React18有哪些新特性以及它的实现原理_台湾|台湾社会新闻|科学重器

1. React18有哪些更新?React 18 带来了许多新特性，尤其是为了提升性能和用户体验，主要更新包括：

自动批处理 (Automatic Batching)
React 18 引入了自动批处理的概念。以前， React 只能在事件处理函数中自动批处理状态更新；而在 React 18 中，即使在异步函数中，比如 setTimeout 或 Promise 回调中，也会自动批处理多个状态更新，减少了重新渲染次数，提高了性能。

function handleClick() { setTimeout(() => {setState1((prev) => prev + 1);setState2((prev) => prev + 1);1000); 在 React 18 中， setState1 和 setState2 会在一个批处理中进行更新，只会导致一次重新渲染。

并发特性 (Concurrent Features)
并发特性允许 React 中断和恢复渲染的能力，可以更好地响应用户交互。虽然并发特性是 opt-in 的（需要使用 ConcurrentMode），但新的 startTransition API 可以显式标记一些非紧急的更新， React 会在空闲时处理这些更新而不会阻塞主线程。

 import { startTransitionfrom 'react';function handleInputChange(e) { startTransition(() => {setInput(e.target.value); );

<Suspense> 支持服务端渲染 (SSR Support for \\Suspense)
React 18 对服务端渲染中的 <Suspense> 组件提供了支持。在新的 SSR 架构下， React 可以在加载完部分内容后就开始流式地返回 HTML 片段，不需要等到所有内容加载完毕，有助于提升首屏加载速度。
新的 Hook：useTransition 和 useDeferredValue

useTransition：用于处理非紧急状态更新。例如，输入框内容更新是紧急的，而搜索建议的更新可以延迟。
useDeferredValue：将某个值标记为可以延迟的值，从而在高频率的操作（如输入）中不会导致卡顿。

createRoot API
React 18 推荐使用 createRoot 替代 ReactDOM.render 来渲染根组件，从而启用并发模式。

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

Strict Mode 更严格的行为
React 18 中的 StrictMode 会对某些生命周期方法（例如 useEffect 的回调函数）进行双重调用，以帮助开发者检测潜在的副作用问题，提高应用的健壮性。
优化的服务端渲染 (SSR)
React 18 中 SSR 支持 React.lazy 和 <Suspense> ，结合流式渲染和延迟组件的加载，使得服务器渲染速度更快，首屏渲染时间减少。

2. React自动批处理实现原理？React 18 的自动批处理依赖于调度机制和“批量更新队列” ，这部分功能是通过 React 的调度模块来实现的。以下是自动批处理的核心原理：
1.批处理更新队列
React 会在内部维护一个“批量更新队列” ，在队列内的所有状态更新将合并成一个渲染操作。 React 会监听各种事件，如同步事件（如点击事件）或异步事件（如 setTimeout、Promise 回调等），并在合适的时机将更新推送到更新队列中。
2.事件优先级调度
React 18 引入了并发特性，为不同的更新分配了优先级。更新被分为同步和非同步更新：

同步更新：通常用于用户交互，如输入框内容变化。
非同步更新：常用于不紧急的渲染任务，如网络请求完成后的数据渲染。

React 会根据更新优先级选择合适的调度方式，使紧急的任务能尽快执行，而不紧急的任务会等待空闲时批量执行。
3.Scheduler调度器
React 18 采用了 Scheduler 调度库（Facebook 开源的调度库），用于自动批处理和任务调度。该调度器提供了一个“任务优先级”系统，允许 React 在需要时可以暂停、恢复、重新开始甚至放弃任务。 Scheduler 会在每个事件循环末尾检测是否有批处理任务队列存在，如果有，则执行队列中的任务。
4.自动批处理触发时机

事件回调中的更新：React 在事件回调（如点击、输入）中会默认启动批处理机制。
异步任务中的更新：在 React 18 中，即使是在异步任务（如 setTimeout、Promise 回调）中， React 也会自动启动批处理机制。即所有更新在事件循环结束前不会立即触发重新渲染，而是会等待异步操作完成后，再将多个更新一次性推送到批处理队列中。

5.flushSync强制同步更新
虽然 React 18 默认自动批处理，但开发者可以使用 flushSync 函数强制同步更新，这将立即触发更新并跳过批处理。
实现流程简述

React 检测到状态更新时，判断是否处于批处理上下文中。
若是批处理上下文， React 将状态更新添加到批量更新队列，而不立即触发重渲染。
当批处理上下文结束时（通常是当前事件循环结束）， React 将合并状态更新并执行一次重新渲染。

