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React躬行记(16)——React源码分析

时间:2020-01-19 09:45:09      阅读:76      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:属性   form   直接   repo   之间   类型   codebase   ram   开发环境   

  React可大致分为三部分:Core、Reconciler和Renderer,在阅读源码之前,首先需要搭建测试环境,为了方便起见,本文直接采用了网友搭建好的环境,React版本是16.8.6,与最新版本很接近。

一、目录结构

  React采用了由Lerna维护monorepo方式进行代码管理,即用一个仓库管理多个模块(module)或包(package)。在React仓库的根目录中,包含三个目录:

  (1)fixtures,给源码贡献者准备的测试用例。

  (2)packages,React库提供的包的源码,包括核心代码、矢量图形库等,如下所列。

├── packages ------------------------------------ 源码目录
│   ├── react-art ------------------------------- 矢量图形渲染器
│   ├── react-dom ------------------------------- DOM渲染器
│   ├── react-native-renderer ------------------- Native渲染器(原生iOS和Android视图)
│   ├── react-test-renderer --------------------- JSON树渲染器
│   ├── react-reconciler ------------------------ React调和器

  (3)scripts,相关的工具配置脚本,包括语法规则、Git钩子等。

  React使用的前端模块化打包工具是Rollup,在源码中还引入了Flow,用于静态类型检查,在运行代码之前发现一些潜在的问题,其语法类似于TypeScript。

二、React核心对象

  在项目中引入React通常是像下面这样。

import React from ‘react‘;

  其实引入的是核心入口文件“packages/react/index.js”中导出的对象,如下所示,其中React.default用于Jest测试,React用于Rollup。

const React = require(‘./src/React‘);
// TODO: decide on the top-level export form.
// This is hacky but makes it work with both Rollup and Jest.
module.exports = React.default || React;

  顺着require()语句可以找到React.js中的React对象,代码省略了一大堆导入语句,其中__DEV__是个全局变量,用于管理开发环境中运行的代码块。

const React = {
  Children: {
    map,
    forEach,
    count,
    toArray,
    only,
  },

  createRef,
  Component,
  PureComponent,

  createContext,
  forwardRef,
  lazy,
  memo,

  useCallback,
  useContext,
  useEffect,
  useImperativeHandle,
  useDebugValue,
  useLayoutEffect,
  useMemo,
  useReducer,
  useRef,
  useState,

  Fragment: REACT_FRAGMENT_TYPE,
  Profiler: REACT_PROFILER_TYPE,
  StrictMode: REACT_STRICT_MODE_TYPE,
  Suspense: REACT_SUSPENSE_TYPE,
  unstable_SuspenseList: REACT_SUSPENSE_LIST_TYPE,

  createElement: __DEV__ ? createElementWithValidation : createElement,
  cloneElement: __DEV__ ? cloneElementWithValidation : cloneElement,
  createFactory: __DEV__ ? createFactoryWithValidation : createFactory,
  isValidElement: isValidElement,

  version: ReactVersion,

  unstable_withSuspenseConfig: withSuspenseConfig,

  __SECRET_INTERNALS_DO_NOT_USE_OR_YOU_WILL_BE_FIRED: ReactSharedInternals,
};

if (enableFlareAPI) {
  React.unstable_useResponder = useResponder;
  React.unstable_createResponder = createResponder;
}
if (enableFundamentalAPI) {
  React.unstable_createFundamental = createFundamental;
}
if (enableJSXTransformAPI) {
  if (__DEV__) {
    React.jsxDEV = jsxWithValidation;
    React.jsx = jsxWithValidationDynamic;
    React.jsxs = jsxWithValidationStatic;
  } else {
    React.jsx = jsx;
    React.jsxs = jsx;
  }
}
export default React;

  在React对象中包含了开放的核心API,例如React.Component、React.createRef()等,以及新引入的Hooks(内部的具体逻辑可转移到相关的包中),但渲染的逻辑已经剥离出来。

1)React.createElement()

  JSX中的元素称为React元素,分为两种类型:DOM元素和组件元素。用JSX描述的组件都会通过Babel编译器将它们转换成React.createElement()方法,它包含三个参数(如下所示),其中type是元素类型,也就是它的名称;props是一个由元素属性组成的对象;children是它的子元素(即内容),可以是文本也可以是其它元素。

React.createElement(type, [props], [...children])

  方法的返回值是一个ReactElement,省略了开发环境中的代码。

const ReactElement = function(type, key, ref, self, source, owner, props) {
  const element = {
    $$typeof: REACT_ELEMENT_TYPE,
    type: type,
    key: key,
    ref: ref,
    props: props,
    _owner: owner        //记录创建该元素的组件
  };
  return element;
};

  (1)$$typeof标识该对象是一个ReactElement。

  (2)当ReactElement是DOM元素时,type是元素名称;当ReactElement是组件元素时,type是其构造函数。

  (3)keyref是React组件中的两个特殊属性,前者用于标识身份,后者用于访问render()方法内生成的组件实例和DOM元素。

  (4)props是ReactElement中的属性,包括特殊的children属性

三、Reconciler

  虽然React的DOM和Native两种渲染器内部实现的区别很大,但为了能共享自定义组件、State、生命周期等特性,做到跨平台,就需要共享一些逻辑,而这些逻辑由Reconciler统一处理,其中协调算法(Diffing算法)也要尽可能相似。

1)Diffing算法

  当调用React的render()方法时,会创建一棵由React元素组成的树。在下一次State或Props更新时,相同的render()方法会返回一棵不同的树。React会应用Diffing算法来高效的比较两棵树,算法过程如下。

