上一篇文章简单介绍了一下两种比较常用的Hooks - useState 和 useEffect
最近稍微拜读了一下Fiber的代码,尝试解释一下这两个Hook的实现。
Fiber reconciler
首先我们知道的是React维护了一个自己的Virtual DOM tree,当我们要创建一个新的元素Element时,是在VDOM tree上挂载mount, 更新update, 渲染render,最终在真实的DOM tree上绘制paint的。
在React里,实际上对一个元素,自顶向下的来说有三层认知层次:
a. DOM
真实的DOM结点,是我们最终看到的HTML上所写的结点。
b. Instance
也就是React所维护的实例,即Virtual DOM结点
c. Element
也就是我们所编写的代码,用来描述一个元素的样式和要展示的数据。我们调用的render方法实际上是告诉React要更新对应的Instance了。
同时JS是在浏览器的主线程上运行的,和样式计算、布局等绘制工作一起运行。
这样就导致一个问题,如果一个Element的更新时间太长,导致JS占用了很多浏览器资源,使得这次render以及paint的时间超过了1/24秒,那么就会出现肉眼可见的页面卡顿。
于是React 16发布了React Fiber reconciler来解决这个卡顿问题。
主要解决方法是把一次render任务拆分成一些更小的任务,每做完一段就把时间控制权交回给浏览器,不让JS一次占用太多时间。
为此我们又种了两棵树fiber tree(取代了原来的VDOM tree) 和 workInProgress tree,其中fiber tree是由fiber nodes组成的,记录了增量更新时需要的上下文信息,而workInProgress tree则是一个进度快照,用来进行断点恢复。
一个fiber node长得像这样:
{
return, //当前结点处理完后,向谁提交结果,即父结点
child,
sibling,
...
}
而workInProgress tree则是由fiber tree构造出来的,其维护了一个effect list,当fiber结点需要更新时,则给当前这个结点打一个tag,同时当前结点的effect(需要实施的更新)会返回给自己的return,这样当workInProgress tree构造出来时,其根节点的effect list就是要做的所有side effect。此过程中的任何一步都可以中断。
之后执行commit操作,即渲染DOM Node,此过程是不可中断的。
值得注意的是,fiber node和workInProgress node使用的是同样的数据结构。
实际上当commit操作完成以后,react将workInProgress tree和fiber node的指针互换,因为此时workInProgress tree的状态和真实的DOM tree相同。
Hooks
现在我们对上文所述的fiber node扩充一下
{
return, //当前结点处理完后,向谁提交结果,即父结点
child,
sibling,
memoizedState,
}
React在每次结点render之前会计算出当前的state并赋值给fiber实例的memoizedState,再调用render方法。所以React可以根据这条属性拿到当前的state。
对于一个class形式的component来说,我们可以很轻松的将state与memoizedState对应起来。
而在一个function形式的component里,我们一般是这样使用state的
const Example = () => {
const [name, setName] = useState("");
const [email, setEmail] = useState("");
}
我们知道fiber node上只有一个memoizedState,但在Hooks中,React并不知道我们调用了几次useState,我们要怎么把每个Hook的state合并到fiber node上的memoizedState上呢?
React定义了一个Hook对象:
{
memoizedState: any,
baseState: any,
baseUpdate: Update<any, any> | null,
queue: UpdateQueue<any, any> | null,
next: Hook | null,
}
这样当我们每调用一次useState,React就创建了一个新的Hook对象,然后连接到当前Hooks链表的尾部。
也因此,我们在看Hooks文档的时候会发现有一条规则,不要在条件判断语句里使用Hooks
每次useXXX在执行的时候,第一个运行的函数是下面这个:
function mountWorkInProgressHook(): Hook {
const hook: Hook = {
memoizedState: null,
baseState: null,
queue: null,
baseUpdate: null,
next: null,
};
if (workInProgressHook === null) {
// This is the first hook in the list
firstWorkInProgressHook = workInProgressHook = hook;
} else {
// Append to the end of the list
workInProgressHook = workInProgressHook.next = hook;
}
return workInProgressHook;
}
如上例中,如果Name这个Hook因为某些原因被跳过的话,那么我们的Email会成为这次函数执行里第一次被调用的Hook,也就是会拿到当前Hooks list里的第一个值。
那么setState是怎样实现的呢?上源码
function mountState<S>(
initialState: (() => S) | S,
): [S, Dispatch<BasicStateAction<S>>] {
const hook = mountWorkInProgressHook();
if (typeof initialState === 'function') {
initialState = initialState();
}
hook.memoizedState = hook.baseState = initialState;
const queue = (hook.queue = {
last: null,
dispatch: null,
lastRenderedReducer: basicStateReducer,
lastRenderedState: (initialState: any),
});
const dispatch: Dispatch<
BasicStateAction<S>,
> = (queue.dispatch = (dispatchAction.bind(
null,
// Flow doesn't know this is non-null, but we do.
