自己实现Fiber

我来为你提供一个简化的Fiber实现示例，使用简单的数据结构作为树。

简化版Fiber实现

// Fiber节点数据结构
class FiberNode {
  constructor(value, children = []) {
    this.value = value;           // 节点值
    this.children = children;     // 原始子节点数据
    
    // Fiber树结构
    this.parent = null;           // 父节点
    this.child = null;            // 第一个子节点
    this.sibling = null;          // 下一个兄弟节点
    
    // 工作状态
    this.alternate = null;        // 双缓存对应节点
    this.effectTag = null;        // 副作用标记
    this.isCompleted = false;     // 是否完成处理
    
    // 用于演示的处理时间（模拟不同节点的处理复杂度）
    this.workTime = Math.random() * 10 + 1;
  }
}
 
// 副作用类型
const EFFECT_TAGS = {
  UPDATE: 'UPDATE',
  CREATE: 'CREATE',
  DELETE: 'DELETE'
};
 
// Fiber调度器
class FiberScheduler {
  constructor() {
    this.nextUnitOfWork = null;   // 下一个工作单元
    this.currentRoot = null;      // 当前fiber树根节点
    this.wipRoot = null;          // 工作中的fiber树根节点
    this.isWorking = false;       // 是否正在工作
    this.completedWork = [];      // 已完成的工作
  }
 
  // 开始调度
  scheduleWork(rootData) {
    console.log('🚀 开始调度工作');
    
    // 创建新的工作树
    this.wipRoot = this.createFiberFromData(rootData);
    this.nextUnitOfWork = this.wipRoot;
    this.completedWork = [];
    
    // 开始工作循环
    this.startWorkLoop();
  }
 
  // 从数据创建Fiber节点
  createFiberFromData(data, parent = null) {
    const fiber = new FiberNode(data.value, data.children || []);
    fiber.parent = parent;
    
    // 如果有对应的旧节点，建立alternate关系
    if (this.currentRoot) {
      fiber.alternate = this.findAlternate(fiber, this.currentRoot);
    }
    
    return fiber;
  }
 
  // 查找对应的旧节点（简化版本，实际应该根据key等进行匹配）
  findAlternate(newFiber, oldRoot) {
    // 这里简化处理，实际情况会更复杂
    return oldRoot.value === newFiber.value ? oldRoot : null;
  }
 
  // 开始工作循环
  startWorkLoop() {
    this.isWorking = true;
    this.workLoop();
  }
 
  // 工作循环（模拟时间切片）
  workLoop() {
    const startTime = performance.now();
    const timeSlice = 5; // 5ms时间片
    
    while (this.nextUnitOfWork && (performance.now() - startTime) < timeSlice) {
      this.nextUnitOfWork = this.performUnitOfWork(this.nextUnitOfWork);
    }
    
    // 如果还有工作未完成，继续调度
    if (this.nextUnitOfWork) {
      console.log('⏰ 时间片用完，让出控制权');
      setTimeout(() => this.workLoop(), 0);
    } else if (this.wipRoot) {
      // 所有工作完成，提交更改
      this.commitWork();
    }
  }
 
  // 执行工作单元
  performUnitOfWork(fiber) {
    console.log(`🔧 处理节点: ${fiber.value}`);
    
    // 1. 处理当前节点
    this.beginWork(fiber);
    
    // 2. 如果有子节点，返回第一个子节点
    if (fiber.child) {
      return fiber.child;
    }
    
    // 3. 如果没有子节点，完成当前节点并寻找下一个工作单元
    let nextFiber = fiber;
    while (nextFiber) {
      this.completeWork(nextFiber);
      
      // 如果有兄弟节点，返回兄弟节点
      if (nextFiber.sibling) {
        return nextFiber.sibling;
      }
      
      // 否则回到父节点
      nextFiber = nextFiber.parent;
    }
    
    return null;
  }
 
  // 开始工作 - 构建子fiber节点
  beginWork(fiber) {
    // 模拟处理时间
    const startTime = performance.now();
    while (performance.now() - startTime < fiber.workTime) {
      // 模拟工作
    }
    