  (1)当根节点为不同类型的元素时,React会拆卸原有的树,销毁对应的DOM节点和关联的State、卸载子组件,最后再创建新的树。

  (2)当比对两个相同类型的DOM元素时,会保留DOM节点,仅比对变更的属性。

  (3)当比对两个相同类型的组件元素时,组件实例保持不变,更新该组件实例的Props。

  (4)当递归DOM节点的子元素时,React会同时遍历两个子元素的列表,比对相同位置的元素,性能比较低效。

  (5)在给子元素添加唯一标识的key属性后,就能只比对变更了key属性的元素。

2)Fiber Reconciler

  JavaScript与样式计算、界面布局等各种绘制,一起运行在浏览器的主线程中,当JavaScript运行时间过长时,将占用整个线程,阻塞其它任务。为了能在React渲染期间回到主线程执行其它任务,在React v16中提出了Fiber Reconciler,并将其设为默认的Reconciler,解决了过去Stack Reconciler中的固有问题和遗留的痛点,提高了动画、布局和手势等领域的性能。Fiber Reconciler的主要目标是:

  (1)暂停和切分渲染任务,并将分割的任务分布到各个帧中。

  (2)调整优先级,并重置或复用已完成的任务。

  (3)在父子元素之间交错处理,以支持React中的布局。

  (4)在render()方法中返回多个元素。

  (5)更好地支持错误边界。

3)调度任务

  Fiber可以分解任务,根据优先级将任务调度到浏览器提供的两个全局函数中,如下所列。

  (1)requestAnimationFrame:在下一个动画帧上执行高优先级的任务。

  (2)requestIdleCallback:在线程空闲时执行低优先级的任务。

   当网页保持在每秒60帧(1帧约为16ms)时,整体会变得很流畅。在每个帧中调用requestAnimationFrame()执行高优先级的任务;而在两个帧之间会有一小段空闲时间,此时可执行requestIdleCallback()中的任务,该函数包含一个deadline参数(截止时间),用于切分长任务。

4)Fiber数据结构

  在调和期间,从render()方法得到的每个React元素都需要升级为Fiber节点,并添加到Fiber节点树中。而与React元素不同,Fiber节点可复用,不会在每次渲染时重新创建。Fiber的数据结构大致如下,省略了部分属性,源码来自于packages/react-reconciler/src/ReactFiber.js

export type Fiber = {
  tag: WorkTag,
  key: null | string,
  elementType: any,
  type: any,
  stateNode: any,
  return: Fiber | null,
  child: Fiber | null,
  sibling: Fiber | null,
  ref: null | (((handle: mixed) => void) & {_stringRef: ?string}) | RefObject,
  effectTag: SideEffectTag,
  nextEffect: Fiber | null,
  firstEffect: Fiber | null,
  lastEffect: Fiber | null,
  expirationTime: ExpirationTime,
  alternate: Fiber | null,
  ...
};

  return、child和sibling三个属性分别表示父节点、第一个子节点和兄弟节点,通过它们使得Fiber节点能够基于链表连接在一起。假设有个ClickCounter组件,包含<button>和<span>两个元素,它们三者之间的关系如图12所示。

class ClickCounter extends React.Component {
  render() {
    return [
      <button>Update counter</button>,
      <span>10</span>
    ];
  }
}

技术图片

图 12 节点关系

  使用alternate属性双向连接当前Fiber和正在处理的Fiber(workInProgress),如下代码所示,当需要恢复时,可通过alternate属性直接回退。

let workInProgress = current.alternate;
if (workInProgress === null) {
  workInProgress.alternate = current;
  current.alternate = workInProgress;
}

  到期时间(ExpirationTime)是指完成此任务的时间,该时间越短,则优先级越高,需要尽早执行,具体逻辑在同目录的ReactFiberExpirationTime.js中。

四、生命周期钩子方法

  React在内部执行时会分为两个阶段:render和commit。

  在第一个render阶段(phase)中,React持有标记了副作用(side effect)的Fiber树并将其应用于实例,该阶段不会发生用户可见的更改,并且可异步执行,下面列出的是在render阶段执行的生命周期钩子方法

  (1)[UNSAFE_]componentWillMount(弃用)

  (2)[UNSAFE_]componentWillReceiveProps(弃用)

  (3)getDerivedStateFromProps

  (4)shouldComponentUpdate

  (5)[UNSAFE_]componentWillUpdate(弃用)

  (6)render

  标有UNSAFE的生命周期有可能被执行多次,并且经常被误解和滥用,例如在这些方法中执行副作用代码,可能出现渲染问题,或者任意操作DOM,可能引起回流(reflow)。于是官方推出了静态的getDerivedStateFromProps()方法,可限制状态更新以及DOM操作。

  在第二个commit阶段,任务都是同步执行的,下面列出的是commit阶段执行的生命周期钩子方法,这些方法都只执行一次,其中getSnapshotBeforeUpdate()是新增的,用于替换componentWillUpdate()。

  (1)getSnapshotBeforeUpdate

  (2)componentDidMount

  (3)componentDidUpdate

  (4)componentWillUnmount

  新的流程将变成图13这样。

技术图片

图 13 新的流程

 

【参考资料】
源码概览 官网

贡献者说明

React 源码解析系列(jokcy

如何阅读大型前端开源项目的源码

React源码解析(逻辑图)

react源码学习环境搭建

React源码系列(一): 总结看源码心得及方法感受

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react源码开始的那一步

React 源码全方位剖析

「译」React Fiber 那些事: 深入解析新的协调算法

【翻译】React Fiber 架构

React Fiber架构

为 Luy 实现 React Fiber 架构

协调 官网

完全理解React Fiber

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原文地址:https://www.cnblogs.com/strick/p/11950520.html

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