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React 应用的启动过程
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- 作者
- Masachi Zhang
- @MasachiZhang
在当前稳定版react@17.0.2
源码中, 有 3 种启动方式. 先引出官网上对于这 3 种模式的介绍, 其基本说明如下:
legacy
模式:ReactDOM.render(<App />, rootNode)
. 这是当前 React app 使用的方式. 这个模式可能不支持这些新功能(concurrent 支持的所有功能).// LegacyRoot ReactDOM.render(<App />, document.getElementById('root'), (dom) => {}) // 支持callback回调, 参数是一个dom对象
Blocking 模式:
ReactDOM.createBlockingRoot(rootNode).render(<App />)
. 目前正在实验中, 它仅提供了concurrent
模式的小部分功能, 作为迁移到concurrent
模式的第一个步骤.// BolckingRoot // 1. 创建ReactDOMRoot对象 const reactDOMBolckingRoot = ReactDOM.createBlockingRoot(document.getElementById('root')) // 2. 调用render reactDOMBolckingRoot.render(<App />) // 不支持回调
Concurrent 模式:
ReactDOM.createRoot(rootNode).render(<App />)
. 目前在实验中, 未来稳定之后,打算作为 React 的默认开发模式. 这个模式开启了所有的新功能.// ConcurrentRoot // 1. 创建ReactDOMRoot对象 const reactDOMRoot = ReactDOM.createRoot(document.getElementById('root')) // 2. 调用render reactDOMRoot.render(<App />) // 不支持回调
注意: 虽然17.0.2
的源码中有createRoot
和createBlockingRoot
方法(如果自行构建, 会默认构建experimental
版本), 但是稳定版的构建入口排除掉了这两个 api, 所以实际在npm i react-dom
安装17.0.2
稳定版后, 不能使用该 api.如果要想体验非legacy
模式, 需要显示安装 alpha 版本(或自行构建).
启动流程
在调用入口函数之前,reactElement(<App/>)
和 DOM 对象div#root
之间没有关联, 用图片表示如下:
创建全局对象
无论Legacy, Concurrent或Blocking
模式, react 在初始化时, 都会创建 3 个全局对象
- 属于
react-dom
包, 该对象暴露有render,unmount
方法, 通过调用该实例的render
方法, 可以引导 react 应用的启动.
- 属于
react-reconciler
包, 作为react-reconciler
在运行过程中的全局上下文, 保存 fiber 构建过程中所依赖的全局状态. - 其大部分实例变量用来存储
fiber 构造循环
过程的各种状态.react 应用内部, 可以根据这些实例变量的值, 控制执行逻辑.
- 属于
- 属于
react-reconciler
包, 这是 react 应用中的第一个 Fiber 对象, 是 Fiber 树的根节点, 节点的类型是HostRoot
.
- 属于
这 3 个对象是 react 体系得以运行的基本保障, 一经创建大多数场景不会再销毁(除非卸载整个应用root.unmount()
).
这一过程是从react-dom
包发起, 内部调用了react-reconciler
包, 核心流程图如下(其中红色标注了 3 个对象的创建时机).
下面逐一解释这 3 个对象的创建过程.
创建 ReactDOM(Blocking)Root 对象
由于 3 种模式启动的 api 有所不同, 所以从源码上追踪, 也对应了 3 种方式. 最终都 new 一个ReactDOMRoot
或ReactDOMBlockingRoot
的实例, 需要创建过程中RootTag
参数, 3 种模式各不相同. 该RootTag
的类型决定了整个 react 应用是否支持可中断渲染(后文有解释).
下面根据 3 种 mode 下的启动函数逐一分析.
legacy 模式
legacy
模式表面上是直接调用ReactDOM.render
, 跟踪ReactDOM.render
后续调用legacyRenderSubtreeIntoContainer
(源码链接)
function legacyRenderSubtreeIntoContainer(
parentComponent: ?React$Component<any, any>,
children: ReactNodeList,
container: Container,
forceHydrate: boolean,
callback: ?Function
) {
let root: RootType = (container._reactRootContainer: any)
let fiberRoot
if (!root) {
// 初次调用, root还未初始化, 会进入此分支
//1. 创建ReactDOMRoot对象, 初始化react应用环境
root = container._reactRootContainer = legacyCreateRootFromDOMContainer(container, forceHydrate)
fiberRoot = root._internalRoot
if (typeof callback === 'function') {
const originalCallback = callback
callback = function () {
// instance最终指向 children(入参: 如<App/>)生成的dom节点
const instance = getPublicRootInstance(fiberRoot)
originalCallback.call(instance)
}
}
// 2. 更新容器
unbatchedUpdates(() => {
updateContainer(children, fiberRoot, parentComponent, callback)
})
} else {
// root已经初始化, 二次调用render会进入
// 1. 获取FiberRoot对象
fiberRoot = root._internalRoot
if (typeof callback === 'function') {
const originalCallback = callback
callback = function () {
const instance = getPublicRootInstance(fiberRoot)
originalCallback.call(instance)
}
}
// 2. 调用更新
updateContainer(children, fiberRoot, parentComponent, callback)
}
return getPublicRootInstance(fiberRoot)
}
继续跟踪legacyCreateRootFromDOMContainer
. 最后调用new ReactDOMBlockingRoot(container, LegacyRoot, options);
function legacyCreateRootFromDOMContainer(container: Container, forceHydrate: boolean): RootType {
const shouldHydrate = forceHydrate || shouldHydrateDueToLegacyHeuristic(container)
return createLegacyRoot(
container,
shouldHydrate
? {
hydrate: true,
}
: undefined
)
}
export function createLegacyRoot(container: Container, options?: RootOptions): RootType {
return new ReactDOMBlockingRoot(container, LegacyRoot, options) // 注意这里的LegacyRoot是固定的, 并不是外界传入的
}
通过以上分析,legacy
模式下调用ReactDOM.render
有 2 个核心步骤:
- 创建
ReactDOMBlockingRoot
实例(在 Concurrent 模式和 Blocking 模式中详细分析该类), 初始化 react 应用环境. - 调用
updateContainer
进行更新.