((currentlyRenderingFiber: any): Fiber),
queue,
): any));
return [hook.memoizedState, dispatch];
}
mountState是我们实际调用的useState实现,根据代码我们可以看出来,我们拿到的setState方法实际上是一个Dispatch,而当我们调用得到的setState时,会创建一个Update对象:
type Update<S, A> = {
expirationTime: ExpirationTime,
suspenseConfig: null | SuspenseConfig,
action: A,
eagerReducer: ((S, A) => S) | null,
eagerState: S | null,
next: Update<S, A> | null,
};
action是我们传给dispatch的action也就是setState传入的值。
当我们收集到所有的update之后,就会调用React的更新,当其执行到我们的这个Functional Component时,就会执行对应的useState, 其Hook对象上的queue保存了我们要执行的update,执行完所有update后拿到最终的state保存到memoizedState上,起到setState的效果。你可能要问为什么queue是个UpdateQueue,因为我们可能会调用多次setState。
当所有的Hook执行完以后,拿到全部memoizedState,更新到fiber node上。
同样的,React也为Effect提供了一个对象:
type Effect = {
tag: HookEffectTag,
create: () => (() => void) | void,
destroy: (() => void) | void,
deps: Array<mixed> | null,
next: Effect,
};
useEffct的调用分了三个阶段:
function mountEffect(
create: () => (() => void) | void,
deps: Array<mixed> | void | null,
): void {
if (__DEV__) {
// $FlowExpectedError - jest isn't a global, and isn't recognized outside of tests
if ('undefined' !== typeof jest) {
warnIfNotCurrentlyActingEffectsInDEV(
((currentlyRenderingFiber: any): Fiber),
);
}
}
return mountEffectImpl(
UpdateEffect | PassiveEffect,
UnmountPassive | MountPassive,
create,
deps,
);
}
在这个阶段给useEffect打上了一个effectTag用来标记这个Effect的类型
function mountEffectImpl(fiberEffectTag, hookEffectTag, create, deps): void {
const hook = mountWorkInProgressHook();
const nextDeps = deps === undefined ? null : deps;
sideEffectTag |= fiberEffectTag;
hook.memoizedState = pushEffect(hookEffectTag, create, undefined, nextDeps);
}
这个阶段把当前Effect的tag更新到了整个component上
function pushEffect(tag, create, destroy, deps) {
const effect: Effect = {
tag,
create,
destroy,
deps,
// Circular
next: (null: any),
};
if (componentUpdateQueue === null) {
componentUpdateQueue = createFunctionComponentUpdateQueue();
componentUpdateQueue.lastEffect = effect.next = effect;
} else {
const lastEffect = componentUpdateQueue.lastEffect;
if (lastEffect === null) {
componentUpdateQueue.lastEffect = effect.next = effect;
} else {
const firstEffect = lastEffect.next;
lastEffect.next = effect;
effect.next = firstEffect;
componentUpdateQueue.lastEffect = effect;
}
}
return effect;
}
最后一个阶段,把当前effect添加到componentUpdateQueue的尾部。
值得注意的一点是,componentUpdateQueue最终形成了一个环,因此需要一个lastEffect标记实际上的最后一个Effect是谁。
在拿到所有的effect后,React将componentUpdateQueue更新给了currentlyRenderingFiber的updateQueue,最终由workInProgress tree去收集并执行所有fiber node上的effect。