React 18 带给我们的惊喜 - 哈喽比特

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1、前言

React 18 的 alpha 版已经发布有段时间了，之前学习后由于没有开发实践结合去思考，对 React 18 的意义认识并不深刻。前段时间做了一些老旧项目迁移，发现复杂项目下每次渲染都要精心调整，否则就会有麻烦的性能或体验瑕疵，而 React 内部渲染顺序和优先级很难调整，就导致总体体验差了点意思。回顾了 React 18 的三个新特性，有种久旱逢甘雨的欣喜。

团队内部推行了 React hook，好处就不在这里赘述了，也陆续收到了一些负面反馈。其一就是 React hook 更加趋向面向数据实体进行拆分，而一个动作需要多个数据实体协作，例如一个 Modal Form 需要 visible 和 data 两个数据项协作，但是这两个数据项的变更会触发两次渲染结算，增加性能开销。

作者之前遇到过复杂 Form 表单下，初次渲染由于数据项过于复杂导致无限次 render 的 bug。在这个 case 中，核心的冲突就是在数据项复杂度提升的同时，React Diff 的性能就遇到了“伪瓶颈”。这里不是说 React Diff 性能差，仅仅想表达它的高性能需要更高的设计理念和实践经验，这也是相对于 Vue 等更加易学的框架而言，总的来说上限高下限也低。而 React 18 的变化让我看到了 React 团队正在关注这一部分，并且给予了更好的解决方案。

闲聊到此为止，进入正题，给大家介绍下 React 18 的四个重要新特性：

Automatic batching
Concurrent APIS
SSR for Suspense
New Render API

2、Automatic batching

在 React 中使用 setState 来进行 dispatch 组件 State 变化，当 setState 在组件被调用后，并不会立即触发重新渲染。React 会执行全部事件处理函数，然后触发一个单独的 re-render，合并所有更新。这里举个简单例子：

const [count, setCount] = useState(0);

function increment() {
  // setCount(count + 1)
  // 使用无状态函数进行优化，避免多次 re-render
  setCount(c => c + 1);
}

function handleClick() {
  increment();
  increment();
  increment();
}

最终 React 会将更新函数放到一个队列里，然后合并队列触发 setCount (3) 的 re-render，这就是 batching 的含义。

这样既可以减少程序数据状态存在中间值导致的不稳定性，也可以提升渲染性能。但是可惜的是在 React 18 之前，如果在回调函数的异步调用中，执行 setState，由于丢失了上下文，无法做合并处理，所以每次 setState 调用都会触发一次 re-render。

function handleClick() {
  // React 18 以前的版本
  (/*...*/).then(() => {
    setCount((c) => c + 1); // 立刻重渲染
    setFlag((f) => !f); // 立刻重渲染
  });
}

而 React 18 带来变化便是，任何情况下都可以合并渲染了！

如果你希望在 React 18 的 setState 后立即执行重新渲染，只需要使用 flushSync 包裹即可。

function handleClick() {
  // React 18+
  fetch(/*...*/).then(() => {
    ReactDOM.flushSync(() => {
      setCount((c) => c + 1); // 立刻重渲染
      setFlag((f) => !f); // 立刻重渲染
    });
  });
}

回归到实际开发中，Automatic batching 机制让我们有能力对渲染顺序和节奏进行一些基础的把控。例如在 Canvas 画布编辑场景中，我们可以加载完主节点框架之后立刻进行渲染，而每个节点的内容则可以进行合并渲染，尽可能加快用户看到可编辑页面的时间，同时避免 http 异步函数引起的频繁渲染的性能开销。

3、Concurrent APIS

在官方视频中明确指出了 React 18 中并不存在 Concurrent Mode，只有用于并发渲染的并发新特性。开发者希望能够在 Web Platform 引入并发渲染，来实现多个渲染任务的并行渲染，其中 Suspense 就是基于此诞生的。

React 18 提供了三个新的 API 支持这一并发特性，分别是：

startTransition()
useDeferredValue()
useTransition()

由于 useTransition 的官方文档并未放出来，这里就仅仅介绍另外两种 API。

3.1 startTransition()

import { startTransition } from "react";

// 紧急更新：
setInputValue(input);

// 标记回调函数内的更新为非紧急更新：
startTransition(() => {
  setSearchQuery(input);
});

简单来说，被 startTransition 包裹的 setState 触发的渲染被标记为不紧急渲染，意味着他们可以被其他紧急渲染所抢占。这种渲染优先级的调整手段可以帮助我们解决各种性能伪瓶颈，提升用户体验。