3. React并发特性原理？【React18有哪些新特性以及它的实现原理】React 18 的并发特性基于 Fiber 架构和调度优先级实现。并发渲染使 React 可以在渲染过程中暂停、恢复、取消或重启任务，从而在用户交互密集的应用中更平滑地处理复杂渲染任务。以下是并发特性的实现原理：
1.Fiber 架构
React 16 引入的 Fiber 架构重新设计了 React 的渲染流程，使任务可以分段完成。 Fiber 的核心思想是将渲染任务切割为小的、可以被打断的“单元” ，这些小单元称为 Fiber ，并通过以下几个机制来管理它们：

可中断渲染：Fiber 架构将渲染过程分为多个小的任务块，允许在每一块任务完成后暂停，检查是否有更高优先级的任务需要处理。
任务恢复：React 可以在任务被打断后恢复渲染，以便继续之前的渲染进度，避免重新开始。
任务丢弃和重启：在某些情况下，如果任务中断时间过长， React 可能会放弃当前的任务，重新开始渲染。

2.Scheduler 调度优先级
React 并发渲染的一个关键部分是 Scheduler 调度器，它基于任务优先级来处理渲染任务。 Scheduler 根据任务的紧急程度将它们划分为不同优先级：

立即优先级：如用户交互操作，点击按钮或输入内容。
高优先级：如影响应用功能的状态更新。
正常优先级：如普通的组件更新。
低优先级：如非关键内容的更新。
空闲优先级：仅在浏览器空闲时才执行的任务。

Scheduler 允许 React 根据当前任务的优先级进行调度，如果遇到更高优先级的任务， React 会暂停当前渲染，优先执行高优先级任务，待高优任务完成后再恢复低优先级的渲染任务。
3.Concurrent Mode 并发模式
React 并发模式并不自动启用，只有在使用 createRoot API 时，应用才会进入并发模式。启用并发模式后， React 便会通过 Fiber 和 Scheduler 实现以下机制：

时间切片（Time Slicing）：将长时间任务拆分成可中断的多个时间片，让出浏览器主线程，允许用户交互流畅执行。
startTransition API：在非紧急任务中，可以通过 startTransition 将任务标记为低优先级，让 React 在有空闲时间时再执行这些任务。
useTransition 和 useDeferredValue：这两个 Hook 允许开发者在状态更新中灵活地管理紧急和非紧急任务，进一步增强了并发渲染的控制。

4.双缓冲技术 (Double Buffering)
React 并发渲染会先在内存中创建一个新的 UI 树（称为 work-in-progress tree），并在渲染完成后再替换原始的 UI 树。这一技术确保了更新不会直接影响页面上的实际 DOM 结构，减少了不必要的重排和重绘，从而提升性能。
总结
React 18 的并发特性通过 Fiber 架构拆分任务、Scheduler 调度优先级和时间切片来实现。这使得 React 可以优先处理紧急任务，并在后台低优先级处理非关键任务，为用户提供流畅、响应迅速的体验。
4. React<Suspense>实现原理？React 中的 <Suspense> 是用于处理异步渲染的一个关键组件，它允许 React 在等待异步数据加载完成之前，展示一个备用的“占位”UI（例如 loading 状态），提升用户体验。以下是 <Suspense> 的核心实现原理：
1.协同异步渲染：基于 Fiber 架构的中断和恢复
React 使用 Fiber 架构使渲染过程可以被拆解成可中断、恢复的小任务单元（即 Fiber）。在加载数据或等待异步任务时， React 可以暂停渲染，显示 <Suspense> 的占位内容（如 loading），而不是让整个 UI 停滞等待数据。
2.Promise暂停渲染
<Suspense> 实现的关键在于使用 Promise 来暂停渲染。当 React 渲染一个依赖于异步数据的组件（如使用 React.lazy 动态加载组件或某个数据加载 hook）时，该组件会返回一个 Promise 来表示数据的加载状态。 React 会“捕获”到这个 Promise ，并在其未完成时暂停渲染。

当 React 检测到未完成的 Promise 时，会暂停该组件及其子组件的渲染，转而显示 <Suspense fallback> 提供的占位内容。
当 Promise 解析（即数据加载完成）时， React 会继续恢复渲染之前暂停的组件。

3.错误边界与“可恢复错误”
<Suspense> 会利用错误边界机制来“捕获”异步加载状态。 React 内部会抛出一个特殊类型的错误来表示“异步数据加载中”的状态。这个错误并不会导致真正的异常，而是通知 React 当前组件的渲染需要暂停，等待数据加载完成。

