React Fiber 链表操作及原理示例详解

React Fiber 是 React 16 中全新的协调引擎，它可以在不阻塞渲染主线程的情况下，执行异步任务。为了实现这一目标，React Fiber 使用链表数据结构来管理组件树的遍历及操作。

React Fiber 的链表包含两个主要的节点类型：FiberNode 和 EffectNode。FiberNode 用于表示当前的组件，而 EffectNode 用于表示组件产生的副作用。可以将 EffectNode 看作是工作单元，它用于保存需要更新 DOM 或者执行其他副作用的操作。

下面是 FiberNode 的结构：

{
  tag, // 组件的类型，函数组件、类组件或原生标签组件
  key, // 用于辨识同一父组件下的不同子组件
  type, // 组件的构造函数或 DOM 标签，类组件为函数
  stateNode, // 存储组件实例、DOM 元素或者 null
  return, // 指向父节点
  child, // 指向第一个子节点
  sibling, // 指向下一个兄弟节点
  alternate, // 指向上次渲染的 FiberNode，便于复用
}

下面是 EffectNode 的结构：

{
  tag, // 组件副作用的类型，如插入、更新、删除等
  key, // 用于辨识同一父组件下的不同子组件
  create, // 表示需要插入的 DOM 元素或组件实例
  destroy, // 表示需要删除的 DOM 元素或组件实例
  updateQueue, // 表示需要更新的队列
  nextEffect, // 指向下一个 EffectNode
}

React Fiber 的工作流程大致如下：

1. 从根节点开始遍历整个组件树，创建 FiberNode。
2. 根据 FiberNode 的状态和标识位，执行适当的操作，如更新组件状态、执行生命周期函数或者调用计时器函数等。
3. 如果有子节点，则添加到链表的尾部。
4. 如果当前节点有下一个兄弟节点，则继续遍历。
5. 如果当前节点没有下一个兄弟节点，则回溯到父节点。
6. 当遇到根节点时，遍历结束。

考虑以下示例代码：

import React, { useState } from 'react';

export default function Counter() {
  const [count, setCount] = useState(0);

  function handleClick() {
    setCount(count + 1);
  }

  return (
    <div>
      <p>Count: {count}</p>
      <button onClick={handleClick}>Add</button>
    </div>
  );
}

该组件包含一个状态 count 和一个事件处理函数 handleClick。在按钮点击事件中，我们通过 setCount 来更新组件状态，然后再将更新的结果呈现在页面上。下面是 FiberNode 的数据结构示例：

{
  tag: 0b00000010, // 代表函数组件
  key: null,
  type: Counter, // 组件构造函数
  stateNode: {}, // 组件实例
  return: parent, // 父节点
  child: childFiber, // 第一个子节点
  sibling: null, // 无兄弟节点
  alternate: prevFiberNode, // 上一次渲染的 FiberNode
}

在进行组件树更新的过程中，React Fiber 会一边遍历 FiberNode 链表，一边执行组件状态的更新。下面是示例代码：

function updateComponent(nextElement) {
  const nextFiber = {
    tag: 0b00000010,
    key: null,
    type: Counter,
    stateNode: {}, // 新的组件实例
    return: null,
    child: null,
    sibling: null,
    alternate: currentFiber, // 上一次渲染的 FiberNode
  };

  workInProgressFiber = nextFiber;

  nextFiber.hooks = []; // 存储对状态进行更新的操作

  const children = [nextElement.type()];

  reconcileChildren(nextFiber, children);
}

function reconcileChildren(currentFiber, nextChildren) {
  if (!nextChildren) {
    return; // 没有子节点
  }

  let newFiber = null;
  let prevFiber = null;

  for (let i = 0; i < nextChildren.length; i++) {
    const nextChild = nextChildren[i];

    newFiber = {
      tag: getChildTag(nextChild),
      key: getChildKey(nextChild),
      type: getChildType(nextChild),
      props: getChildProps(nextChild),
      stateNode: getChildNode(nextChild), // DOM 元素或组件实例
      return: currentFiber,
      child: null,
      sibling: null,
      alternate: null, // 上一次渲染的 FiberNode
    };

    if (prevFiber) {
      prevFiber.sibling = newFiber;
    } else {
      currentFiber.child = newFiber;
    }

    prevFiber = newFiber;

    reconcileChildren(newFiber, getChildChildren(nextChild));
  }
}

在这个示例中，我们演示了 React Fiber 的链表操作及原理。通过更新 FiberNode 的状态和标识位，React Fiber 可以高效地进行组件树的操作和管理。