提到react fiber，大部分人都知道这是一个react新特性，看过一些网上的文章，大概能说出“纤程” “一种新的数据结构” “更新时调度机制”等关键词。

但如果被问：

本文将从两个框架的响应式设计为切入口讲清这两个问题，不涉及晦涩源码，不管有没有使用过react，阅读都不会有太大阻力。

无论你常用的是 react，还是 vue，“响应式更新”这个词肯定都不陌生。

响应式，直观来说就是视图会自动更新。如果一开始接触前端就直接上手框架，会觉得这是理所当然的，但在“响应式框架”出世之前，实现这一功能是很麻烦的。

下面我将做一个时间显示器，用原生 js、react、vue 分别实现：

想让屏幕上内容变化，必须需要先找到dom（document.getElementById）,然后再修改dom（clockDom.innerText）。

有了响应式框架，一切变得简单了

对内容做修改，只需要调用setState去修改数据，之后页面便会重新渲染。

我们一样不用关注dom，在修改数据时,直接this.state=xxx修改，页面就会展示最新的数据。

上文提到修改数据时，react需要调用setState方法，而vue直接修改变量就行。看起来只是两个框架的用法不同罢了，但响应式原理正在于此。

从底层实现来看修改数据：在react中，组件的状态是不能被修改的，setState没有修改原来那块内存中的变量，而是去新开辟一块内存；而vue则是直接修改保存状态的那块原始内存。

所以经常能看到react相关的文章里经常会出现一个词"immutable"，翻译过来就是不可变的。

数据修改了，接下来要解决视图的更新：react中，调用setState方法后，会自顶向下重新渲染组件，自顶向下的含义是，该组件以及它的子组件全部需要渲染；而vue使用Object.defineProperty（vue@3迁移到了Proxy）对数据的设置（setter）和获取（getter）做了劫持，也就是说，vue能准确知道视图模版中哪一块用到了这个数据，并且在这个数据修改时，告诉这个视图，你需要重新渲染了。

所以当一个数据改变，react的组件渲染是很消耗性能的——父组件的状态更新了，所有的子组件得跟着一起渲染，它不能像vue一样，精确到当前组件的粒度。

为了佐证，我分别用react和vue写了一个demo，功能很简单：父组件嵌套子组件，点击父组件的按钮会修改父组件的状态，点击子组件的按钮会修改子组件的状态。

为了更好的对比，直观展示渲染阶段，没用使用更流行的react函数式组件，vue也用的是不常见的render方法：

上面是使用react时的效果，修改父组件的状态，父子组件都会重新渲染：点击change Father state，不仅打印了Father:render，还打印了child:render。

上面使用vue时的效果，无论是修改哪个状态，组件都只重新渲染最小颗粒：点击change Father state，只打印Father:render，不会打印child:render。

首先需要强调的是，上文提到的“渲染”“render”“更新“都不是指浏览器真正渲染出视图。而是框架在javascript层面上，调用自身实现的render方法，生成一个普通的对象，这个对象保存了真实dom的属性，也就是常说的虚拟dom。本文会用组件渲染和页面渲染对两者做区分。

每次的视图更新流程是这样的：

由于react和vue的响应式实现原理不同，数据更新时，第一步中react组件会渲染出一棵更大的虚拟dom树。

上面说了这么多，都是为了方便讲清楚为什么需要react fiber：在数据更新时，react生成了一棵更大的虚拟dom树，给第二步的diff带来了很大压力——我们想找到真正变化的部分，这需要花费更长的时间。js占据主线程去做比较，渲染线程便无法做其他工作，用户的交互得不到响应，所以便出现了react fiber。

react fiber没法让比较的时间缩短，但它使得diff的过程被分成一小段一小段的，因为它有了“保存工作进度”的能力。js会比较一部分虚拟dom，然后让渡主线程，给浏览器去做其他工作，然后继续比较，依次往复，等到最后比较完成，一次性更新到视图上。

上文提到了，react fiber使得diff阶段有了被保存工作进度的能力，这部分会讲清楚为什么。

我们要找到前后状态变化的部分，必须把所有节点遍历。

在老的架构中，节点以树的形式被组织起来：每个节点上有多个指针指向子节点。要找到两棵树的变化部分，最容易想到的办法就是深度优先遍历，规则如下：

如果你系统学习过数据结构，应该很快就能反应过来，这不过是深度优先遍历的后续遍历。根据这个规则，在图中标出了节点完成遍历的顺序。

这种遍历有一个特点，必须一次性完成。假设遍历发生了中断，虽然可以保留当下进行中节点的索引，下次继续时，我们的确可以继续遍历该节点下面的所有子节点，但是没有办法找到其父节点——因为每个节点只有其子节点的指向。断点没有办法恢复，只能从头再来一遍。

以该树为例：

在遍历到节点2时发生了中断，我们保存对节点2的索引，下次恢复时可以把它下面的3、4节点遍历到，但是却无法找回5、6、7、8节点。

在新的架构中，每个节点有三个指针：分别指向第一个子节点、下一个兄弟节点、父节点。这种数据结构就是fiber，它的遍历规则如下：

根据这个规则，同样在图中标出了节点遍历完成的顺序。跟树结构对比会发现，虽然数据结构不同，但是节点的遍历开始和完成顺序一模一样。不同的是，当遍历发生中断时，只要保留下当前节点的索引，断点是可以恢复的——因为每个节点都保持着对其父节点的索引。

同样在遍历到节点2时中断，fiber结构使得剩下的所有节点依旧能全部被走到。

这就是react fiber的渲染可以被中断的原因。树和fiber虽然看起来很像，但本质上来说，一个是树，一个是链表。

这种数据结构之所以被叫做fiber，因为fiber的翻译是纤程，它被认为是协程的一种实现形式。协程是比线程更小的调度单位：它的开启、暂停可以被程序员所控制。具体来说，react fiber是通过requestIdleCallback这个api去控制的组件渲染的“进度条”。

requesetIdleCallback是一个属于宏任务的回调，就像setTimeout一样。不同的是，setTimeout的执行时机由我们传入的回调时间去控制，requesetIdleCallback是受屏幕的刷新率去控制。

本文不对这部分做深入探讨，只需要知道它每隔16ms会被调用一次，它的回调函数可以获取本次可以执行的时间，每一个16ms除了requesetIdleCallback的回调之外，还有其他工作，所以能使用的时间是不确定的，但只要时间到了，就会停下节点的遍历。

使用方法如下：