前面的文章分析了 Concurrent 模式下异步更新的逻辑，以及 Fiber 架构是如何进行时间分片的，更新过程中的很多内容都省略了，评论区也收到了一些同学对更新过程的疑惑，今天的文章就来讲解下 React Fiber 架构的更新机制。
Fiber 数据结构
我们先回顾一下 Fiber 节点的数据结构(之前文章省略了一部分属性，所以和之前文章略有不同)：
function FiberNode (tag, key) { // 节点 key，主要用于了优化列表 diff this.key = key // 节点类型；FunctionComponent: 0, ClassComponent: 1, HostRoot: 3 ... this.tag = tag // 子节点 this.child = null // 父节点 this.return = null // 兄弟节点 this.sibling = null // 更新队列，用于暂存 setState 的值 this.updateQueue = null // 新传入的 props this.pendingProps = pendingProps; // 之前的 props this.memoizedProps = null; // 之前的 state this.memoizedState = null; // 节点更新过期时间，用于时间分片 // react 17 改为：lanes、childLanes this.expirationTime = NoLanes this.childExpirationTime = NoLanes // 对应到页面的真实 DOM 节点 this.stateNode = null // Fiber 节点的副本，可以理解为备胎，主要用于提升更新的性能 this.alternate = null // 副作用相关，用于标记节点是否需要更新 // 以及更新的类型：替换成新节点、更新属性、更新文本、删除…… this.effectTag = NoEffect // 指向下一个需要更新的节点 this.nextEffect = null this.firstEffect = null this.lastEffect = null }缓存机制
可以注意到 Fiber 节点有个 alternate 属性，该属性在节点初始化的时候默认为空(this.alternate = null)。这个节点的作用就是用来缓存之前的 Fiber 节点，更新的时候会判断 fiber.alternate 是否为空来确定当前是首次渲染还是更新。下面我们上代码：
import React from 'react'; import ReactDOM from 'react-dom'; class App extends React.Component { state = { val: 0 } render() { return <div>val: { this.state.val }</div> } } ReactDOM.unstable_createRoot( document.getElementById('root') ).render(<App />)在调用 createRoot 的时候，会先生成一个FiberRootNode，在 FiberRootNode 下会有个 current 属性，current 指向 RootFiber 可以理解为一个空 Fiber。后续调用的 render 方法，就是将传入的组件挂载到 FiberRootNode.current(即 RootFiber) 的空 Fiber 节点上。
// 实验版本对外暴露的 createRoot 需要加上 `unstable_` 前缀 exports.unstable_createRoot = createRoot function createRoot(container) { return new ReactDOMRoot(container) } function ReactDOMRoot(container) { var root = new FiberRootNode() // createRootFiber => createFiber => return new FiberNode(tag); root.current = createRootFiber() // 挂载一个空的 fiber 节点 this._internalRoot = root } ReactDOMRoot.prototype.render = function render(children) { var root = this._internalRoot var update = createUpdate() update.payload = { element: children } const rootFiber = root.current // update对象放到 rootFiber 的 updateQueue 中 enqueueUpdate(rootFiber, update) // 开始更新流程 scheduleUpdateOnFiber(rootFiber) }render 最后调用 scheduleUpdateOnFiber 进入更新任务，该方法之前有说明，最后会通过 scheduleCallback 走 MessageChannel 消息进入下个任务队列，最后调用 performConcurrentWorkOnRoot 方法。
// scheduleUpdateOnFiber // => ensureRootIsScheduled // => scheduleCallback(performConcurrentWorkOnRoot) function performConcurrentWorkOnRoot(root) { renderRootConcurrent(root) } function renderRootConcurrent(root) { // workInProgressRoot 为空，则创建 workInProgress if (workInProgressRoot !== root) { createWorkInProgress() } } function createWorkInProgress() { workInProgressRoot = root var current = root.current var workInProgress = current.alternate; if (workInProgress === null) { // 第一次构建，需要创建副本 workInProgress = createFiber(current.tag) workInProgress.alternate = current current.alternate = workInProgress } else { // 更新过程可以复用 workInProgress.nextEffect = null workInProgress.firstEffect = null workInProgress.lastEffect = null } }开始更新时，如果 workInProgress 为空会指向一个新的空 Fiber 节点，表示正在进行工作的 Fiber 节点。
