React 並發渲染的前世今生

前端勸退師

大家好,我是 ConardLi

2161 天!

這是 React 團隊從計劃為 React 增加 並發渲染 的能力,到 React 18 可用版本發布所花費的時間。

為啥中間花費了這麽長的時間?中間又發生了哪些有趣的故事?我們回到 2016 年,來回顧一下  React 並發渲染  誕生的過程!

React 運行時優化方案的演進 一文中,我們從技術細節和實現原理的角度詳細解讀了 React 並發渲染的演進。但是技術細節太多,很多小夥伴表示讀起來比較困難,今天這篇文章會以更輕松的方式帶大家看整體的演進之路,不會涉及太多的技術性,讀起來會更簡單,相信看完這篇文章再去看之前的問會有不一樣的理解。

瀏覽器的瓶頸

早在 2016 年,React 就已經開始在前端屆爆火了。React 團隊始終有一個目標,就是給基於 React 而構建的上百萬個網站提供最好的性能體驗!

但是提升性能最大的瓶頸,不一定和 React 本身有關。而是與 React 建立在的語言 JavaScript,以及  JavaScript 所在的瀏覽器環境有關。

瀏覽器會在一個主線程裏處理所有的 JavaScript 代碼、用戶事件、渲染、布局、繪制以及重排。

通常情況下,它們互不打擾,相互運行的挺和諧的,但是如果一不小心,就有可能導致問題。

React Conf 2018

React 現在是同步的,這意味著當你更新組件時,React 會同步處理這個更新, 它會在一個主線程上持續工作,直到所有更新完成。所以問題在於,用戶事件也會在主線程上觸發,如果此時 React 正在渲染更新,同時用戶嘗試以同步的方式輸入一些內容, React 會等待正在執行的所有渲染完成後才能去處理用戶事件。— React Conf 2018

Fiber 誕生

多線程渲染

所以,如果問題在於渲染阻塞了主線程,那我們不能在另外一個線程裏去完成渲染工作嗎?比如使用 webworker

但實際上這並不是 React 想要的, React 想要的是一種讓當前的渲染工作變得更靈活的方案。

React Cong 2017

我們有一些 IO 的工作,然後是一些 CPU 的工作,在理想狀況下,我們應該能夠並行執行其中一些工作了。這不是一個性能問題,這基本上是一個調度問題了 — React Cong 2017

React 團隊發現,他們可以通過某種方式來優化 React,以便可以區分低優先級和高優先級的工作。

例如,用戶輸入和動畫渲染屬於高優先級任務,他們可以讓 React 擁有在這些任務之前互相切換的能力。

理論上,通過這種方式,每個 React 應用的體驗都可以得到提升,因為 React 總是最優先考慮最重要的工作。

這就是 React 團隊這段時間做的事情,他們將其命名為 React Fiber

Fiber 並沒有被作為一個新的框架,而是作為一個主要的 React 版本:React 16 推出來了。

它讓 React 具有了異步可中斷的能力。

異步渲染

2017 年初,React 現在看起來更聰明一點了,它能夠優先處理一些工作,並且能中斷當前渲染。

但是,這個能力只能說是個半成品,另外還有一個非常困難的事情是找到一個公共 API,讓 React 開發者以一種不會完全破壞當前 React 生態的方式使用這些能力。

解決這個問題的第一部分,是擺脫掉可能會對新的異步可中斷渲染的能力起到副作用的部分。

在新的架構中,一個組件的渲染被分為兩個階段:第一個階段(也叫做 render 階段)是可以被 React 打斷的,一旦被打斷,這階段所做的所有事情都被廢棄,當 React 處理完緊急的事情回來,依然會重新渲染這個組件,這時候第一階段的工作會重做一遍。兩個階段的分界點,就是 render 函數。render 函數之前的所有生命周期函數(包括 render )都屬於第一階段。

React 16.3

如果我們在這些生命中期中引入了副作用,被重復執行,就可能會給我們的程序帶來不可預知的問題,所以到了 React v16.3React 幹脆引入了一個新的生命周期函數 getDerivedStateFromProps,這個生命周期是一個 靜態方法,在裏面根本不能通過 this 訪問到當前組件,輸入只能通過參數,對組件渲染的影響只能通過返回值。

同時,React 團隊開始將這種新的模式稱為 — async rending

React Conf 2018

這裏最大的問題不是性能,而是調度,所以我們必須考慮調度,所以我們稱這些新的能力為 async rending。我們的目標是可以讓程序開發者適應設備和網速等用戶限制,讓交互體驗變得更好。— React Conf 2018