3.2 useDeferredValue()

这个 hook 适用于设置延迟值，参考官方演示视频来看。

function Page() {
  const [filters, mergeFilter] = useMergeState(defaultFilters);
  const deferedFilters = React.useDeferedValue(filters);
  return (
    <Fragment>
      <Filters filters={filters} >
      <List filters={deferedFilters} >
    </Fragment>
  );
}

useDeferedValue () 会将 List 组件的渲染变得更加平滑，深层次来看则是 defered value 引起的渲染则会被标记为不紧急渲染，会被 filters 引起的渲染进行抢占，进而达到用户快速输入搜索等场景下页面抖动或者卡顿问题。

4、SSR for Suspense

早在 2018 年，React 就推出了 Suspense 的基础版本。

它可以在客户端动态加载代码（React.lazy），配合 Suspense 组件实现数据拉取和状态控制的关注点分离（当子组件未加载完成时，父组件填充 fallback 声明的组件），但是并不能在服务器端进行加载。

<Suspense fallback={<Skeleton />}>
  <Header />
  <Suspense fallback={<ListPlaceholder />}>
    <ListLayout />
  </Suspense>
</Suspense>

React 的开发者对 Suspense 的期望并不仅仅止步于此，他们认为 Suspense 拓展了我们对组件的概念。在 React 18 中，Suspense 可以运行在服务器端，Server Rendering 的性能不需要受制于性能最差的组件（木桶效应）。

在 React 18 之前，Server Rendering 的流程是服务器端请求所有数据，然后发送 HTML 到客户端或者说浏览器，然后由客户端的 hydrate 内容，每个环节必须按部就班的执行。当 Suspense 可以在服务器端使用之后，一旦某个组件加载慢，就可以将 fallback 的内容传输到客户端（例如下图中的 loading 态），保证用户尽可能早的可进行交互。

更加优秀的部分则是，hydrate 是可以通过用户的行为来调整优先级的，例如上图中 Profile 组件和正在 Loading 的评论组件同时处于 Suspense 的流程中，此时用户点击评论组件，React 将会优先 hydrate 评论组件，尽可能优先满足用户交互体验。

回归到代码实现细节，整体框架上服务器和客户端的连接必然趋向于持续性的长链接，因此 res.send 需要变成 res.socket，pipeToNodeWritable 替换 renderToString 并且配合 Suspense 即可（官方例子）。

5、New Render API

新的更加友好的语义化 render 方式。

const container = document.getElementById("app");

// 旧 render API
ReactDOM.render(<App />, container);

// 新 createRoot API
const root = ReactDOM.createRoot(container);
root.render(<App />);

Client 端提供了新水合 Hydrate API。

const root = ReactDOM.hydrateRoot(container, <App tab="home" />);

以及新 useId () API 来为组件生成唯一 ID。

由于 Suspense 和并发渲染在 React 18 的大规模使用，一些具有 External stores 的 API，比如全局变量、document 对象如何在并发场景下保证一致性呢？如果无法保证一致性，在并发渲染过程中可能会导致组件展示的不一致。

为了解决这个问题，React 18 提供了 useSyncExternalStore() 这个 hook，来保证获取 External stores 的一致性。

useSyncExternalStore(
  // 注册回调函数
  subscribe: (callback) => Unsubscribe,
  // 获取快照函数
  getSnapshot: () => state
) => state

具体使用方式参考：

6、React 未来展望

在官方视频中，开发者们也对未来版本的内容进行介绍。

Support for Data Fetching API

由于 Suspense 的大规模应用，其数据获取变得更加定制化，目前常见的有 Relay、React Query 等。React 官方也希望将这一部分纳入到 React 的 API 中。

Server Component

组件不仅可以通过网络读取数据、也可以后台数据层直接读取服务数据，将大大减少服务器端向客户端传输的代码量，和同构模式十分类似。

React 18 in React Native

2022 年 React 18 将和 React Native 一起发布，跨平台构建的史诗级更新，RN 并发的一些老大难将得到解决。

7、结语

结合起来看，React 18 关注点在于更快的性能、用户交互响应效率和跨平台构建，其设计理念处处包含了中断与抢占概念。React 18 给我们提供了一些从应用构建视角下的手段，例如：

在 Client 端随时中断的框架设计，第一优先级渲染用户最关注的 UI 交互模块。
从后端到前端 “顺滑” 的管道式 SSR，并将 hydration 过程按需化，且支持被更高优先级用户交互行为打断，第一优先水合用户正在交互的部分。

作为一名前端开发，十分期待 React 18 的到来。