workInProgress.alternate = current current.alternate = workInProgress
构造好 workInProgress 之后，就会开始在新的 RootFiber 下生成新的子 Fiber 节点了。
function renderRootConcurrent(root) { // 构造 workInProgress... // workInProgress.alternate = current // current.alternate = workInProgress // 进入遍历 fiber 树的流程 workLoopConcurrent() } function workLoopConcurrent() { while (workInProgress !== null && !shouldYield()) { performUnitOfWork() } } function performUnitOfWork() { var current = workInProgress.alternate // 返回当前 Fiber 的 child const next = beginWork(current, workInProgress) // 省略后续代码... }按照我们前面的案例， workLoopConcurrent 调用完成后，最后得到的 fiber 树如下：
class App extends React.Component { state = { val: 0 } render() { return <div>val: { this.state.val }</div> } }
最后进入 Commit 阶段的时候，会切换 FiberRootNode 的 current 属性：
function performConcurrentWorkOnRoot() { renderRootConcurrent() // 结束遍历流程，fiber tree 已经构造完毕 var finishedWork = root.current.alternate root.finishedWork = finishedWork commitRoot(root) } function commitRoot() { var finishedWork = root.finishedWork root.finishedWork = null root.current = finishedWork // 切换到新的 fiber 树 }
上面的流程为第一次渲染，通过 setState({ val: 1 }) 更新时，workInProgress 会切换到 root.current.alternate。
function createWorkInProgress() { workInProgressRoot = root var current = root.current var workInProgress = current.alternate; if (workInProgress === null) { // 第一次构建，需要创建副本 workInProgress = createFiber(current.tag) workInProgress.alternate = current current.alternate = workInProgress } else { // 更新过程可以复用 workInProgress.nextEffect = null workInProgress.firstEffect = null workInProgress.lastEffect = null } }
在后续的遍历过程中(workLoopConcurrent())，会在旧的 RootFiber 下构建一个新的 fiber tree，并且每个 fiber 节点的 alternate 都会指向 current fiber tree 下的节点。
这样 FiberRootNode 的 current 属性就会轮流在两棵 fiber tree 不停的切换，即达到了缓存的目的，也不会过分的占用内存。
更新队列
在 React 15 里，多次 setState 会被放到一个队列中，等待一次更新。
// setState 方法挂载到原型链上 ReactComponent.prototype.setState = function (partialState, callback) { // 调用 setState 后，会调用内部的 updater.enqueueSetState this.updater.enqueueSetState(this, partialState) }; var ReactUpdateQueue = { enqueueSetState(component, partialState) { // 在组件的 _pendingStateQueue 上暂存新的 state if (!component._pendingStateQueue) { component._pendingStateQueue = [] } // 将 setState 的值放入队列中 var queue = component._pendingStateQueue queue.push(partialState) enqueueUpdate(component) } }同样在 Fiber 架构中，也会有一个队列用来存放 setState 的值。每个 Fiber 节点都有一个 updateQueue 属性，这个属性就是用来缓存 setState 值的，只是结构从 React 15 的数组变成了链表结构。
无论是首次 Render 的 Mount 阶段，还是 setState 的 Update 阶段，内部都会调用 enqueueUpdate 方法。
// --- Render 阶段 --- function initializeUpdateQueue(fiber) { var queue = { baseState: fiber.memoizedState, firstBaseUpdate: null, lastBaseUpdate: null, shared: { pending: null }, effects: null } fiber.updateQueue = queue } ReactDOMRoot.prototype.render = function render(children) { var root = this._internalRoot var update = createUpdate() update.payload = { element: children } const rootFiber = root.current // 初始化 rootFiber 的 updateQueue initializeUpdateQueue(rootFiber) // update 对象放到 rootFiber 的 updateQueue 中 