    // 为子节点创建fiber
    if (fiber.children && fiber.children.length > 0) {
      let prevSibling = null;
      
      fiber.children.forEach((childData, index) => {
        const childFiber = this.createFiberFromData(childData, fiber);
        
        if (index === 0) {
          fiber.child = childFiber;
        } else {
          prevSibling.sibling = childFiber;
        }
        
        prevSibling = childFiber;
      });
    }
    
    // 确定副作用
    if (fiber.alternate) {
      fiber.effectTag = EFFECT_TAGS.UPDATE;
    } else {
      fiber.effectTag = EFFECT_TAGS.CREATE;
    }
  }
 
  // 完成工作
  completeWork(fiber) {
    fiber.isCompleted = true;
    this.completedWork.push({
      value: fiber.value,
      effectTag: fiber.effectTag,
      timestamp: Date.now()
    });
    
    console.log(`✅ 完成节点: ${fiber.value} (${fiber.effectTag})`);
  }
 
  // 提交工作
  commitWork() {
    console.log('🎯 提交所有更改');
    
    // 执行所有副作用
    this.completedWork.forEach(work => {
      console.log(`📝 执行副作用: ${work.value} - ${work.effectTag}`);
    });
    
    // 切换current树
    this.currentRoot = this.wipRoot;
    this.wipRoot = null;
    this.isWorking = false;
    
    console.log('✨ 工作完成！');
    this.printFiberTree(this.currentRoot);
  }
 
  // 打印Fiber树结构
  printFiberTree(fiber, level = 0) {
    if (!fiber) return;
    
    const indent = '  '.repeat(level);
    const siblingInfo = fiber.sibling ? ' (有兄弟)' : '';
    console.log(`${indent}├─ ${fiber.value}${siblingInfo}`);
    
    if (fiber.child) {
      this.printFiberTree(fiber.child, level + 1);
    }
    
    if (fiber.sibling) {
      this.printFiberTree(fiber.sibling, level);
    }
  }
 
  // 中断当前工作
  interrupt() {
    if (this.isWorking) {
      console.log('⚠️ 工作被中断');
      this.nextUnitOfWork = null;
      this.isWorking = false;
    }
  }
}
 
// 使用示例
const scheduler = new FiberScheduler();
 
// 创建一个简单的树结构数据
const treeData = {
  value: 'Root',
  children: [
    {
      value: 'A',
      children: [
        { value: 'A1' },
        { value: 'A2' },
        { value: 'A3' }
      ]
    },
    {
      value: 'B',
      children: [
        { value: 'B1' },
        {
          value: 'B2',
          children: [
            { value: 'B2-1' },
            { value: 'B2-2' }
          ]
        }
      ]
    },
    {
      value: 'C',
      children: [
        { value: 'C1' }
      ]
    }
  ]
};
 
// 启动调度
console.log('原始数据结构:');
console.log(JSON.stringify(treeData, null, 2));
 
scheduler.scheduleWork(treeData);
 
// 模拟高优先级任务中断
setTimeout(() => {
  console.log('\n🔥 模拟高优先级任务中断');
  scheduler.interrupt();
  
  // 重新调度
  setTimeout(() => {
    console.log('\n🔄 重新开始调度');
    scheduler.scheduleWork(treeData);
  }, 100);
}, 20);

优先级调度版本

// 扩展版本：支持优先级调度
class PriorityFiberScheduler extends FiberScheduler {
  constructor() {
    super();
    this.taskQueue = [];          // 任务队列
    this.currentPriority = 0;     // 当前优先级
  }
 
  // 优先级常量
  static PRIORITIES = {
    IMMEDIATE: 1,      // 立即执行
    USER_BLOCKING: 2,  // 用户阻塞
    NORMAL: 3,         // 普通优先级
    LOW: 4,           // 低优先级
    IDLE: 5           // 空闲时执行
  };
 
