React理念
软件的设计是为了服务理念。只有懂了设计理念,才能明白为了实现这样的理念需要如何架构。
所以,在我们深入源码架构之前,先来聊聊React
理念。
React理念
我们可以从官网看到React
的理念:
我们认为,React 是用 JavaScript 构建快速响应的大型 Web 应用程序的首选方式。它在 Facebook 和 Instagram 上表现优秀。
可见,关键是实现快速响应
。那么制约快速响应
的因素是什么呢?
我们日常使用App,浏览网页时,有两类场景会制约快速响应
:
当遇到大计算量的操作或者设备性能不足使页面掉帧,导致卡顿。
发送网络请求后,由于需要等待数据返回才能进一步操作导致不能快速响应。
这两类场景可以概括为:
CPU的瓶颈
IO的瓶颈
React
是如何解决这两个瓶颈的呢?
CPU的瓶颈
当项目变得庞大、组件数量繁多时,就容易遇到CPU的瓶颈。
考虑如下demo,我们向视图中渲染3000个li
:
function App() {
const len = 3000;
return (
<ul>
{Array(len).fill(0).map((_, i) => <li>{i}</li>)}
</ul>
);
}
const rootEl = document.querySelector("#root");
ReactDOM.render(<App/>, rootEl);
主流浏览器刷新频率为60Hz,即每(1000ms / 60Hz)16.6ms浏览器刷新一次。
我们知道,JS可以操作DOM,GUI渲染线程
与JS线程
是互斥的。所以JS脚本执行和浏览器布局、绘制不能同时执行。
在每16.6ms时间内,需要完成如下工作:
JS脚本执行 ----- 样式布局 ----- 样式绘制
当JS执行时间过长,超出了16.6ms,这次刷新就没有时间执行样式布局和样式绘制了。
在demo中,由于组件数量繁多(3000个),JS脚本执行时间过长,页面掉帧,造成卡顿。
可以从打印的执行堆栈图看到,JS执行时间为73.65ms,远远多于一帧的时间。
如何解决这个问题呢?
答案是:在浏览器每一帧的时间中,预留一些时间给JS线程,React
利用这部分时间更新组件(可以看到,在源码中,预留的初始时间是5ms)。
当预留的时间不够用时,React
将线程控制权交还给浏览器使其有时间渲染UI,React
则等待下一帧时间到来继续被中断的工作。
这种将长任务分拆到每一帧中,像蚂蚁搬家一样一次执行一小段任务的操作,被称为
时间切片
(time slice)
接下来我们开启Concurrent Mode
(后续章节会讲到,当前你只需了解开启后会启用时间切片
):
// 通过使用ReactDOM.unstable_createRoot开启Concurrent Mode
// ReactDOM.render(<App/>, rootEl);
ReactDOM.unstable_createRoot(rootEl).render(<App/>);
此时我们的长任务被拆分到每一帧不同的task
中,JS脚本
执行时间大体在5ms
左右,这样浏览器就有剩余时间执行样式布局和样式绘制,减少掉帧的可能性。
所以,解决CPU瓶颈
的关键是实现时间切片
,而时间切片
的关键是:将同步的更新变为可中断的异步更新。
::: details 同步更新 vs 异步更新 demo 我们有个更新很耗时的大列表,让我们看看同步更新和异步更新时,输入框的响应速度
可以从demo看到,当牺牲了列表的更新速度,React
大幅提高了输入响应速度,使交互更自然。
:::
IO的瓶颈
网络延迟
是前端开发者无法解决的。如何在网络延迟
客观存在的情况下,减少用户对网络延迟
的感知?
React
给出的答案是将人机交互研究的结果整合到真实的 UI 中。
这里我们以业界人机交互最顶尖的苹果举例,在IOS系统中:
点击“设置”面板中的“通用”,进入“通用”界面:
作为对比,再点击“设置”面板中的“Siri与搜索”,进入“Siri与搜索”界面:
你能感受到两者体验上的区别么?
事实上,点击“通用”后的交互是同步的,直接显示后续界面。而点击“Siri与搜索”后的交互是异步的,需要等待请求返回后再显示后续界面。但从用户感知来看,这两者的区别微乎其微。
这里的窍门在于:点击“Siri与搜索”后,先在当前页面停留了一小段时间,这一小段时间被用来请求数据。
当“这一小段时间”足够短时,用户是无感知的。如果请求时间超过一个范围,再显示loading
的效果。
试想如果我们一点击“Siri与搜索”就显示loading
效果,即使数据请求时间很短,loading
效果一闪而过。用户也是可以感知到的。
为此,React
实现了Suspense功能及配套的hook
——useDeferredValue。
而在源码内部,为了支持这些特性,同样需要将同步的更新变为可中断的异步更新。
总结
通过以上内容,我们可以看到,React
为了践行“构建快速响应的大型 Web 应用程序”理念做出的努力。
其中的关键是解决CPU的瓶颈与IO的瓶颈。而落实到实现上,则需要将同步的更新变为可中断的异步更新。