enqueueUpdate(rootFiber, update) // 开始更新流程 scheduleUpdateOnFiber(rootFiber) } // --- Update 阶段 --- Component.prototype.setState = function (partialState, callback) { this.updater.enqueueSetState(this, partialState) } var classComponentUpdater = { enqueueSetState: function (inst, payload) { // 获取实例对应的fiber var fiber = get(inst) var update = createUpdate() update.payload = payload // update 对象放到 rootFiber 的 updateQueue 中 enqueueUpdate(fiber, update) scheduleUpdateOnFiber(fiber) } }enqueueUpdate 方法的主要作用就是将 setState 的值挂载到 Fiber 节点上。
function enqueueUpdate(fiber, update) { var updateQueue = fiber.updateQueue; if (updateQueue === null) { // updateQueue 为空则跳过 return; } var sharedQueue = updateQueue.shared; var pending = sharedQueue.pending; if (pending === null) { update.next = update; } else { update.next = pending.next; pending.next = update; } sharedQueue.pending = update; }多次 setState 会在 sharedQueue.pending 上形成一个单向循环链表，具体例子更形象的展示下这个链表结构。
class App extends React.Component { state = { val: 0 } click () { for (let i = 0; i < 3; i++) { this.setState({ val: this.state.val + 1 }) } } render() { return <div onClick={() => { this.click() }}>val: { this.state.val }</div> } }点击 div 之后，会连续进行三次 setState，每次 setState 都会更新 updateQueue。
更新过程中，我们遍历下 updateQueue 链表，可以看到结果与预期的一致。
let $pending = sharedQueue.pending // 遍历链表，在控制台输出 payload while($pending) { console.log('update.payload', $pending.payload) $pending = $pending.next }
递归 Fiber 节点
Fiber 架构下每个节点都会经历递(beginWork)和归(completeWork)两个过程：
beginWork：生成新的 state，调用 render 创建子节点，连接当前节点与子节点;
completeWork：依据 EffectTag 收集 Effect，构造 Effect List;
先回顾下这个流程：
function workLoopConcurrent() { while (workInProgress !== null && !shouldYield()) { performUnitOfWork() } } function performUnitOfWork() { var current = workInProgress.alternate // 返回当前 Fiber 的 child const next = beginWork(current, workInProgress) if (next === null) { // child 不存在 completeUnitOfWork() } else { // child 存在 // 重置 workInProgress 为 child workInProgress = next } } function completeUnitOfWork() { // 向上回溯节点 let completedWork = workInProgress while (completedWork !== null) { // 收集副作用，主要是用于标记节点是否需要操作 DOM var current = completedWork.alternate completeWork(current, completedWork) // 省略构造 Effect List 过程 // 获取 Fiber.sibling let siblingFiber = workInProgress.sibling if (siblingFiber) { // sibling 存在，则跳出 complete 流程，继续 beginWork workInProgress = siblingFiber return } completedWork = completedWork.return workInProgress = completedWork } }递(beginWork)
先看看 beginWork 进行了哪些操作：
function beginWork(current, workInProgress) { if (current !== null) { // current 不为空，表示需要进行 update var oldProps = current.memoizedProps // 原先传入的 props var newProps = workInProgress.pendingProps // 更新过程中新的 props // 组件的 props 发生变化，或者 type 发生变化 if (oldProps !== newProps || workInProgress.type !== current.type) { // 设置更新标志位为 true didReceiveUpdate = true } } else { // current 为空表示首次加载，需要进行 mount didReceiveUpdate = false } // tag 表示组件类型，不用类型的组件调用不同方法获取 child switch(workInProgress.tag) { // 函数组件 case FunctionComponent: return updateFunctionComponent(current, workInProgress, newProps) // Class组件 case ClassComponent: return updateClassComponent(current, workInProgress, newProps) // DOM 原生组件（div、span、button……） case HostComponent: return updateHostComponent(current, workInProgress) // DOM 文本组件 case HostText: return updateHostText(current, workInProgress) } }首先判断 current(即：workInProgress.alternate) 是否存在，如果存在表示需要更新，不存在就是首次加载，didReceiveUpdate 变量设置为 false，didReceiveUpdate 变量用于标记是否需要调用 render 新建 fiber.child，如果为 false 就会重新构建fiber.child，否则复用之前的 fiber.child。
