深入理解 React 源码，带你从零实现 React v18 的核心功能，构建自己的 React 库。
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1. Reconciler 简介
在前端框架出现之前，通常会使用 jQuery 这样的库来开发页面。jQuery 是一个过程驱动的库，开发者需要直接调用浏览器的宿主环境 API，例如 DOM 操作等。这意味着开发者需要手动管理页面状态和交互，通过执行一系列的操作来更新页面。
然而，随着前端框架的出现，工作方式发生了根本性的变化，从过程驱动转变为状态驱动。在状态驱动的模式下，开发者不再直接操作宿主环境 API，而是通过前端框架提供的运行时核心模块来管理页面状态和更新。这些核心模块，例如 React 中的 Reconciler 和 Vue 中的 Renderer，负责将开发者编写的代码翻译成对应的宿主环境 API 调用，以更新页面。
Reconciler 的中文名叫协调器，它负责处理 React 元素的更新并在内部构建虚拟 DOM，这个过程是 React 框架实现高效的 UI 渲染和更新的核心逻辑所在。以下是 Reconciler 主要做的事情：
- 接收并解析 React 元素： Reconciler 接收 JSX 或者 createElement 函数返回的 React 元素，并将其解析成虚拟 DOM 树的结构。
- 协调更新： 比较新旧虚拟 DOM 树的差异，确定哪些部分需要更新，并生成更新计划。
- 构建虚拟 DOM 树： 在组件更新时，根据生成的更新计划，Reconciler 会更新虚拟 DOM 树的结构以反映最新的组件状态。
- 生成 DOM 更新指令： 将更新后的虚拟 DOM 树转换为真实的 DOM 更新指令，描述了如何将变更应用到实际的 DOM 树上。
我们先在 packages 目录下新建一个 react-reconciler 文件夹，执行 npm init，并更改配置文件如下，执行 pnpm i 安装依赖。
// packages/react-reconciler/package.json
{
"name": "react-reconciler",
"version": "1.0.0",
"description": "react reconciler",
"module": "index.ts",
"dependencies": {
"shared": "workspace: *"
},
"scripts": {
"test": "echo \"Error: no test specified\" && exit 1"
},
"author": "",
"license": "ISC"
}
2. 实现 FiberNode
FiberNode（纤维节点）是 Reconciler 的核心数据结构之一，用于构建协调树。Reconciler 使用 FiberNode 来表示 React 元素树中的节点，并通过比较 Fiber 树的差异，找出需要进行更新的部分，生成更新指令，来实现 UI 的渲染和更新。
每个 FiberNode 都表示着 React 元素树中的一个节点，它包含了以下几个重要的字段：
- type：节点的类型，可以是原生 DOM 元素、函数组件或类组件等；
- props：节点的属性，包括 DOM 元素的属性、函数组件的 props 等；
- stateNode：节点对应的实际 DOM 节点或组件实例；
- child：指向节点的第一个子节点；
- sibling：指向节点的下一个兄弟节点；
- return：指向节点的父节点；
- alternate：指向节点的备份节点，用于在协调过程中进行比较；
- effectTag：表示节点的副作用类型，如更新、插入、删除等；
- pendingProps：表示节点的新属性，用于在协调过程中进行更新。
接下来我们来实现一下 FiberNode 这个数据结构。
在 packages/react-reconciler/src/ 目录下新建 fiber.ts 文件，用来实现 FiberNode 类；新建 workTags.ts 文件，用于标识不同类型的工作单元；新建 fiberFlags.ts 文件，用于标识不同类型的副作用；代码如下：
// packages/react-reconciler/src/fiber.ts
import { Props, Key, Ref } from 'shared/ReactTypes';
import { WorkTag } from './workTags';
import { NoFlags, Flags } from './fiberFlags';
export class FiberNode {
tag: WorkTag;
key: Key;
stateNode: any;
type: any;
return: FiberNode | null;
sibling: FiberNode | null;
child: FiberNode | null;
index: number;
ref: Ref;
pendingProps: Props;
memoizedProps: Props | null;
memoizedState: any;
alternate: FiberNode | null;
flags: Flags;
subtreeFlags: Flags;
updateQueue: unknown;
constructor(tag: WorkTag, pendingProps: Props, key: Key) {
// 类型
this.tag = tag;
this.key = key;
this.ref = null;
this.stateNode = null; // 节点对应的实际 DOM 节点或组件实例
this.type = null; // 节点的类型，可以是原生 DOM 元素、函数组件或类组件等
// 构成树状结构
this.return = null; // 指向节点的父节点
this.sibling = null; // 指向节点的下一个兄弟节点
this.child = null; // 指向节点的第一个子节点
this.index = 0; // 索引
// 作为工作单元
this.pendingProps = pendingProps; // 表示节点的新属性，用于在协调过程中进行更新
this.memoizedProps = null; // 已经更新完的属性
this.memoizedState = null; // 更新完成后新的 State
this.alternate = null; // 指向节点的备份节点，用于在协调过程中进行比较
this.flags = NoFlags; // 表示节点的副作用类型，如更新、插入、删除等
this.subtreeFlags = NoFlags; // 表示子节点的副作用类型，如更新、插入、删除等
