8.2

rootFiber.firstEffect===h1

rootFiber.firstEffect.next===p

形成环状链表的时候会从触发更新的节点向上合并effectList直到rootFiber,这一过程发生在completeUnitOfWork函数中,整个函数的作用就是向上合并effectList

//ReactFiberWorkLoop.old.js
function completeUnitOfWork(unitOfWork: Fiber): void {
  let completedWork = unitOfWork;
  do {
    	//...

      if (
        returnFiber !== null &&
        (returnFiber.flags & Incomplete) === NoFlags
      ) {
        if (returnFiber.firstEffect === null) {
          returnFiber.firstEffect = completedWork.firstEffect;//父节点的effectList头指针指向completedWork的effectList头指针
        }
        if (completedWork.lastEffect !== null) {
          if (returnFiber.lastEffect !== null) {
            //父节点的effectList头尾指针指向completedWork的effectList头指针
            returnFiber.lastEffect.nextEffect = completedWork.firstEffect;
          }
          //父节点头的effectList尾指针指向completedWork的effectList尾指针
          returnFiber.lastEffect = completedWork.lastEffect;
        }

        const flags = completedWork.flags;
        if (flags > PerformedWork) {
          if (returnFiber.lastEffect !== null) {
            //completedWork本身追加到returnFiber的effectList结尾
            returnFiber.lastEffect.nextEffect = completedWork;
          } else {
            //returnFiber的effectList头节点指向completedWork
            returnFiber.firstEffect = completedWork;
          }
          //returnFiber的effectList尾节点指向completedWork
          returnFiber.lastEffect = completedWork;
        }
      }
    } else {

      //...

      if (returnFiber !== null) {
        returnFiber.firstEffect = returnFiber.lastEffect = null;//重制effectList
        returnFiber.flags |= Incomplete;
      }
    }

  } while (completedWork !== null);

	//...
}

最后生成的fiber树如下

react源码8.3

然后commitRoot(root);进入commit阶段

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