然后会依据 workInProgress.tag 调用不同的方法构建 fiber.child。关于 workInProgress.tag 的含义可以参考 react/packages/shared/ReactWorkTags.js，主要是用来区分每个节点各自的类型，下面是常用的几个：
var FunctionComponent = 0; // 函数组件 var ClassComponent = 1; // Class组件 var HostComponent = 5; // 原生组件 var HostText = 6; // 文本组件
调用的方法不一一展开讲解，我们只看看 updateClassComponent：
// 更新 class 组件 function updateClassComponent(current, workInProgress, newProps) { // 更新 state，省略了一万行代码，只保留了核心逻辑，看看就好 var oldState = workInProgress.memoizedState var newState = oldState var queue = workInProgress.updateQueue var pendingQueue = queue.shared.pending var firstUpdate = pendingQueue var update = pendingQueue do { // 合并 state var partialState = update.payload newState = Object.assign({}, newState, partialState) // 链表遍历完毕 update = update.next if (update === firstUpdate) { // 链表遍历完毕 queue.shared.pending = null break } } while (true) workInProgress.memoizedState = newState // state 更新完毕 // 检测 oldState 和 newState 是否一致，如果一致，跳过更新 // 调用 componentWillUpdate 判断是否需要更新 var instance = workInProgress.stateNode instance.props = newProps instance.state = newState // 调用 Component 实例的 render var nextChildren = instance.render() reconcileChildren(current, workInProgress, nextChildren) return workInProgress.child }首先遍历了之前提到的 updateQueue 更新 state，然后就是判断 state 是否更新，以此来推到组件是否需要更新(这部分代码省略了)，最后调用的组件 render 方法生成子组件的虚拟 DOM。最后的 reconcileChildren 就是依据 render 的返回值来生成 fiber 节点并挂载到 workInProgress.child 上。
// 构造子节点 function reconcileChildren(current, workInProgress, nextChildren) { if (current === null) { workInProgress.child = mountChildFibers( workInProgress, null, nextChildren ) } else { workInProgress.child = reconcileChildFibers( workInProgress, current.child, nextChildren ) } } // 两个方法本质上一样，只是一个需要生成新的 fiber，一个复用之前的 var reconcileChildFibers = ChildReconciler(true) var mountChildFibers = ChildReconciler(false) function ChildReconciler(shouldTrackSideEffects) { return function (returnFiber, currentChild, nextChildren) { // 不同类型进行不同的处理 // 返回对象 if (typeof newChild === 'object' && newChild !== null) { return placeSingleChild( reconcileSingleElement( returnFiber, currentChild, newChild ) ) } // 返回数组 if (Array.isArray(newChild)) { // ... } // 返回字符串或数字，表明是文本节点 if ( typeof newChild === 'string' || typeof newChild === 'number' ) { // ... } // 返回 null，直接删除节点 return deleteRemainingChildren(returnFiber, currentChild) } }篇幅有限，看看 render 返回值为对象的情况(通常情况下，render 方法 return 的如果是 jsx 都会被转化为虚拟 DOM，而虚拟 DOM 必定是对象或数组)：
if (typeof newChild === 'object' && newChild !== null) { return placeSingleChild( // 构造 fiber，或者是复用 fiber reconcileSingleElement( returnFiber, currentChild, newChild ) ) } function placeSingleChild(newFiber) { // 更新操作，需要设置 effectTag if (shouldTrackSideEffects && newFiber.alternate === null) { newFiber.effectTag = Placement } return newFiber }归(completeWork)
