React技术揭秘2-2 双缓存机制

本文节选自 React技术揭秘

通过上一节的学习，我们了解了Fiber是什么，知道Fiber节点可以保存对应的DOM节点。

相应的，Fiber节点构成的Fiber树就对应DOM树。

那么如何更新DOM呢？这需要用到被称为“双缓存”的技术。

什么是“双缓存”

当我们用canvas绘制动画，每一帧绘制前都会调用ctx.clearRect清除上一帧的画面。如果当前帧画面计算量比较大，导致清除上一帧画面到绘制当前帧画面之间有较长间隙，就会出现白屏闪烁。

为了解决这个问题，我们可以在内存中绘制当前帧动画，绘制完毕后直接用当前帧替换上一帧画面，由于省去了两帧替换间的计算时间，不会出现从白屏到出现画面的闪烁情况。

这种在内存中构建并直接替换的技术叫做双缓存。

React使用“双缓存”来完成Fiber树的构建与替换——对应着DOM树的创建与更新。

双缓存Fiber树

在React中最多会同时存在两棵Fiber树。当前屏幕上显示内容对应的Fiber树称为current Fiber树，正在内存中构建的Fiber树称为workInProgress Fiber树。

current Fiber树中的Fiber节点被称为current fiber，workInProgress Fiber树中的Fiber节点被称为workInProgress fiber，他们通过alternate属性连接。

currentFiber.alternate === workInProgressFiber;
workInProgressFiber.alternate === currentFiber;

React应用的根节点通过current指针在不同Fiber树的rootFiber间切换来实现Fiber树的切换。

当workInProgress Fiber树构建完成交给Renderer渲染在页面上后，应用根节点的current指针指向workInProgress Fiber树，此时workInProgress Fiber树就变为current Fiber树。

每次状态更新都会产生新的workInProgress Fiber树，通过current与workInProgress的替换，完成DOM更新。

接下来我们以具体例子讲解mount时、update时的构建/替换流程。

mount时

考虑如下例子：

function App() {
  const [num, add] = useState(0);
  return (
    <p onClick={() => add(num + 1)}>{num}</p>
  )
}

ReactDOM.render(<App/>, document.getElementById('root'));

首次执行ReactDOM.render会创建rootFiberNode和rootFiber。其中rootFiberNode是整个应用的根节点，rootFiber是<App/>所在组件树的根节点。

之所以要区分rootFiberNode与rootFiber，是因为在应用中我们可以多次调用ReactDOM.render渲染不同的组件树，他们会拥有不同的rootFiber。但是整个应用的根节点只有一个，那就是rootFiberNode。

// current指向当前fiber树的根fiber
rootFiberNode.current = rootFiber;

由于是首屏渲染，页面中还没有任何DOM。所以rootFiber.child === null，即current Fiber树为空。

接下来进入render阶段在内存中依次创建workInProgress fiber并连接在一起构建workInProgress Fiber树。（图中右侧为内存中构建的树，左侧为页面显示的树）

图中右侧已构建完的workInProgress Fiber树在commit阶段渲染到页面。此时DOM更新为右侧树对应的样子。rootFiberNode的current指针指向workInProgress Fiber树使其变为current Fiber 树。

update时

接下来我们点击p节点触发状态改变，这会开启一次新的render阶段并构建一棵workInProgress Fiber 树。

其中很多workInProgress fiber的创建可以复用current Fiber树对应的节点数据。

这个决定是否复用的过程就是Diff算法，后面章节会详细讲解

workInProgress Fiber 树在render阶段完成构建后进入commit阶段渲染到页面上。渲染完毕后，workInProgress Fiber 树变为current Fiber 树。

总结

本文介绍了Fiber树的构建与替换过程，这个过程伴随着DOM的更新。

那么在构建过程中每个Fiber节点是如何创建的呢？我们会在下一节讲解。