今天想了比較久的時間，準備開啟這一系列的文章，旨在對 React 系列的源碼進行深度解析，其中包含但不限于 react、react-dom、react-router... 等一系列優秀的 React 系列框架，最后再一一實現這些框架的簡易版本。
本篇文章將會是對 react 和 react-dom 渲染過程源碼的深度解析，我們將從官方 API 以及一些簡易 Demo 來進入 react 的內部世界，探討其中奧妙。
本文解析的
react版本為v16.13.0，是我 fork 的官方倉庫，源碼地址。
結構剖析
我們先從最基礎的結構開始解析，從上面這張圖來看看。我們創建了一個 App 類，繼承于 React.Component 類，在 render 生命周期函數中返回了一個 jsx 格式的 html 標簽集合。我們打開控制臺，查看創建的實例（如下圖）：
我們逐一分析其中比較關鍵的屬性：
| 字段 | 解釋 |
|---|---|
props |
把 Component 組件比作函數，props 就是函數的入參 |
context |
context 就是在組件樹之間共享的信息 |
refs |
訪問原生 DOM 元素的集合 |
updater |
負責 Component 組件狀態的更新 |
_reactInternalFiber |
App 實例對應的 FiberNode
|
一個 Component 實例的大致結構我們就解析完了，我們現在需要由內到外的繼續解析 Component 內部結構以及實現。
我們現在來看看 render 方法內部， 第 7 行 的內容屬于 jsx 語法，是一種 html 語法格式類似的高級模板語法。這一段我們需要借鑒一下官方的一張圖來進行解釋：
從上圖可以得知，jsx 語法都會被編譯成 React.createElement 函數，標簽屬性以及標簽內容都會編譯成對應的入參，由此可知我們所寫的 第 7 行 代碼在編譯后將會變成如下代碼：
React.createElement("section", {}, "Hello World");
而 React.createElement 所創建的對象就是 虛擬 DOM 樹，那么內部創建的工作流程是什么樣的？帶著這個問題，我們進入下一個章節。
React.createElement
我們剛才得知 jsx 語法將會被編譯成 React.createElement 函數調用，而這個函數屬于 React 對象上的一個方法，現在我們就可以開始進入到源碼解析，查看內部實現。
上圖就是 React.createElement，我們先看最后返回的結果是 ReactElement 函數的執行結果，該函數最后返回的是一個 React Element 對象（后面會提到）。
所以 React.createElement 其實是一個工廠函數，用于創建 React Element 對象，我們再來看看這個工廠函數主要做了哪些工作。
-
11-29 行：收集了config中的一些字段，并且將其他非內置字段添加到props對象中； -
31-40 行：將入參中的children參數掛載到props的children字段中；（本示例中"Hello World"就是一個 “children”） -
42-49 行：收集組件（type可能是字符串也有可能是Component實例，例如<section />和<App />）中設置的defaultProps屬性；
在完成一系列的初始化工作后，進入了 ReactElement 的創建工作（見下圖）。
ReactElement 函數就比較一目了然了，返回了一個 element（React Element） 對象。React Element 對象其實就是一棵虛擬 DOM 樹（$$typeof 字段表示了這是一個 React Element 類型），包含了標簽和屬性（attribute）信息。Component 執行 render 函數得到 虛擬 DOM 樹，再通過 react-dom 將其包裝成 FiberNode，然后被解析成 真實 DOM 樹 后渲染在頁面中（對應的容器內），這個我們后續再詳細解析，這里就不展開了。
我們最后對 React Element 的創建過程畫一個流程圖來加深理解。（見下圖）
React.Component
我們接下來要對 React.Component 進行進一步的解析，看看 Component 整體的運行邏輯以及是如何使用 React.Element 的。
Component 屬于一個構造函數（見上圖），Component 定義了幾個屬性，分別是 props、context、refs、updater，這些屬性在之前已經解釋過，這里不再復述。這里需要注意的是 Component 中的兩個方法 setState 和 forceUpdate，調用的都是內部 updater 的方法進行事件通知，將數據和 UI 更新的任務交給了內部的 updater 去處理，符合 單一職責設計原則。
到這里，Component 類的結構已經解析完成了。什么，這就解析完成了？生命周期函數呢？渲染過程呢？一個都還沒有看到啊。別著急，由于 React 內部的職責劃分與不同平臺實現，所以這部分根據不同平臺的實現被放在了 react-dom 或 react-native 中。我們接下來就對我們常用的瀏覽器端，react-dom 中渲染過程以及對組件生命周期的處理進行詳細的梳理。在此之前，放張圖對本章的 Component 進行小結。
