React

React 18 一：架构与核心概念

Photo by Lautaro Andreani / Unsplash

React 18 是 React 的一个重大更新,引入了一系列新的特性和改进,旨在提高应用的性能、可响应性和用户体验。本文将深入探讨 React 18 的整体架构设计,以及其核心概念和工作方式。

整体架构概览

React 18 的整体架构可以分为以下几个主要部分:

Reconciler (协调器):负责管理组件的状态更新和 UI 的渲染。
Scheduler (调度器):负责调度任务的执行,控制任务的优先级和时间片的分配。
Renderer (渲染器):负责将 React 组件渲染为特定平台 (如 DOM、Native) 上的 UI。

下面是 React 18 整体架构的示意图:

Fiber 架构的引入及其意义

Fiber 是 React 16 引入的一种新的协调引擎。它是 React 核心算法的重新实现,用于提高应用的性能和响应性。Fiber 架构的主要特点包括:

使用链表来表示组件树,每个组件对应一个 Fiber 节点。
支持增量渲染和异步渲染,可以将渲染工作分解为小的任务单元。
引入了优先级的概念,可以根据任务的紧急程度来调度其执行顺序。
支持错误边界 (Error Boundary),可以优雅地处理渲染过程中的错误。

下面是 Fiber 架构的简化示意图:

Fiber 架构的引入为 React 18 的其他特性 (如 Concurrent Mode) 提供了基础,使得 React 能够更加智能地调度和执行任务,从而提高应用的性能和响应性。

Concurrent Mode 的核心概念及其带来的变化

Concurrent Mode 是 React 18 引入的一种新的渲染模式。它利用 Fiber 架构的特性,实现了可中断的渲染和更细粒度的任务调度。Concurrent Mode 的核心概念包括:

时间切片 (Time Slicing):将长任务分解为小的任务单元,每个单元只执行一小段时间,然后让出控制权。这样可以避免长时间阻塞主线程,提高应用的响应性。
优先级调度:根据任务的紧急程度,动态调整任务的执行顺序。高优先级的任务 (如用户交互) 可以打断低优先级的任务 (如数据更新),从而提供更好的用户体验。
可中断的渲染:在渲染过程中,如果有更高优先级的任务需要执行,React 可以中断当前的渲染,先执行高优先级的任务,然后再恢复渲染。

下面是 Concurrent Mode 下的渲染流程示意图:

Concurrent Mode 的引入使得 React 能够更加智能地调度任务和资源,提高应用的性能和响应性。同时,它也为其他特性 (如 Suspense、Transitions) 提供了基础,使得开发者能够更加轻松地处理复杂的异步场景。

Lane 模型与优先级调度

为了支持 Concurrent Mode,React 18 引入了一种新的优先级模型—— Lane 模型。在该模型中,每个任务都被分配到一个或多个"车道"(Lane),不同的车道有不同的优先级。

React 内部使用一个 31 位的二进制数来表示不同的优先级。其中,位数越小的 Lane,优先级越高。例如:

Sync Lane (同步车道):表示最高优先级,用于处理用户交互等实时性要求较高的任务。
Default Lane (默认车道):表示普通优先级,用于处理大多数的状态更新任务。
Idle Lane (空闲车道):表示最低优先级,用于处理一些可以延迟执行的任务,如数据预取等。

React 的 Scheduler 会根据任务的优先级,动态地调度任务的执行顺序。当有高优先级的任务需要执行时,Scheduler 会中断当前的任务,先执行高优先级的任务,然后再恢复之前的任务。

下面是 Lane 模型与优先级调度的简化示意图:

Lane 模型与优先级调度的引入,使得 React 能够更加智能地管理任务和资源,提供更加流畅和响应式的用户体验。

总结

React 18 引入了一系列新的特性和改进,如 Fiber 架构、Concurrent Mode、Lane 模型等,旨在提高应用的性能、可响应性和用户体验。这些新特性相互配合,共同组成了 React 18 的核心架构。

通过对 React 18 整体架构和核心概念的深入理解,开发者能够更好地利用 React 的新特性,构建出更加高效、可靠和用户友好的应用。同时,这也为进一步学习 React 18 的其他特性和原理打下了坚实的基础。

在后续的文章中,我们将继续深入探讨 React 18 的其他特性和原理,如 Suspense、Transitions 等,帮助开发者全面掌握 React 18 的开发知识和技巧。

Vue.js异步更新与nextTick机制深度解析（上篇）

本文目标学完本文，你将能够： * 理解Vue.js为什么采用异步更新策略 * 掌握更新队列的设计思想和实现机制 * 深入理解Event Loop在Vue中的应用 * 了解nextTick的多种实现方式系列导航上一篇: Diff算法深度剖析 | 下一篇: Vue.js异步更新与nextTick机制（下篇） | 组件系统架构引言：为什么DOM更新是异步的？在Vue.js开发中，你可能遇到过这样的场景： // 场景1：连续修改数据 export default { data() { return { count: 0 } }, methods: { increment() { // 如果每次修改都立即更新DOM，会触发3次DOM更新 this.count++ // 触发一次？ this.count++ // 触发一次？ this.count++ // 触发一次？ // 实际上：Vue只会触发一次DOM更新！

Vue.js组件系统架构深度解析

本文目标学完本文，你将能够： * 理解Vue.js组件从创建到销毁的完整生命周期 * 掌握组件实例化和初始化的内部流程 * 深入理解父子组件通信的底层机制 * 学会实现完整的插槽系统（包括作用域插槽） * 掌握动态组件和异步组件的实现原理 * 应用组件级别的性能优化技巧系列导航上一篇: 异步更新与nextTick（下篇） | 下一篇: 状态管理模式引言：组件是如何工作的？在Vue.js开发中，我们每天都在使用组件。但你是否想过： // 当我们这样定义一个组件 const MyComponent = { data() { return { count: 0 } }, template: '<button @click="count++">{{ count }}</button>' } // 并使用它时 new Vue({ components: { MyComponent }, template:

Vue.js状态管理模式：构建可扩展的应用架构

本文目标学完本文，你将能够： * 理解为什么大型应用需要状态管理 * 掌握Vuex的核心设计模式和实现原理 * 实现一个简化版的状态管理库 * 理解模块化和命名空间的设计思想 * 掌握大型应用的状态管理最佳实践 * 了解现代状态管理方案的演进系列导航上一篇: 组件系统架构 | 下一篇: 性能优化实践 1. 为什么需要状态管理？ 1.1 组件通信的困境在大型Vue.js应用中，组件间的通信会变得异常复杂： // 问题场景：多层级组件的状态共享 // GrandParent.vue <template> <Parent :user="user" @update-user="updateUser" /> </template> // Parent.vue <template> <Child

Vue.js依赖收集与追踪机制深度剖析

本文目标学完本文，你将能够： * 理解Vue.js如何精确知道哪些组件需要更新 * 掌握Dep、Watcher、Observer三大核心类的协作机制 * 深入理解依赖收集的时机和完整过程 * 能够手写一个完整的依赖收集系统 * 解决实际开发中的依赖追踪问题系列导航上一篇: 响应式系统核心原理 | 下一篇: Virtual DOM实现详解引言：为什么Vue知道哪些组件需要更新？在使用Vue.js时，你是否想过这样一个问题：当我们修改一个数据时，Vue是如何精确地知道哪些组件用到了这个数据，并只更新这些组件的？ // 假设有这样的场景 const app = new Vue({ data: { user: { name: 'John', age: 25 } } }); // 组件A只用到了user.name // 组件B只用到了user.age // 组件C同时用到了name和age // 当我们修改user.name时 app.user.name = 'Jane&