当 fiber.child 为空时，就会进入 completeWork 流程。而 completeWork 主要就是收集 beginWork 阶段设置的 effectTag，如果有设置 effectTag 就表明该节点发生了变更， effectTag 的主要类型如下(默认为 NoEffect ，表示节点无需进行操作，完整的定义可以参考 react/packages/shared/ReactSideEffectTags.js)：
export const NoEffect = /* */ 0b000000000000000; export const PerformedWork = /* */ 0b000000000000001; // You can change the rest (and add more). export const Placement = /* */ 0b000000000000010; export const Update = /* */ 0b000000000000100; export const PlacementAndUpdate = /* */ 0b000000000000110; export const Deletion = /* */ 0b000000000001000; export const ContentReset = /* */ 0b000000000010000; export const Callback = /* */ 0b000000000100000; export const DidCapture = /* */ 0b000000001000000;
我们看看 completeWork 过程中，具体进行了哪些操作：
function completeWork(current, workInProgress) { switch (workInProgress.tag) { // 这些组件没有反应到 DOM 的 effect，跳过处理 case Fragment: case MemoComponent: case LazyComponent: case ContextConsumer: case FunctionComponent: return null // class 组件 case ClassComponent: { // 处理 context var Component = workInProgress.type if (isContextProvider(Component)) { popContext(workInProgress) } return null } case HostComponent: { // 这里 Fiber 的 props 对应的就是 DOM 节点的 props // 例如：id、src、className …… var newProps = workInProgress.pendingProps // props if ( current !== null && workInProgress.stateNode != null ) { // current 不为空，表示是更新操作 var type = workInProgress.type updateHostComponent(current, workInProgress, type, newProps) } else { // current 为空，表示需要渲染 DOM 节点 // 实例化 DOM，挂载到 fiber.stateNode var instance = createInstance(type, newProps) appendAllChildren(instance, workInProgress, false, false); workInProgress.stateNode = instance } return null } case HostText: { var newText = workInProgress.pendingProps // props if (current && workInProgress.stateNode != null) { var oldText = current.memoizedProps // 更新文本节点 updateHostText(current, workInProgress, oldText, newText) } else { // 实例文本节点 workInProgress.stateNode = createTextInstance(newText) } return null } } }与 beginWork 一样，completeWork 过程中也会依据 workInProgress.tag 来进行不同的处理，其他类型的组件基本可以略过，只用关注下 HostComponent、HostText，这两种类型的节点会反应到真实 DOM 中，所以会有所处理。
updateHostComponent = function ( current, workInProgress, type, newProps ) { var oldProps = current.memoizedProps if (oldProps === newProps) { // 新旧 props 无变化 return } var instance = workInProgress.stateNode // DOM 实例 // 对比新旧 props var updatePayload = diffProperties(instance, type, oldProps, newProps) // 将发生变化的属性放入 updateQueue // 注意这里的 updateQueue 不同于 Class 组件对应的 fiber.updateQueue workInProgress.updateQueue = updatePayload };updateHostComponent 方法最后会通过 diffProperties 方法获取一个更新队列，挂载到 fiber.updateQueue 上，这里的 updateQueue 不同于 Class 组件对应的 fiber.updateQueue，不是一个链表结构，而是一个数组结构，用于更新真实 DOM。
下面举一个例子，修改 App 组件的 state 后，下面的 span 标签对应的 data-val、style、children 都会相应的发生修改，同时，在控制台打印出 updatePayload 的结果。
import React from 'react' class App extends React.Component { state = { val: 1 } clickBtn = () => { this.setState({ val: this.state.val + 1 }) } render() { return (<div> <button onClick={this.clickBtn}>add</button> <span data-val={this.state.val} style={{ fontSize: this.state.val * 15 }} > { this.state.val } </span> </div>) } } export default App
