Fiber

在React中，Fiber是一个核心架构，它是React 16及后续版本中用于处理和调度组件更新的一种机制。React Fiber的核心目的是改进React对复杂应用状态更新的处理方式，特别是为了更好地支持如动画、布局偏移等高性能需求场景，同时提供了更好的错误边界处理能力。

以下是关于React Fiber的详细介绍：

1. 设计理念：

   • React Fiber是对原有的Reconciliation算法的改进，通过将组件更新的过程分解成一系列可中断、可恢复的工作单元（即Fiber节点），实现了任务的优先级调度和增量渲染。
   • 每个React组件都有对应的Fiber节点，它包含了组件的状态、props、引用子组件以及相关联的DOM节点信息。
   • Fiber节点形成了一个可迭代的数据结构，允许React在遍历过程中决定何时暂停、跳过或重排渲染工作。

2. 关键特性：

   • 异步渲染：React Fiber支持将渲染任务划分为多个小块，在事件循环的不同阶段分批完成，而不是一次性同步执行到底。
   • 优先级调度：允许React动态调整渲染优先级，例如可以暂停较低优先级的任务去处理高优先级（比如动画帧）的更新。
   • 错误恢复：提供更完善的错误边界功能，当组件树的一部分出现错误时，其他部分仍能正常渲染。

1. 什么是React Fiber？它的主要作用是什么？ React Fiber是React 16引入的一种新的内部架构，它是一种可中断、可恢复的协调算法。Fiber的主要作用是改进React的工作机制，使其能够在更新过程中更灵活地管理任务调度，从而提升大型应用和复杂场景下的性能表现，特别是在动画和交互方面的流畅度。

2. React Fiber是如何改进Reconciliation过程的？ 在React 16之前的版本中，Reconciliation过程是递归且同步的，无法在更新过程中暂停或重排任务。而React Fiber将组件树转换为一个可以按需遍历并重新排序的“链表”数据结构，这个数据结构称为Fiber树。在Fiber架构下，React不再是单一连续的操作流，而是将渲染任务拆分为多个细粒度的单元（Fiber节点），这些节点可以被逐个处理，也可以根据需要被挂起、恢复和重新排序，从而实现异步渲染和优先级调度。

3. 为什么React 16之后要引入Fiber架构？这种改变带来了哪些性能上的优势？ 引入Fiber架构主要是为了解决以下几个问题：

   • 异步渲染：允许React在多个帧之间分散渲染工作，避免长任务导致的浏览器阻塞，保持UI响应性。
   • 优先级调度：可以根据组件的状态变化优先级来调度更新，保证高优先级（如动画帧）的任务得到及时处理。
   • 增量渲染：无需一次性完成整个组件树的渲染，可以只更新受影响的部分，提高效率。
   • 错误边界：提供更好的错误处理机制，即使组件树某一部分发生错误，其他部分也能继续渲染。

4. 在React Fiber中，Fiber节点的结构是怎样的？它存储了哪些信息？ 每个Fiber节点代表一个React组件实例及其相关的渲染状态，主要包括但不限于以下信息：

   • type：组件类型，可能是类、函数或者原生DOM元素。
   • props：组件的属性对象。
   • state：对于状态组件，存储当前状态。
   • alternate：指向上一次渲染的Fiber节点，用于比较前后差异。
   • child 和 sibling：链接到子Fiber和兄弟Fiber，形成一个双向链表结构。
   • 更新相关的信息，如是否需要更新、更新的原因等。
   • 整个生命周期方法的相关信息，以及调度所需的回调函数。

5. 解释一下在React Fiber中如何实现异步渲染，以及这如何影响UI的流畅性？ 在React Fiber中，渲染任务被分解为可中断的小任务，通过requestIdleCallback或者requestAnimationFrame等API实现异步执行。当React检测到剩余时间不足以完成所有任务时，会选择暂停当前渲染任务，将控制权交回给浏览器，以便浏览器处理其他任务，如渲染下一帧动画。这样一来，即使有大量UI更新，也能确保动画和其他高优先级任务的流畅执行。

6. 简述React Fiber的优先级调度机制，并举例说明它如何处理不同优先级的更新。 React Fiber采用了一种基于优先级和任务队列的调度机制。在渲染过程中，Fiber会根据各个组件的更新优先级（比如是否涉及到用户交互、是否影响可见区域等）将任务划分优先级。例如，正在进行动画的组件更新会被赋予较高的优先级，即使有其他的低优先级更新等待处理，React也会优先调度高优先级的任务。这样就可以确保动画不卡顿，用户体验更好。

7. 如果一个React应用中包含复杂的交互式动画，React Fiber如何确保动画的流畅执行？ 当React Fiber发现组件正在执行动画时，会将其标记为具有较高优先级。在渲染循环中，Fiber调度器会优先处理这些高优先级的更新，确保动画帧能够在每一帧的渲染窗口内完成。即便有其他较低优先级的更新，也不会阻塞动画的渲染，因此动画能保持流畅。

8. 在React Fiber中，一个完整的渲染周期包括哪些步骤？ 一个完整的渲染周期通常包括以下步骤：

   • 初始化阶段：创建初始Fiber树。
   • Reconciliation阶段：通过对比新旧Fiber树计算出最小化的变更集。
   • Commit阶段：将变更应用于实际DOM树。
   • Layout阶段（浏览器行为）：根据新的DOM结构计算样式和布局。
   • Paint阶段（浏览器行为）：将渲染后的像素绘制到屏幕上。
   • Composite阶段（浏览器行为）：合成层渲染，特别针对硬件加速的图形。

   在Fiber架构中，这些步骤可以被细分成更小的、可中断的任务单元。

9. 如何利用React Fiber解决以前版本中存在的不能精确控制组件更新顺序的问题？ 在Fiber架构下，React可以通过跟踪每个Fiber节点的优先级，灵活安排组件更新顺序。开发者可以通过设置shouldComponentUpdate钩子、React.memo等手段帮助React判断组件是否应该更新，同时React自身也能更加智能地决定哪个组件先更新，哪个后更新，甚至可以中途暂停和恢复更新过程。

10. 假设在React Fiber中遇到一个长时间运行的任务，该如何避免阻塞UI渲染？ 如果在Fiber中遇到一个可能耗时较长的任务，Fiber调度器会在遍历过程中检查剩余时间，并在时间不足的情况下主动放弃当前任务的执行，转而去处理更高优先级的任务或者暂时把控制权交还给浏览器，等待下一个合适的时机（如空闲回调或下一帧动画帧）再继续未完成的更新。这样就能有效防止长时间任务阻塞UI渲染，提升用户体验