react源码解析2.react的设计理念

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课程目录：

1.开篇介绍和面试题

2.react的设计理念

3.react源码架构

4.源码目录结构和调试

5.jsx&核心api

6.legacy和concurrent模式入口函数

7.Fiber架构

8.render阶段

9.diff算法

10.commit阶段

11.生命周期

12.状态更新流程

13.hooks源码

14.手写hooks

15.scheduler&Lane

16.concurrent模式

17.context

18事件系统

19.手写迷你版react

20.总结&第一章的面试题解答

21.demo

异步可中断

• React15慢在哪里

在讲这部分之前，需要讲是那些因素导致了react变慢，并且需要重构呢。

React15之前的协调过程是同步的，也叫stack reconciler，又因为js的执行是单线程的，这就导致了在更新比较耗时的任务时，不能及时响应一些高优先级的任务，比如用户的输入，所以页面就会卡顿，这就是cpu的限制。

• 解决方案

如何解决这个问题呢，试想一下，如果我们在日常的开发中，在单线程的环境中，遇到了比较耗时的代码计算会怎么做呢，首先我们可能会将任务分割，让它能够被中断，在其他任务到来的时候让出执行权，当其他任务执行后，再从之前中断的部分开始异步执行剩下的计算。所以关键是实现一套异步可中断的方案。

• 实现

在刚才的解决方案中提到了任务分割，和异步执行，并且能让出执行权，由此可以带出react中的三个概念

1. Fiber：react15的更新是同步的，因为它不能将任务分割，所以需要一套数据结构让它既能对应真实的dom又能作为分隔的单元，这就是Fiber。

   let firstFiber
   let nextFiber = firstFiber
   let shouldYield = false
   //firstFiber->firstChild->sibling
   function performUnitOfWork(nextFiber){
     //...
     return nextFiber.next
   }
   
   function workLoop(deadline){
     while(nextFiber && !shouldYield){
             nextFiber = performUnitOfWork(nextFiber)
             shouldYield = deadline.timeReaming < 1
           }
     requestIdleCallback(workLoop)
   }
   
   requestIdleCallback(workLoop)
   

2. Scheduler：有了Fiber，我们就需要用浏览器的时间片异步执行这些Fiber的工作单元，我们知道浏览器有一个api叫做requestIdleCallback，它可以在浏览器空闲的时候执行一些任务，我们用这个api执行react的更新，让高优先级的任务优先响应不就可以了吗，但事实是requestIdleCallback存在着浏览器的兼容性和触发不稳定的问题，所以我们需要用js实现一套时间片运行的机制，在react中这部分叫做scheduler。

3. Lane：有了异步调度，我们还需要细粒度的管理各个任务的优先级，让高优先级的任务优先执行，各个Fiber工作单元还能比较优先级，相同优先级的任务可以一起更新，想想是不是更cool呢。

• 产生出来的上层实现

  由于有了这一套异步可中断的机制，我们就能实现batchedUpdates批量更新和Suspense

下面这两张图就是使用异步可中断更新前后的区别，可以体会一下

代数效应（Algebraic Effects）

除了cpu的瓶颈问题，还有一类问题是和副作用相关的问题，比如获取数据、文件操作等。不同设备性能和网络状况都不一样，react怎样去处理这些副作用，让我们在编码时最佳实践，运行应用时表现一致呢，这就需要react有分离副作用的能力，为什么要分离副作用呢，因为要解耦，这就是代数效应。

提问：我们都写过获取数据的代码，在获取数据前展示loading，数据获取之后取消loading，假设我们的设备性能和网络状况都很好，数据很快就获取到了，那我们还有必要在一开始的时候展示loading吗？如何才能有更好的用户体验呢？