Concurrent 模式和 Blocking 模式
Concurrent
模式和Blocking
模式从调用方式上直接可以看出
- 分别调用
ReactDOM.createRoot
和ReactDOM.createBlockingRoot
创建ReactDOMRoot
和ReactDOMBlockingRoot
实例 - 调用
ReactDOMRoot
和ReactDOMBlockingRoot
实例的render
方法
export function createRoot(container: Container, options?: RootOptions): RootType {
return new ReactDOMRoot(container, options)
}
export function createBlockingRoot(container: Container, options?: RootOptions): RootType {
return new ReactDOMBlockingRoot(container, BlockingRoot, options) // 注意第2个参数BlockingRoot是固定写死的
}
继续查看ReactDOMRoot
和ReactDOMBlockingRoot
对象
function ReactDOMRoot(container: Container, options: void | RootOptions) {
// 创建一个fiberRoot对象, 并将其挂载到this._internalRoot之上
this._internalRoot = createRootImpl(container, ConcurrentRoot, options)
}
function ReactDOMBlockingRoot(container: Container, tag: RootTag, options: void | RootOptions) {
// 创建一个fiberRoot对象, 并将其挂载到this._internalRoot之上
this._internalRoot = createRootImpl(container, tag, options)
}
ReactDOMRoot.prototype.render = ReactDOMBlockingRoot.prototype.render = function (
children: ReactNodeList
): void {
const root = this._internalRoot
// 执行更新
updateContainer(children, root, null, null)
}
ReactDOMRoot.prototype.unmount = ReactDOMBlockingRoot.prototype.unmount = function (): void {
const root = this._internalRoot
const container = root.containerInfo
// 执行更新
updateContainer(null, root, null, () => {
unmarkContainerAsRoot(container)
})
}
ReactDOMRoot
和ReactDOMBlockingRoot
有相同的特性
- 调用
createRootImpl
创建fiberRoot
对象, 并将其挂载到this._internalRoot
上. - 原型上有
render
和unmount
方法, 且内部都会调用updateContainer
进行更新.
创建 fiberRoot 对象
无论哪种模式下, 在ReactDOM(Blocking)Root
的创建过程中, 都会调用一个相同的函数createRootImpl
, 查看后续的函数调用, 最后会创建fiberRoot 对象
(在这个过程中, 特别注意RootTag
的传递过程):
// 注意: 3种模式下的tag是各不相同(分别是ConcurrentRoot,BlockingRoot,LegacyRoot).
this._internalRoot = createRootImpl(container, tag, options)
function createRootImpl(container: Container, tag: RootTag, options: void | RootOptions) {
// ... 省略部分源码(有关hydrate服务端渲染等, 暂时用不上)
// 1. 创建fiberRoot
const root = createContainer(container, tag, hydrate, hydrationCallbacks) // 注意RootTag的传递
// 2. 标记dom对象, 把dom和fiber对象关联起来
markContainerAsRoot(root.current, container)
// ...省略部分无关代码
return root
}
export function createContainer(
containerInfo: Container,
tag: RootTag,
hydrate: boolean,
hydrationCallbacks: null | SuspenseHydrationCallbacks
): OpaqueRoot {
// 创建fiberRoot对象
return createFiberRoot(containerInfo, tag, hydrate, hydrationCallbacks) // 注意RootTag的传递
}
创建 HostRootFiber 对象
在createFiberRoot
中, 创建了react
应用的首个fiber
对象, 称为HostRootFiber(fiber.tag = HostRoot)
export function createFiberRoot(
containerInfo: any,
tag: RootTag,
hydrate: boolean,
hydrationCallbacks: null | SuspenseHydrationCallbacks
): FiberRoot {
// 创建fiberRoot对象, 注意RootTag的传递
const root: FiberRoot = (new FiberRootNode(containerInfo, tag, hydrate): any)
// 1. 这里创建了`react`应用的首个`fiber`对象, 称为`HostRootFiber`
const uninitializedFiber = createHostRootFiber(tag)
root.current = uninitializedFiber
uninitializedFiber.stateNode = root
// 2. 初始化HostRootFiber的updateQueue
initializeUpdateQueue(uninitializedFiber)
return root
}
在创建HostRootFiber
时, 其中fiber.mode
属性, 会与 3 种RootTag
(ConcurrentRoot
,BlockingRoot
,LegacyRoot
)关联起来.
