面试题：React组件性能优化之专家难度 - 深入理解Fiber架构下的性能优化

Question

React从v16版本引入了Fiber架构，对性能优化产生了深远影响。请详细解释Fiber架构是如何工作的，它在哪些方面提升了React应用的性能，以及开发者在进行组件性能优化时，如何利用Fiber架构的特性，比如时间切片、任务优先级等，来进一步提升应用的响应速度和用户体验？

Answer 1

Fiber架构工作原理

1. 分层架构：Fiber将虚拟DOM树转换为链表形式的Fiber树，每个Fiber节点代表一个React元素或组件实例，它包含了自身信息以及指向父、子和兄弟节点的指针，使得树的遍历和更新可以按顺序进行，且能暂停和恢复。
2. 时间切片：React利用浏览器的requestIdleCallback（后因兼容性和性能问题部分改用MessageChannel等），将渲染任务分成小块，每块任务在一帧内执行一小段时间（如16.6ms内预留部分时间执行React任务），当时间用完就暂停，将控制权交回浏览器，让浏览器有机会处理其他任务（如动画、用户交互），之后再恢复执行。
3. 任务调度：根据任务的优先级来决定执行顺序。例如，用户输入等紧急任务优先级高，会优先调度执行，而一些非紧急的更新任务优先级低，可能会延迟执行。

性能提升方面

1. 解决卡顿：通过时间切片，避免了长时间占用主线程进行渲染，使得浏览器在渲染React应用时仍能保持流畅响应，不会出现明显卡顿，提升了用户体验。
2. 任务优先级管理：能优先处理紧急任务，如用户交互事件，确保用户操作能够及时得到反馈，而非让高优先级任务等待低优先级任务完成，提高了应用的响应速度。
3. 增量渲染：可以将渲染任务拆分成多个小任务逐步完成，而不是一次性处理整个渲染，使得在渲染过程中能及时响应其他任务。

开发者利用Fiber架构特性优化组件性能

1. 时间切片：
   • 拆分长任务：如果组件渲染或计算逻辑比较复杂，可将其拆分成多个小函数，利用requestIdleCallback（或React提供的类似机制），在空闲时间逐步执行这些小函数。例如，大数据量的列表渲染，可分批渲染数据项。
   • 合理控制任务执行时间：通过设置合适的任务执行时间阈值，避免任务执行时间过长导致卡顿。如每100ms执行一批渲染任务，完成后检查是否有其他高优先级任务需要处理。
2. 任务优先级：
   • 标记任务优先级：使用React提供的unstable_setPriority等相关API（不同版本可能有差异），根据任务的紧急程度为其标记优先级。例如，用户输入事件处理任务标记为高优先级，组件的某些非关键数据更新标记为低优先级。
   • 批处理低优先级任务：将多个低优先级任务合并成一个批次进行处理，减少渲染次数，提高效率。例如，多个状态更新如果不涉及紧急操作，可以等待一段时间，合并后统一更新。