渲染過程（react-dom）
render 函數
在解析完了 React.Element 和 React.Component 之后，可能很多人只是了解到了基礎結構體的創建，還是感覺云里霧里。現在我們來理一理 react-dom 的整個渲染過程以及組件生命周期，從 constructor 組件的創建到 componentDidMount() 組件的掛載，最后再畫一個流程圖來進行總結。
react 本身只是一些基礎類的創建，比如 React.Element 和 React.Component，而后續的流程則根據不同的平臺有不同的實現。我們這里以我們常用的瀏覽器環境為例，調用的是 ReactDOM.render() 方法（見下圖），我們現在就來對這個方法的渲染過程做一個詳細解析。
從上圖可以看出，render 函數返回 legacyRenderSubtreeIntoContainer 函數的調用，而該函數最終返回的結果是 Component 實例（也就是 App 組件，見下圖）。
FiberNode
我們來看看 render 函數內部調用的 legacyRenderSubtreeIntoContainer 函數（見下圖）
在 legacyRenderSubtreeIntoContainer 中的 第 28 行，就是 FiberNode 樹 的創建過程。
FiberNode 由內部的 createFiber 函數進行創建（見下圖）。（這也是 React 在 16 版本后作出的巨大更新，這個后面我們再展開說）。
FiberNode 被創建后掛載在了 FiberRoot.current 上。最后，App 組件作為根組件實例被返回，而接下來的渲染過程由 FiberNode 接管。
我們畫一個流程圖來幫助理解（見下圖）。
從上圖可以看出，我們的 React Element 作為 render 函數的入參，創建了一個 FiberNode 實例，也就是 FiberRoot.current，而后續的渲染過程都由這個根 FiberNode 接管，包括所有的生命周期。
遞歸構建 FiberNode 樹
在構建完了根 FiberNode 實例后，第 40 行 調用了 updaterContainer 函數開始構建整棵 FiberNode 樹以及完成 DOM 渲染（見下圖）。
updaterContainer 是一個比較關鍵的函數，我們來解析一下這個函數做了什么：
-
第 8~14 行：React內部的更新任務設置了優先級大小，優先級較高的更新任務將會中斷優先級較低的更新任務。React設置了ExpirationTime任務過期時間，如果時間到期后任務仍未執行（一直被打斷），則會強制執行該更新任務。同時，React內部也會將過期時間相近的更新任務合并成一個（批量）更新任務，從而達到批量更新減少消耗的效果。（React setState “異步” 更新原理） -
第 16~21 行：從父組件中收集context屬性（由于這里是root組件，所以父組件為空）。 -
第 23~31 行：構建更新隊列，第 24 行將Element實例（見下圖 1）掛載在update對象上，第 31 行將更新隊列（updateQueue) 掛載在FiberNode實例（見下圖 2）。
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第 32 行：內部開始遞歸調度，創建FiberNode樹。創建一個工作節點快照workInProgress（初始值是根FiberNode），圍繞著workInProgress對updateQueue展開構建工作（見下圖）；
根據
updateQueue更新節點（performUnitOfWork將返回workInProgress.child，直到所有節點遍歷完成）
創建 FiberNode 子節點
進入 performUnitOfWork 函數內部，我們省略掉一系列目前不需要關注的函數，首先進入到 beginWork 函數（見下圖）。
beginWork 函數會根據 props 和 context 是否改變（第 12~15 行）、當前當前節點優先級是否高于正在更新的節點優先級（第 17 行）這兩項來決定當前節點是否需要更新。
然后根據節點的標簽類型（tag），調用不同的函數進行內部狀態更新。（見下圖）
Root(FiberNode) 節點更新 - updateHostRoot
我們第一次進入是 root 節點，所以進入到 updateHostRoot 函數內部邏輯進行處理。（見下圖）
按照慣例，我們逐行解析函數所做的事情：
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第 2 行：將一系列有用的信息推入內部棧（其中包括#app實例、context信息等等）。 -
第 5~7 行：收集節點新的props屬性和舊的state、children屬性。 -
第 8 行：淺復制更新隊列，防止引用屬性互相影響； -
第 9 行：執行更新隊列，主要的任務是將React.Element添加到Fiber的memoizedState和updateQueue更新隊列中（見下圖）;