this.updateQueue = null; // 更新计划队列
}
}
// packages/react-reconciler/src/workTags.ts
export type WorkTag =
| typeof FunctionComponent
| typeof HostRoot
| typeof HostComponent
| typeof HostText;
export const FunctionComponent = 0;
export const HostRoot = 3;
export const HostComponent = 5;
export const HostText = 6;
// packages/react-reconciler/src/fiberFlags.ts
export type Flags = number;
export const NoFlags = 0b0000000;
export const PerformedWork = 0b0000001;
export const Placement = 0b0000010;
export const Update = 0b0000100;
export const ChildDeletion = 0b0001000;
3. 实现 Reconciler 工作流程
Reconciler 的工作流程总的来说就是对 Fiber 树进行一次 深度优先遍历（DFS） ，首先访问根节点，然后依次访问左子树和右子树，通过比较新节点（新生成的 React Element）和旧节点（现有的 FiberNode），生成更新计划，并打上不同的标记。
-
遍历 Fiber 树：
React 使用深度优先搜索（DFS）算法来遍历 Fiber 树，首先会从 Fiber 树的根节点开始进行遍历，遍历整个组件树的结构。 -
比较新旧节点：
对于每个 Fiber 节点，Reconciler会比较新节点（即新的React Element）和旧节点（即现有的FiberNode）之间的差异，比较的内容包括节点类型、属性、子节点等方面的差异。 -
生成更新计划：
根据比较的结果，Reconciler会生成一个更新计划，用于确定需要进行的操作，更新计划通常包括哪些节点需要更新、哪些节点需要插入到 DOM 中、哪些节点需要删除等信息。 -
打标记（Tagging）：
为了记录不同节点的操作，React 会为每个节点打上不同的标记。例如，如果节点需要更新，可能会打上更新标记（Update Tag）；如果节点是新创建的，可能会打上插入标记（Placement Tag）；如果节点被移除，可能会打上删除标记（Deletion Tag）等。 -
更新 Fiber 节点：
根据生成的更新计划和标记，Reconciler会更新对应的 Fiber 节点以反映组件的最新状态。更新操作可能包括更新节点的状态、更新节点的属性、调用生命周期方法等。 -
递归处理子节点：
对于每个节点的子节点，React 会递归地重复进行上述的比较和更新操作，以确保整个组件树都得到了正确的处理。
当所有 React Element 都比较完成之后，会生成一棵新的 Fiber 树，此时，一共存在两棵 Fiber 树：
- current: 与视图中真实 UI 对应的 Fiber 树，当 React 开始新的一轮渲染时，会使用
current作为参考来比较新的树与旧树的差异，决定如何更新 UI； - workInProgress: 触发更新后，正在 Reconciler 中计算的 Fiber 树，一旦
workInProgress上的更新完成，它将会被提交为新的current，成为下一次渲染的参考树，并清空旧的current树。
下面我们来实现一下 Reconciler 的完整工作流程。
在 packages/react-reconciler/src/ 目录下新建 workLoop.ts 文件：
// packages/react-reconciler/src/workLoop.ts
import { FiberNode } from './fiber';
let workInProgress: FiberNode | null = null;
function renderRoot(root: FiberNode) {
prepareFreshStack(root);
do {
try {
workLoop();
break;
} catch (e) {
console.warn('workLoop发生错误：', e);
workInProgress = null;
}
} while (true);
}
// 初始化 workInProgress 变量
function prepareFreshStack(root: FiberNode) {
workInProgress = root;
}
// 深度优先遍历，向下递归子节点
function workLoop() {
while (workInProgress !== null) {
performUnitOfWork(workInProgress);
}
}
function performUnitOfWork(fiber: FiberNode) {
// 比较并返回子 FiberNode
const next = beginWork(fiber);
fiber.memoizedProps = fiber.pendingProps;
if (next == null) {
// 没有子节点，则遍历兄弟节点或父节点
completeUnitOfWork(fiber);
} else {
// 有子节点，继续向下深度遍历
workInProgress = next;
}
}
// 深度优先遍历，向下递归子节点
function completeUnitOfWork(fiber: FiberNode) {
let node: FiberNode | null = fiber;
do {
// 生成更新计划
completeWork(node);
// 有兄弟节点，则遍历兄弟节点
const sibling = node.sibling;
if (sibling !== null) {
workInProgress = sibling;
return;
}
// 否则向上返回，遍历父节点
node = node.return;
// workInProgress 最终指向根节点
workInProgress = node;
} while (node !== null);
}
至此，我们就完成了 Reconciler 的大致工作流程，下一节将深入实现 Reconciler 的更新机制。
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原文链接：https://juejin.cn/post/7346837205773795362 作者：腾讯TNTWeb前端团队
