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React 是一个用于构建用户界面的 JavaScript 库，它的核心思想是通过声明式的方式描述 UI，并通过虚拟 DOM 技术实现高效的 UI 更新。在 React 16 之前，React 使用的是 Stack Reconciler（栈协调器）来处理组件的更新，但这种机制在处理复杂应用时存在性能瓶颈。为了解决这些问题，React 团队引入了 Fiber 架构，这是一种全新的协调算法，能够更好地处理高优先级的更新、中断和恢复渲染过程。
本文将深入探讨 React Fiber 树的构建与更新过程，帮助读者理解 Fiber 架构的工作原理及其在 React 中的应用。
Fiber 是 React 16 引入的一种新的协调算法，它的核心思想是将渲染过程分解为多个小任务，并通过优先级调度和时间切片技术来实现高效的 UI 更新。Fiber 架构的主要特点包括：
Fiber 架构的核心是 Fiber 树，它是一个链表结构，每个节点代表一个组件或 DOM 元素。Fiber 树不仅包含了组件的状态和属性，还包含了与渲染相关的信息，如优先级、副作用等。
Fiber 节点是 Fiber 树的基本单元，每个 Fiber 节点都包含以下信息：
Fiber 节点的结构使得 React 能够在渲染过程中灵活地遍历和操作 Fiber 树，从而实现高效的更新。
Fiber 树的构建过程可以分为三个阶段：初始化阶段、协调阶段和提交阶段。
在初始化阶段，React 会创建一个根 Fiber 节点，并将其与实际的 DOM 容器关联起来。根 Fiber 节点是整个 Fiber 树的起点，它的 stateNode 属性指向实际的 DOM 容器。
const root = document.getElementById('root');
const fiberRoot = ReactDOM.createRoot(root);
在创建根 Fiber 节点后，React 会开始构建整个 Fiber 树。这个过程是从根节点开始，递归地遍历整个组件树，为每个组件或 DOM 元素创建一个对应的 Fiber 节点。
协调阶段是 Fiber 树构建的核心阶段，React 会在这个阶段比较新旧 Fiber 树，并确定需要进行的更新操作。协调阶段的主要任务包括：
在协调阶段，React 会根据优先级调度和时间切片技术，将任务分解为多个小任务，并在每个时间片内执行一部分任务。这样可以避免长时间占用主线程，提高应用的响应性。
提交阶段是 Fiber 树构建的最后阶段，React 会在这个阶段将协调阶段确定的更新操作应用到实际的 DOM 中。提交阶段的主要任务包括：
提交阶段是同步执行的，React 会一次性将所有更新操作应用到 DOM 中，确保 UI 的一致性。
Fiber 树的更新过程与构建过程类似，也可以分为三个阶段：调度阶段、协调阶段和提交阶段。
在调度阶段，React 会根据任务的优先级决定任务的执行顺序。React 使用优先级调度算法来确定哪些任务需要立即执行，哪些任务可以延迟执行。优先级调度算法的主要目标是在保证高优先级任务及时执行的同时，尽可能减少低优先级任务的延迟。
React 中的优先级分为以下几种：
在调度阶段，React 会根据任务的优先级将任务分配到不同的调度队列中，并在适当的时间执行这些任务。
协调阶段的更新过程与构建过程类似，React 会遍历新旧 Fiber 树，比较每个节点的类型、key 和 props，确定是否需要更新。如果节点需要更新，React 会标记节点的副作用类型，如插入、更新、删除等。
在协调阶段，React 会根据优先级调度和时间切片技术，将任务分解为多个小任务，并在每个时间片内执行一部分任务。这样可以避免长时间占用主线程，提高应用的响应性。
提交阶段的更新过程与构建过程类似，React 会遍历 Fiber 树，处理所有标记了副作用的节点，并将更新操作应用到实际的 DOM 中。提交阶段是同步执行的，React 会一次性将所有更新操作应用到 DOM 中，确保 UI 的一致性。
Fiber 架构引入了多种优化策略，以提高 React 应用的性能和响应性。这些优化策略包括优先级调度、时间切片和双缓冲机制。
优先级调度是 Fiber 架构的核心优化策略之一，它允许 React 根据任务的优先级决定任务的执行顺序。优先级调度算法的主要目标是在保证高优先级任务及时执行的同时，尽可能减少低优先级任务的延迟。
React 中的优先级分为以下几种：
在调度阶段，React 会根据任务的优先级将任务分配到不同的调度队列中，并在适当的时间执行这些任务。
时间切片是 Fiber 架构的另一个核心优化策略，它将渲染过程分解为多个小任务，并在每个时间片内执行一部分任务。这样可以避免长时间占用主线程，提高应用的响应性。
时间切片的主要思想是将渲染任务分解为多个小任务，并在每个时间片内执行一部分任务。当时间片用尽时，React 会暂停当前任务，将控制权交还给浏览器，处理用户输入、动画等更高优先级的任务。当浏览器空闲时，React 会继续执行未完成的任务。
时间切片技术使得 React 能够在处理复杂应用时保持流畅的用户体验，避免长时间占用主线程导致的卡顿现象。
双缓冲机制是 Fiber 架构的另一个重要优化策略，它通过维护两个 Fiber 树来实现高效的更新。双缓冲机制的主要思想是在更新过程中，React 会同时维护当前 Fiber 树和备份 Fiber 树。当前 Fiber 树用于渲染 UI，备份 Fiber 树用于存储更新后的状态。
在协调阶段，React 会遍历备份 Fiber 树，比较新旧 Fiber 节点，确定需要进行的更新操作。在提交阶段，React 会将备份 Fiber 树中的更新操作应用到当前 Fiber 树中，完成 UI 的更新。
双缓冲机制使得 React 能够在更新过程中保持 UI 的一致性，避免更新过程中出现的闪烁、卡顿等现象。
在开发 React 应用时，调试和性能分析是非常重要的环节。React 提供了一些工具和技术，帮助开发者调试和优化 Fiber 树的构建与更新过程。
React Developer Tools 是 React 官方提供的浏览器扩展工具，它可以帮助开发者调试 React 应用的组件树、状态和性能。React Developer Tools 提供了以下功能：
React Developer Tools 是调试 React 应用的重要工具，开发者可以通过它快速定位和解决组件树中的问题。
React Profiler 是 React 16.5 引入的性能分析工具，它可以帮助开发者分析 React 应用的渲染性能。React Profiler 提供了以下功能：
React Profiler 是性能分析的重要工具，开发者可以通过它深入了解应用的性能表现，并进行针对性的优化。
除了 React 提供的工具外，开发者还可以使用一些第三方性能监控工具，如 Lighthouse、WebPageTest 等，来分析 React 应用的性能。这些工具可以帮助开发者了解应用的整体性能表现，并提供详细的性能报告和优化建议。
React Fiber 架构是 React 16 引入的一种全新的协调算法，它通过优先级调度、时间切片和双缓冲机制等技术，实现了高效的 UI 更新。Fiber 树的构建与更新过程可以分为初始化阶段、协调阶段和提交阶段，每个阶段都有其特定的任务和目标。
通过深入理解 Fiber 树的构建与更新过程，开发者可以更好地优化 React 应用的性能，提升用户体验。同时，React 提供的调试和性能分析工具，如 React Developer Tools 和 React Profiler，也为开发者提供了强大的支持，帮助他们快速定位和解决性能问题。
在未来，随着 React 的不断发展，Fiber 架构将继续优化和改进，为开发者提供更高效、更灵活的 UI 更新机制。
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