Hooks

然而,一年後,dan 繼續表示:React 缺少了一些讓調度工作更簡單的東西,這就是 Hooks

Hooks2018 年十月在 React comp 中發布,它是 React 自發布以來最大的變化。

Hooks 最初的重點在於它可以讓你用函數式寫法替代類來創建 React 組件。

但實際上它們帶來的收益要更多,你可以更好的進行代碼復用、組合、設置默認值,另外還有比較重要的一點,Hooks 可以更自然的編寫出和異步渲染更兼容的代碼。

concurrent React

然後在這個階段我們還解鎖了一個新名字:concurrent React

React Conf 2018

async 是一個非常廣泛的術語,它可以描述很多內容,我們認為 concurrent React 這個詞更恰當一點。 concurrent React  可以同時處理多個任務,並且根據這些任務的優先級在它們之間切換;它可以讓渲染樹進行部分渲染,而不將最終結果提交給 DOM; 並且,最重要的, concurrent React 不會阻塞主線程。— React Conf 2018

concurrent mode

然而,這種說法並沒有持續多久,很快它就會 concurrent mode 替代了。

事件來到了 2019 年,我們終於得到了一些可以拿出來用的東西,concurrent React 正式更名為  concurrent mode

React Conf 2019

concurrent modeReact 應用程序可以中斷較大的低優先級任務,以專注於更高優先級的事情(例如響應用戶輸入事件)。— React Conf 2019

concurrent mode 現在已經可以在實驗模式下使用了  — React Conf 2019

不容易,搞了三年了,用戶終於有一些可以使用的東西了。。。

但是,它是最終版本的 API 嗎?不是!它已經可以在生產環境使用了嗎?不能!

但是,concurrent mode 讓我們終於可以在程序裏面去體驗一下了,我們可以在實驗模式下開啟,這樣我們就可以看到並發渲染的性能優勢了。

但是,實際上,想法很美好,我們仍然受到了升級策略的限制。

升級策略

React 在以前是不可以多版本共存的,這意味著我們只能在一些 DEMO 項目和新項目中看到這種提升,如果我們想在已經存在的大型應用程序裏面去用,就需要一個更好的升級策略。

React 17 就是用來解決這個問題的,它在一年後的 2020 年 8 月發布。

React 17 允許我們在同一個應用程序裏允許多個版本的 React,這讓我們可以在大型項目裏采用增量升級策略,你可以將程序的部分升級到 React 18

然而,它實際起到的作用也沒有那麽好,因為漸進式的升級策略也無法做到更精細的控制。

React 團隊還另外提供了一種稱之為 blocking mode 的模式,是處於舊的模式和新的並發渲染模式之間的混合模式。

怎麽說呢?也是個弱雞的策略,沒有達到預想的效果,React 團隊在後續的一段時間收到了大量的用戶反饋。

concurrent features

這時,距離 React 宣布新的架構開始,已經過去了 5 年的時間,在收到了大量的反饋後,React 團隊又做出了改變,這次,似乎來到這最終的解決方案?

React Conf 2021

在聆聽了大量的用戶反饋後,我們很高興的分享 — concurrent modeReact 18 中消失掉了,它被逐步采用的漸進式策略取代,你可以按照自己的節奏采用並發渲染。— React Conf 2021

concurrent features — 這個名字很明顯,因為無法做到直接全面升級並發渲染,React 希望提供給我們一些特性讓我們去選擇性的啟用並發渲染。

在這種模式下,你可以讓程序特定的部分啟用並發渲染。

useDeferredValue

我們需要通過一些 api,讓我們在整個渲染過程中確定工作的優先級,擁有可中斷的能力, 首先我們來看看 useDeferredValue ,它可以讓我們去標記某個具體狀態的優先級。

比如我們現在有這樣的場景,用戶輸入了一些搜索關鍵字後,我們需要將搜索到的數據渲染到下面的詳情裏,如果這個處理比較耗時,那麽連續的用戶輸入會有卡頓的感覺。實際上,我們希望的是用戶的輸入能得到快速的響應,但是下面詳情的渲染多等待一會其實無所謂。

這時,我們可以通過 useDeferredValue 創建一個 deferredText,真正的意思是 deferredText 的渲染被標記為了低優先級,用戶輸入已經不會有卡頓的感覺了。

startTransition

useDeferredValue 是讓我們標記哪些具體的狀態擁有更低的優先級,而 startTransition 可以明確的告訴 React 哪些更新具有更低的優先級。

當有一些更新被包裹在 startTransition 下時,React 將已較低的優先級去處理這些更新,從而優先去處理像用戶輸入這樣更高優先級的更新。

Suspense

另外你可能還會經常聽到的一個詞是 Suspense,它的目標是讓我們在 React 組件中讀取遠程數據像使用 propsstate 這樣簡單。

<Suspense/> 是一個 React 組件,如果組件樹有一些位置還沒準備好,它可以讓你以聲明的方式控制這部分渲染的 UI

它可以讓我們將左側這樣代碼簡化成右側這樣,讓你可以在 React 組件中以同步代碼的寫法編寫異步代碼。

React 18 是最終版本嗎

React 官方在官網中提到,大多數情況下我們都不會和這些並發渲染的 API 直接交互,這讓我們很難判斷 React 18 究竟是不是一個革命性的版本。

不管怎麽說,它是一個歷時兩千多天的、我們期待已久的巨大裏程碑。

你認為它是 React 並發渲染的最終版本嗎?

最後

參考:


如果你想加入高質量前端(吃瓜)交流群,或者你有任何其他事情想和我交流也可以添加我的個人微信 huab119 。




如果你覺得這篇內容對你挺有啟發,我想邀請你幫我三個小忙:

  1. 點個「在看」,讓更多的人也能看到這篇內容(喜歡不點在看,都是耍流氓 -_-)

  2. 歡迎加我微信「huab119」拉你進技術群,長期交流學習...

    關注公眾號「前端勸退師」,持續為你推送精選好文,也可以加我為好友,隨時聊騷。


如果覺得這篇文章還不錯,來個【轉發、收藏、在看】三連吧,讓更多的人也看到~