副作用链表
在最后的更新阶段，为了不用遍历所有的节点，在 completeWork 过程结束后，会构造一个 effectList 连接所有 effectTag 不为 NoEffect 的节点，在 commit 阶段能够更高效的遍历节点。
function completeUnitOfWork() { let completedWork = workInProgress while (completedWork !== null) { // 调用 completeWork()... // 构造 Effect List 过程 var returnFiber = completedWork.return if (returnFiber !== null) { if (returnFiber.firstEffect === null) { returnFiber.firstEffect = completedWork.firstEffect; } if (completedWork.lastEffect !== null) { if (returnFiber.lastEffect !== null) { returnFiber.lastEffect.nextEffect = completedWork.firstEffect; } returnFiber.lastEffect = completedWork.lastEffect; } if (completedWork.effectTag > PerformedWork) { if (returnFiber.lastEffect !== null) { returnFiber.lastEffect.nextEffect = completedWork } else { returnFiber.firstEffect = completedWork } returnFiber.lastEffect = completedWork } } // 判断 completedWork.sibling 是否存在... } }上面的代码就是构造 effectList 的过程，光看代码还是比较难理解的，我们还是通过实际的代码来解释一下。
import React from 'react' export default class App extends React.Component { state = { val: 0 } click = () => { this.setState({ val: this.state.val + 1 }) } render() { const { val } = this.state const array = Array(2).fill() const rows = array.map( (_, row) => <tr key={row}> {array.map( (_, col) => <td key={col}>{val}</td> )} </tr> ) return <table onClick={() => this.click()}> {rows} </table> } }
我们构造一个 2 * 2 的 Table，每次点击组件，td 的 children 都会发生修改，下面看看这个过程中的 effectList 是如何变化的。
第一个 td 完成 completeWork 后，EffectList 结果如下：
第二个 td 完成 completeWork 后，EffectList 结果如下：
两个 td 结束了 completeWork 流程，会回溯到 tr 进行 completeWork ，tr 结束流程后 ，table 会直接复用 tr 的 firstEffect 和 lastEffect，EffectList 结果如下：
后面两个 td 结束 completeWork 流程后，EffectList 结果如下：
回溯到第二个 tr 进行 completeWork ，由于 table 已经存在 firstEffect 和 lastEffect，这里会直接修改 table 的 firstEffect 的 nextEffect，以及重新指定 lastEffect，EffectList 结果如下：
最后回溯到 App 组件时，就会直接复用 table 的 firstEffect 和 lastEffect，最后 的EffectList 结果如下：
提交更新这一阶段的主要作用就是遍历 effectList 里面的节点，将更新反应到真实 DOM 中，当然还涉及一些生命周期钩子的调用，我们这里只展示最简单的逻辑。
function commitRoot(root) { var finishedWork = root.finishedWork var firstEffect = finishedWork var nextEffect = firstEffect // 遍历effectList while (nextEffect !== null) { const effectTag = nextEffect.effectTag // 根据 effectTag 进行不同的处理 switch (effectTag) { // 插入 DOM 节点 case Placement: { commitPlacement(nextEffect) nextEffect.effectTag &= ~Placement break } // 更新 DOM 节点 case Update: { const current = nextEffect.alternate commitWork(current, nextEffect) break } // 删除 DOM 节点 case Deletion: { commitDeletion(root, nextEffect) break } } nextEffect = nextEffect.nextEffect } }这里不再展开讲解每个 effect 下具体的操作，在遍历完 effectList 之后，就是将当前的 fiber 树进行切换。
function commitRoot() { var finishedWork = root.finishedWork // 遍历 effectList …… root.finishedWork = null root.current = finishedWork // 切换到新的 fiber 树 }总结到这里整个更新流程就结束了，可以看到 Fiber 架构下，所有数据结构都是链表形式，链表的遍历都是通过循环的方式来实现的，看代码的过程中经常会被突然出现的 return、break 扰乱思路，所以要完全理解这个流程还是很不容易的。
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