看下下面这个例子

function getPrice(id) {
  return fetch(`xxx.com?id=${productId}`).then((res)=>{
    return res.price
  })
}

async function getTotalPirce(id1, id2) {
  const p1 = await getPrice(id1);
  const p2 = await getPrice(id2);

  return p1 + p2;
}

async function run(){
	await getTotalPrice('001', '002');  
}

getPrice是一个异步获取数据的方法，我们可以用async+await的方式获取数据，但是这会导致调用getTotalPrice的run方法也会变成异步函数，这就是async的传染性，所以没法分离副作用。

function getPrice(id) {
  const price = perform id;
  return price;
}

function getTotalPirce(id1, id2) {
  const p1 = getPrice(id1);
  const p2 = getPrice(id2);

  return p1 + p2;
}

try {
  getTotalPrice('001', '002');
} handle (productId) {
  fetch(`xxx.com?id=${productId}`).then((res)=>{
    resume with res.price
  })
}

现在改成下面这段代码，其中perform和handle是虚构的语法，当代码执行到perform的时候会暂停当前函数的执行，并且被handle捕获，handle函数体内会拿到productId参数获取数据之后resume价格price，resume会回到之前perform暂停的地方并且返回price，这就完全把副作用分离到了getTotalPirce和getPrice之外。

这里的关键流程是perform暂停函数的执行，handle获取函数执行权，resume交出函数执行权。

但是这些语法毕竟是虚构的，但是请看下下面的代码

function usePrice(id) {
  useEffect((id)=>{
      fetch(`xxx.com?id=${productId}`).then((res)=>{
        return res.price
  	})
  }, [])
}

function TotalPirce({id1, id2}) {
  const p1 = usePrice(id1);
  const p2 = usePrice(id2);

  return <TotalPirce props={...}>
}

如果把getPrice换成usePrice，getTotalPirce换成TotalPirce组件，是不是有点熟悉呢，这就是hook分离副作用的能力。

我们知道generator也可以做到程序的暂停和恢复啊，那用generator不行就行了吗，但是generator暂停之后的恢复执行，还是得把执行权交换给直接调用者，调用者会沿着调用栈继续上交，所以也是有传染性的，并且generator不能计算优先级，排序优先级。

function getPrice(id) {
  return fetch(`xxx.com?id=${productId}`).then((res)=>{
    return res.price
  })
}

function* getTotalPirce(id1, id2) {
  const p1 = yield getPrice(id1);
  const p2 = yield getPrice(id2);

  return p1 + p2;
}

function* run(){
	yield getTotalPrice('001', '002');  
}

解耦副作用在函数式编程的实践中非常常见，例如redux-saga，将副作用从saga中分离，自己不处理副作用，只负责发起请求

function* fetchUser(action) {
   try {
      const user = yield call(Api.fetchUser, action.payload.userId);
      yield put({type: "USER_FETCH_SUCCEEDED", user: user});
   } catch (e) {
      yield put({type: "USER_FETCH_FAILED", message: e.message});
   }
}

严格意义上讲react是不支持Algebraic Effects的，但是react有Fiber啊，执行完这个Fiber的更新之后交还执行权给浏览器，让浏览器决定后面怎么调度，由此可见Fiber得是一个链表结构才能达到这样的效果，

Suspense也是这种概念的延伸，后面看到了具体的Suspense的源码就有些感觉了。先看个例子

const ProductResource = createResource(fetchProduct);

const Proeuct = (props) => {
    const p = ProductResource.read( // 用同步的方式来编写异步代码!
          props.id
    );
  return <h3>{p.price}</h3>;
}

function App() {
  return (
    <div>
      <Suspense fallback={<div>Loading...</div>}>
        <Proeuct id={123} />
      </Suspense>
    </div>
  );
}

可以看到ProductResource.read完全是同步的写法，把获取数据的部分完全分离出了Proeuct组件之外，在源码中，ProductResource.read会在获取数据之前会throw一个特殊的Promise，由于scheduler的存在，scheduler可以捕获这个promise，暂停更新，等数据获取之后交还执行权。ProductResource可以是localStorage甚至是redis、mysql等数据库，也就是组件即服务，可能以后会有server Component的出现。