  // 按优先级调度工作
  scheduleWorkWithPriority(rootData, priority = PriorityFiberScheduler.PRIORITIES.NORMAL) {
    const task = {
      rootData,
      priority,
      timestamp: Date.now()
    };
    
    this.taskQueue.push(task);
    this.taskQueue.sort((a, b) => a.priority - b.priority);
    
    console.log(`📋 添加任务到队列，优先级: ${priority}`);
    
    if (!this.isWorking) {
      this.processTaskQueue();
    }
  }
 
  // 处理任务队列
  processTaskQueue() {
    if (this.taskQueue.length === 0) return;
    
    const task = this.taskQueue.shift();
    this.currentPriority = task.priority;
    
    console.log(`🎯 开始处理优先级 ${task.priority} 的任务`);
    this.scheduleWork(task.rootData);
  }
 
  // 重写工作循环以支持优先级抢占
  workLoop() {
    const startTime = performance.now();
    let timeSlice = this.getTimeSliceByPriority(this.currentPriority);
    
    while (this.nextUnitOfWork && (performance.now() - startTime) < timeSlice) {
      // 检查是否有更高优先级的任务
      if (this.hasHigherPriorityTask()) {
        console.log('🚨 发现更高优先级任务，中断当前工作');
        this.saveWorkInProgress();
        this.processTaskQueue();
        return;
      }
      
      this.nextUnitOfWork = this.performUnitOfWork(this.nextUnitOfWork);
    }
    
    if (this.nextUnitOfWork) {
      setTimeout(() => this.workLoop(), 0);
    } else if (this.wipRoot) {
      this.commitWork();
      this.processTaskQueue(); // 处理下一个任务
    }
  }
 
  // 根据优先级获取时间片
  getTimeSliceByPriority(priority) {
    switch (priority) {
      case PriorityFiberScheduler.PRIORITIES.IMMEDIATE:
        return 1000; // 1秒
      case PriorityFiberScheduler.PRIORITIES.USER_BLOCKING:
        return 100;  // 100ms
      case PriorityFiberScheduler.PRIORITIES.NORMAL:
        return 50;   // 50ms
      case PriorityFiberScheduler.PRIORITIES.LOW:
        return 10;   // 10ms
      case PriorityFiberScheduler.PRIORITIES.IDLE:
        return 1;    // 1ms
      default:
        return 5;
    }
  }
 
  // 检查是否有更高优先级的任务
  hasHigherPriorityTask() {
    return this.taskQueue.length > 0 && 
           this.taskQueue[0].priority < this.currentPriority;
  }
 
  // 保存当前工作进度
  saveWorkInProgress() {
    // 简化实现，实际情况会更复杂
    console.log('💾 保存当前工作进度');
  }
}
 
// 使用优先级调度器
const priorityScheduler = new PriorityFiberScheduler();
 
// 测试优先级调度
console.log('\n=== 优先级调度测试 ===');
 
// 添加低优先级任务
priorityScheduler.scheduleWorkWithPriority(treeData, 
  PriorityFiberScheduler.PRIORITIES.LOW);
 
// 延迟添加高优先级任务
setTimeout(() => {
  const urgentData = {
    value: 'URGENT',
    children: [{ value: 'U1' }, { value: 'U2' }]
  };
  
  priorityScheduler.scheduleWorkWithPriority(urgentData, 
    PriorityFiberScheduler.PRIORITIES.IMMEDIATE);
}, 10);

特性说明

这个简化版Fiber实现包含了以下核心特性：

1. 可中断渲染：通过时间切片实现工作的中断和恢复
2. Fiber数据结构：包含parent、child、sibling指针的链表结构
3. 工作循环：模拟React的工作循环机制
4. 双缓存：通过alternate字段实现双缓存机制
5. 优先级调度：支持不同优先级任务的调度和抢占
6. 副作用系统：追踪和提交副作用

你可以运行这些代码来观察Fiber的工作原理，包括时间切片、任务中断、优先级调度等核心概念。