export function createHostRootFiber(tag: RootTag): Fiber {
let mode
if (tag === ConcurrentRoot) {
mode = ConcurrentMode | BlockingMode | StrictMode
} else if (tag === BlockingRoot) {
mode = BlockingMode | StrictMode
} else {
mode = NoMode
}
return createFiber(HostRoot, null, null, mode) // 注意这里设置的mode属性是由RootTag决定的
}
注意:fiber
树中所有节点的mode
都会和HostRootFiber.mode
一致(新建的 fiber 节点, 其 mode 来源于父节点),所以HostRootFiber.mode非常重要, 它决定了以后整个 fiber 树构建过程.
运行到这里, 3 个对象创建成功, react
应用的初始化完毕.
将此刻内存中各个对象的引用情况表示出来:
- legacy
- concurrent
- blocking
注意:
- 3 种模式下,
HostRootFiber.mode
是不一致的 - legacy 下,
div#root
和ReactDOMBlockingRoot
之间通过_reactRootContainer
关联. 其他模式是没有关联的 - 此时
reactElement(<App/>)
还是独立在外的, 还没有和目前创建的 3 个全局对象关联起来
调用更新入口
- legacy 回到
legacyRenderSubtreeIntoContainer
函数中有:
// 2. 更新容器
unbatchedUpdates(() => {
updateContainer(children, fiberRoot, parentComponent, callback)
})
- concurrent 和 blocking 在
ReactDOM(Blocking)Root
原型上有render
方法
ReactDOMRoot.prototype.render = ReactDOMBlockingRoot.prototype.render = function (
children: ReactNodeList
): void {
const root = this._internalRoot
// 执行更新
updateContainer(children, root, null, null)
}
相同点:
- 3 种模式在调用更新时都会执行
updateContainer
.updateContainer
函数串联了react-dom
与react-reconciler
, 之后的逻辑进入了react-reconciler
包.
不同点:
legacy
下的更新会先调用unbatchedUpdates
, 更改执行上下文为LegacyUnbatchedContext
, 之后调用updateContainer
进行更新.concurrent
和blocking
不会更改执行上下文, 直接调用updateContainer
进行更新.
export function updateContainer(
element: ReactNodeList,
container: OpaqueRoot,
parentComponent: ?React$Component<any, any>,
callback: ?Function
): Lane {
const current = container.current
// 1. 获取当前时间戳, 计算本次更新的优先级
const eventTime = requestEventTime()
const lane = requestUpdateLane(current)
// 2. 设置fiber.updateQueue
const update = createUpdate(eventTime, lane)
update.payload = { element }
callback = callback === undefined ? null : callback
if (callback !== null) {
update.callback = callback
}
enqueueUpdate(current, update)
// 3. 进入reconcier运作流程中的`输入`环节
scheduleUpdateOnFiber(current, lane, eventTime)
return lane
}
updateContainer
函数位于react-reconciler
包中, 它串联了react-dom
与react-reconciler
. 此处暂时不深入分析updateContainer
函数的具体功能, 需要关注其最后调用了scheduleUpdateOnFiber
.
通过调用react-dom
包的api
(如: ReactDOM.render
), react
内部经过一系列运转, 完成了初始化, 并且进入了reconciler 运作流程
的第一个阶段.
思考
可中断渲染
react 中最广为人知的可中断渲染(render 可以中断, 部分生命周期函数有可能执行多次, UNSAFE_componentWillMount
,UNSAFE_componentWillReceiveProps
)只有在HostRootFiber.mode === ConcurrentRoot | BlockingRoot
才会开启. 如果使用的是legacy
, 即通过ReactDOM.render(<App/>, dom)
这种方式启动时HostRootFiber.mode = NoMode
, 这种情况下无论是首次 render 还是后续 update 都只会进入同步工作循环, reconciliation
没有机会中断, 所以生命周期函数只会调用一次.
对于可中断渲染
的宣传最早来自2017 年 Lin Clark 的演讲. 演讲中阐述了未来 react 会应用 fiber 架构, reconciliation可中断
等(13:15 秒). 在v16.1.0
中应用了 fiber.
在最新稳定版v17.0.2
中, 可中断渲染
虽然实现, 但是并没有在稳定版暴露出 api. 只能安装 alpha 版本才能体验该特性.
但是不少开发人员认为稳定版本的react
已经是可中断渲染(其实是有误区的), 大概率也是受到了各类宣传文章的影响.
转载自 图解 React 源码系列