React 的错误边界机制会“捕获”这个异常，暂停渲染并显示 <Suspense> 的备用 UI 。
当 Promise 完成后， React 将捕获到的异常“恢复” ，继续未完成的渲染。

4.触发重试机制
当异步任务完成时， React 会重试被暂停的渲染进程。数据加载完成后的组件会重新触发渲染，这一过程由 Promise 的完成状态触发。

在每次渲染恢复时， React 会检查是否有新的 Promise 被触发。
如果没有，则完成渲染流程；否则会重复暂停-恢复过程。

5.与 Concurrent Mode 的结合
在并发模式下， <Suspense> 更为高效。因为并发模式可以在渲染过程中进行任务切片， React 可以在异步任务等待时暂停渲染、展示占位内容并响应用户交互。并发模式与 <Suspense> 配合得更好，提供了一种更流畅的加载体验。
6.实际使用中的Suspense示例：React.lazy和数据加载

React.lazy 动态导入：React.lazy 配合 <Suspense> 使用时，加载异步组件返回一个 Promise ，并使用 <Suspense> 渲染 loading 占位符，等加载完成后再展示组件内容。
数据加载：在数据加载场景中，通过 useEffect 或其他数据请求方法返回的 Promise 可以控制 <Suspense> 展示占位符状态，在数据加载完成后更新状态以恢复渲染。

7.多级嵌套<Suspense>
多个嵌套的 <Suspense> 组件可以分别管理不同区域的加载状态。 React 会选择最近的 <Suspense> 作为占位符展示层级，以此实现不同区域的异步渲染和独立加载状态管理。
总结
<Suspense> 的实现基于 Fiber 架构对任务的中断和恢复，利用 Promise 来暂停渲染并配合错误边界来触发备用 UI 。其通过调度机制和并发模式支持，使 React 可以流畅地管理数据加载和组件延迟加载。
5. useTransition 和 useDeferredValue实现原理？useTransition 和 useDeferredValue 是 React 18 中新增的两个 Hook ，用于更精细地控制异步渲染和任务优先级。它们依赖于 React 的并发特性和调度机制，通过标记任务的优先级，提升应用的交互体验。以下是它们的实现原理：
1.useTransition的实现原理
useTransition 是用于将某些状态更新标记为非紧急更新的 Hook ，使这些更新在后台异步执行，不会阻塞用户的交互。

基本用法：useTransition 返回一个布尔值（isPending）和一个函数（startTransition）。 startTransition 会将更新标记为“过渡性任务” ，使得 React 在处理这些更新时可以优先考虑其他更紧急的任务。

 const [isPending startTransition
 = useTransition();function handleClick() { startTransition(() => {// 此更新会被标记为非紧急setSomeState(newState); );

优先级调度：React 通过内部的 Scheduler 将 startTransition 中的更新标记为“低优先级” ，并将用户的交互更新（如输入或点击）标记为“高优先级” 。当 React 检测到有更高优先级的任务时，会暂停低优先级任务，确保用户的高优先级交互能够快速响应。
渲染阶段切分：当 startTransition 包含的更新被推入到任务队列时， React 会使用“时间切片”技术，将任务分成多个时间片并行处理，以便在浏览器空闲时执行低优先级任务，从而避免因较长渲染任务造成的卡顿现象。
isPending 状态：isPending 是一个状态标记，它告诉组件当前是否有被延迟的任务，方便在渲染过程中提供反馈。例如，可以用它来显示“加载中”或其他过渡状态的提示。

2.useDeferredValue的实现原理
useDeferredValue 允许将某个值延迟更新，以避免其对渲染性能的影响，特别适合用于频繁变化但无需立即更新的值。

基本用法：useDeferredValue 接收一个值作为参数，并返回一个“延迟版本”的值。 React 会将此延迟值视为低优先级的更新，确保在浏览器空闲时才更新。

const deferredSearchTerm = useDeferredValue(searchTerm);

优先级管理：React 会根据当前任务的优先级决定 deferredSearchTerm 的更新时机。如果其他更高优先级的任务正在进行， deferredSearchTerm 会保持旧值不变，直到高优先级任务完成后再更新。这样可以减少渲染频率，提高应用的响应速度。
适用场景：例如在搜索组件中，输入框的内容可以立即更新，但展示的搜索结果可以延迟。这种情况下，通过 useDeferredValue 将输入的搜索值延迟更新到结果组件上，可以避免频繁的数据请求和渲染，提升性能。

