React 的 Concurrent 模式

React 的 Concurrent 模式 是 React 18 引入的一项重要特性，旨在提升应用的响应性和用户体验。它通过 可中断渲染 和 优先级调度 实现了更高效的渲染机制。

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一、Concurrent 模式的基础概念

1. 什么是 Concurrent 模式？

• 目标：提升应用的响应性，避免长时间任务阻塞用户交互。
• 核心特性：
  • 可中断渲染：React 可以在渲染过程中中断并处理更高优先级的任务。
  • 优先级调度：根据任务的紧急程度动态调整渲染顺序。

2. Concurrent 模式的优势

• 更流畅的用户体验：避免页面卡顿，提升交互响应速度。
• 更好的资源利用：充分利用浏览器的空闲时间执行任务。
• 更智能的更新策略：根据用户交互动态调整渲染优先级。

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二、Concurrent 模式的底层原理

1. Fiber 架构

• Fiber 节点：React 将组件树中的每个组件抽象为一个 Fiber 节点，包含组件的类型、Props、State 等信息。
• 链表结构：Fiber 节点通过链表连接，React 可以按需遍历和更新节点。

2. 可中断渲染

• 时间切片（Time Slicing）：
  React 将渲染任务拆分为多个小任务，在每个时间片（通常 5ms）内执行部分任务，剩余时间交给浏览器处理用户交互。
• 中断与恢复：
  如果浏览器需要处理更高优先级的任务（如用户输入），React 会中断当前渲染，待空闲时再恢复。

3. 优先级调度

• 任务优先级：
  React 根据任务的紧急程度分配优先级（如用户交互 > 数据加载 > 动画）。
• 调度器（Scheduler）：
  React 使用调度器管理任务的执行顺序，确保高优先级任务优先执行。

4. 双缓冲机制

• Current 树与 WorkInProgress 树：
  React 在更新时同时维护两棵 Fiber 树，一棵是当前显示的树（Current），另一棵是正在构建的树（WorkInProgress）。
• 无缝切换：
  当 WorkInProgress 树构建完成后，React 会将其切换为 Current 树，实现无缝更新。

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三、Concurrent 模式的实现方式

1. 启用 Concurrent 模式

• 在 React 18 中，默认启用 Concurrent 模式。

• 使用 createRoot API 渲染应用：

  import { createRoot } from "react-dom/client";
  
  const root = createRoot(document.getElementById("root"));
  root.render(<App />);

2. 使用并发特性

• startTransition：
  将非紧急任务标记为过渡任务，避免阻塞用户交互。

  import { startTransition, useState } from "react";
  
  function App() {
    const [input, setInput] = useState("");
    const [list, setList] = useState([]);
  
    const handleInput = (e) => {
      setInput(e.target.value);
      startTransition(() => {
        setList(new Array(10000).fill(e.target.value));
      });
    };
  
    return (
      <div>
        <input value={input} onChange={handleInput} />
        {list.map((item, index) => (
          <div key={index}>{item}</div>
        ))}
      </div>
    );
  }

• useDeferredValue：
  延迟更新某个值，避免阻塞高优先级任务。

  import { useDeferredValue, useState } from "react";
  
  function App() {
    const [input, setInput] = useState("");
    const deferredInput = useDeferredValue(input);
  
    return (
      <div>
        <input value={input} onChange={(e) => setInput(e.target.value)} />
        <List input={deferredInput} />
      </div>
    );
  }

• Suspense：
  配合数据加载，实现更流畅的加载体验。

  import { Suspense } from "react";
  
  function App() {
    return (
      <Suspense fallback={<div>Loading...</div>}>
        <AsyncComponent />
      </Suspense>
    );
  }

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四、Concurrent 模式的性能优化

1. 减少不必要的渲染

• 使用 React.memo 或 useMemo 缓存组件和计算结果。
• 使用 useCallback 缓存回调函数。

2. 优化数据加载

• 使用 Suspense 实现数据加载的优雅降级。
• 使用 startTransition 避免数据加载阻塞用户交互。

3. 合理使用优先级

• 将用户交互任务标记为高优先级，确保即时响应。
• 将数据加载和动画任务标记为低优先级，避免阻塞主线程。

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五、常见面试问题与解答

1. Concurrent 模式解决了什么问题？

• 答：解决了长时间任务阻塞用户交互的问题，提升了应用的响应性和流畅度。

2. Fiber 架构如何支持 Concurrent 模式？

• 答：Fiber 架构通过链表结构和时间切片实现了可中断渲染，同时通过双缓冲机制实现了无缝更新。

3. startTransition 的作用是什么？

• 答：将非紧急任务标记为过渡任务，避免阻塞用户交互。

4. 如何优化 Concurrent 模式下的性能？

• 答：减少不必要的渲染、优化数据加载、合理使用优先级。

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六、总结

React 的 Concurrent 模式通过 可中断渲染 和 优先级调度 实现了更高效的渲染机制，显著提升了应用的响应性和用户体验。