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第 36~45 行：對上一步的memoizedState中的element進行進一步的處理，將其封裝成FiberNode然后掛載在workInProgress(當前工作節點快照).child屬性上，最后將該child返回。
到這一步，FiberNode 樹的第一個節點就已經構建完成并掛載，我們來畫一張流程圖進行梳理（下圖）。
App Component(FiberNode) 更新流程 - updateClassComponent
接下來就是對子節點的依次更新流程（見下圖），也就是 App Component 對應的 FiberNode。依然是 beginWork 函數，在 第 232~246 行 調用我們的 App Component 節點的更新流程。
constructClassInstance
在 updateClassComponent 函數中，有三個關鍵函數，第一個就是 constructClassInstance。
在 constructClassInstance 函數中（見上圖 1）：
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第 96 行創建App Component實例。 -
第 101 行將實例掛載在workInProgress的stateNode屬性中（件上圖 2） -
第 107 行最后返回該實例。
mountClassInstance
在 constructClassInstance 執行完成后，接下來執行第二個關鍵函數 mountClassInstance。
mountClassInstance 函數中對 Component 實例進行掛載的一些初始化工作（見上圖）。我們從上圖可以看出，到了這里就開始了 Component 的生命周期鉤子邏輯。
在初始化實例的一些基礎屬性后，第 136~145 行執行了 Component 的第一個生命周期鉤子，也就是 getDerivedStateFromProps（見上圖），它使用返回的對象來更新 state。
而緊隨其后（見下圖） 第 153 行 觸發了第二個生命周期鉤子 componentWillMount，主要用于在掛載前執行一些操作。
finishClassComponent
在實例創建完成并且調用了上面兩個生命周期鉤子后，進入到最后一個關鍵函數 finishClassComponent。
在 finishClassComponent 中 render 函數（見上圖）。而 render 函數執行返回的就是 React.Element（虛擬 DOM 樹）（下圖 1），最后將其包裝成 FiberNode 后返回（下圖 2）后進入進入 workLoopSync 流程。
React Element(FiberNode) 更新流程 - updateHostComponent
還是 beginWork 函數（見下圖），進入 updateHostComponent 進行 React Element(FiberNode) 組件更新階段。
在 第 13 行 會對組件的 children 類型進行判斷，判斷是否為純文本內容，我們在此處就是純文本（section 標簽內的 Hello World 文本），隨后 nextChildren 就將被置空。
到這里，nextChildren 已經為空，完整的 FiberNode 樹就已經構建完成。beginWork 結束，接下來進入到新的流程。
創建 真實 DOM 樹
在結束了 beginWork 流程后，將調用 createInstance 函數創建 真實 DOM 樹（見下圖）。
在 createInstance 內部調用了 createElement 函數創建了 真實 DOM 節點（見下圖 1），然后通過遞歸遍歷 props 中的屬性（包括 children）構建了一棵 真實 DOM 樹（見下圖 2）
通過調用 createInstance 方法創建真實 DOM（此時還沒有插入到文檔中）后，然后將 DOM 樹 對象掛載到 FiberNode 的 stateNode 屬性上（見下圖）。
在 真實 DOM 樹構建完成后，并且此時 workInProgress.child 也為 null，本次 workLoopSync 流程將在此結束，接下來進入到 finishSyncRender 函數，進行節點的渲染工作。
渲染真實 DOM
react-dom 將在回調函數內部將調用 insertOrAppendPlacementNodeIntoContainer 方法對 FiberNode 進行遍歷。（見下圖）
由上圖可知該函數會對 Host 節點（帶有 html tag 結構的節點）調用 appendChildToContainer 函數進行渲染，其他節點取其 child 值進行遞歸調用。
在 appendChildToContainer 函數內部，通過 appendChild 將 FiberNode 上的 stateNode （我們在上一步創建好的 真實 DOM 樹）添加到 container（#app）中，然后調用 componentDidMount 生命周期鉤子函數。（見下圖）
到了這一步，頁面中就渲染了我們在 render 中設置的 jsx 語法標簽（Hello World）（見下圖），我們的渲染流程解析宣告完成！
最后也是按照慣例，用一張流程圖來梳理我們的整個渲染過程。