3.useTransition和useDeferredValue的协作机制

时间切片（Time Slicing）：这两者都依赖于 React 的时间切片机制。 React 将渲染过程分成多个时间片，在每个时间片结束后， React 可以暂停渲染、检查是否有更高优先级的任务，并根据任务优先级动态调整渲染策略。
任务调度（Task Scheduling）：Scheduler 会将 startTransition 和 useDeferredValue 的更新标记为低优先级，使它们能够在空闲时执行。它们的区别在于， useTransition 延迟整个更新过程，而 useDeferredValue 只延迟特定值的更新。

总结

useTransition 适用于将特定更新标记为低优先级，通常用于触发大范围状态变化（如页面切换、复杂组件加载等），不影响用户的直接交互。
useDeferredValue 则是将一个特定的值延迟更新，适用于频繁变化的输入值，避免频繁渲染，提升性能。

两者通过 React 的 Fiber 和 Scheduler 架构实现优先级调度和渲染分片，在复杂的 UI 渲染中有效地提升性能和响应速度。
6. createRoot API实现原理？createRoot 是 React 18 中引入的 API ，用于创建根节点并启用 React 的并发模式。它允许 React 在渲染过程中通过任务切片（Time Slicing）、调度优先级等机制，优化渲染性能，提升应用的交互体验。以下是 createRoot 的实现原理：
1.Fiber 树与并发模式的启动
React 的核心架构是 Fiber ，它将整个渲染过程拆分为小的、可中断的任务单元。 createRoot 的主要功能之一是启用并发模式（Concurrent Mode），在并发模式下， React 能够更好地调度和分配渲染任务，使得渲染可以在后台分片进行。

Fiber 树创建：当 createRoot 被调用时， React 会生成一个新的 Fiber 根节点（Root Fiber），并将应用的根组件作为其子节点。
并发渲染启用：与 React 17 中的 ReactDOM.render 方法不同， createRoot 启用并发渲染，使得渲染过程可以被暂停和恢复，从而允许 React 在任务执行过程中动态调整优先级。

2.调度与优先级控制
在并发模式下， React 使用 Scheduler（调度器）为每个任务分配优先级。不同优先级的任务在渲染中被处理的顺序也不同， createRoot 启用的并发模式能够让 React 根据任务优先级智能调度渲染过程。

时间切片：通过时间切片技术， React 可以将渲染过程分割成多个小的时间块，在每个时间块结束时检查是否有更高优先级的任务需要执行。这样可以在保持流畅渲染的同时，不阻塞用户的交互操作。
优先级分类：createRoot 配合 Scheduler ，会为任务分配不同的优先级，例如“同步优先级”（例如紧急的用户交互）和“非同步优先级”（如数据加载的过渡状态等），确保用户的高优先级任务可以优先得到处理。

3.并发特性支持的 Hook 和 API
createRoot 配合 React 18 的新特性（如 useTransition、useDeferredValue、Suspense 等），使 React 在渲染过程中支持更细粒度的任务控制：

useTransition 和 useDeferredValue：这些 API 利用调度器和优先级机制，使得非紧急任务可以推迟执行。
Suspense 和 SuspenseList：Suspense 组件可以配合 createRoot 实现更好的异步加载体验，让 React 在等待数据加载时渲染占位符，而非阻塞整个页面。

4.批处理更新
React 18 的 createRoot 中引入了更智能的自动批处理，即使在异步事件（如 Promise 回调、setTimeout 等）中触发的多次状态更新，也会被批处理为一次渲染。批处理减少了不必要的重渲染次数，进一步优化了性能。
5.从ReactDOM.render到createRoot的改进
在 React 17 及以下版本中， ReactDOM.render 方法会直接执行同步渲染，而 createRoot 在内部进行了并发渲染的切换。与 ReactDOM.render 的同步渲染模式不同， createRoot 提供的并发渲染方式可以在渲染过程中暂停、恢复或中止任务，从而大幅提升渲染的灵活性。
6.渲染生命周期管理
createRoot 在调度任务时不仅考虑当前任务的优先级，还通过 Fiber 树的状态管理机制确保应用的各个节点更新状态的独立性。即每个节点的更新会被追踪， React 可以在节点级别重新安排渲染计划，灵活处理应用生命周期中的更新过程。
示例：createRoot的使用
在 React 18 中，使用 createRoot 来渲染应用的代码如下：

 import { createRootfrom 'react-dom/client';import App from './App';const container = document.getElementById('root');const root = createRoot(container); // 创建一个并发根节点root.render(<App />); // 使用并发渲染模式来渲染根组件

总结
createRoot 是 React 18 中用于启用并发模式的核心 API ，它结合了 Fiber 架构的可中断任务、调度优先级、批处理更新和时间切片技术，从而优化了 React 的渲染性能，使得复杂应用在高负载情况下依然可以提供流畅的用户体验。