一、引言

React 18 是 React 生态系统中的一个重要版本，引入了许多新特性，其中最引人注目的是并发渲染（Concurrent Rendering）。并发渲染是 React 18 的核心特性之一，它通过优化渲染过程，显著提升了应用的性能和用户体验。本文将深入解析 React 18 的并发渲染机制，探讨其工作原理，并通过代码示例和性能对比，展示如何利用并发渲染提升应用性能。

二、什么是并发渲染？

并发渲染是 React 18 引入的一种新的渲染模式，它允许 React 在渲染过程中中断和恢复工作，从而更好地响应用户交互和系统事件。与传统的同步渲染不同，并发渲染将渲染任务拆分为多个小任务，并根据优先级动态调度这些任务。

2.1 同步渲染的问题

在 React 17 及之前的版本中，渲染是同步的。这意味着一旦开始渲染，React 会一直执行直到完成，期间无法中断。如果渲染任务非常耗时，可能会导致页面卡顿，影响用户体验。

2.2 并发渲染的优势

1. 响应性：并发渲染允许 React 在处理渲染任务时保持主线程的响应性。这意味着用户界面可以更快地响应用户的输入，即使在处理复杂的渲染任务时也能保持流畅。例如，当用户在表单中输入数据时，即使页面正在进行复杂的渲染，输入框也能立即响应，不会出现卡顿。
2. 优先级调度：并发渲染引入了优先级调度机制，允许 React 根据任务的优先级来决定何时执行渲染。这意味着 React 可以优先处理用户交互相关的任务，如按钮点击或输入事件，而将低优先级的任务（如后台数据加载）推迟到稍后执行。这样可以确保用户界面始终保持响应，提高用户体验。
3. 可中断渲染：并发渲染允许 React 在渲染过程中中断当前任务，以便处理更高优先级的任务。这意味着如果用户在渲染过程中执行了一个高优先级的操作（如点击按钮），React 可以立即中断当前的渲染任务，处理用户的操作，然后再继续之前的渲染任务。这种可中断性使得 React 能够更好地适应动态变化的用户需求。
4. 性能优化：并发渲染可以帮助优化应用程序的性能。通过将渲染任务分解为多个小任务，并根据优先级进行调度，React 可以更有效地利用系统资源，减少不必要的渲染工作。这可以提高应用程序的帧率，减少卡顿，并在处理大量数据或复杂 UI 时提供更好的性能。
5. 渐进式渲染：并发渲染支持渐进式渲染，允许 React 在渲染过程中逐步展示内容。这意味着用户可以更快地看到页面的部分内容，而不必等待整个页面完全渲染完成。例如，在加载一个包含大量图片的页面时，React 可以先渲染文本和布局，然后再逐步加载和显示图片，提供更好的用户体验。
6. 更好的错误处理：并发渲染使得 React 能够更好地处理错误。由于渲染任务是可中断的，React 可以在发生错误时立即停止当前的渲染任务，并提供更详细的错误信息。这有助于开发者更快地定位和修复问题，提高应用程序的稳定性。

三、React 18 并发渲染的核心概念

3.1 并发模式（Concurrent Mode）

并发模式是 React 18 中启用并发渲染的基础。通过将应用切换到并发模式，开发者可以充分利用并发渲染的优势。

示例代码：启用并发模式

import ReactDOM from 'react-dom/client';

const root = ReactDOM.createRoot(document.getElementById('root'));
root.render(<App />);

3.2 任务优先级

React 18 引入了任务优先级的概念，将任务分为不同的优先级，如：

• 高优先级任务：用户交互、动画等。
• 低优先级任务：数据加载、复杂计算等。

React 会根据任务的优先级动态调度渲染任务，确保高优先级任务能够及时得到处理。

3.3 可中断渲染

并发渲染允许 React 在渲染过程中中断当前任务，优先处理高优先级任务。这种机制使得应用能够更好地响应用户交互，避免页面卡顿。

四、如何使用并发渲染提升应用性能

4.1 使用 useTransition Hook

useTransition 是 React 18 提供的一个 Hook，用于在并发模式下管理低优先级任务的渲染。通过 useTransition，开发者可以显式地控制任务的优先级，从而优化用户体验。

示例代码：使用 useTransition

import { useState, useTransition } from 'react';

function App() {
  const [isPending, startTransition] = useTransition();
  const [input, setInput] = useState('');
  const [list, setList] = useState([]);

  const handleInputChange = (e) => {
    setInput(e.target.value);
    startTransition(() => {
      const newList = [];
      for (let i = 0; i < 10000; i++) {
        newList.push(e.target.value);
      }
      setList(newList);
    });
  };

  return (
    <div>
      <input type="text" value={input} onChange={handleInputChange} />
      {isPending ? 'Loading...' : list.map((item, index) => <div key={index}>{item}</div>)}
    </div>
  );
}

4.2 使用 Suspense 进行数据加载

Suspense 是 React 提供的一个组件，用于在数据加载过程中显示加载状态。在并发模式下，Suspense 可以与 useTransition 结合使用，进一步提升数据加载的性能。

示例代码：使用 Suspense

javascript

复制

import { Suspense, useState } from 'react';

function fetchData() {
  return new Promise((resolve) => {
    setTimeout(() => resolve('Data loaded'), 1000);
  });
}

function DataComponent() {
  const data = fetchData();
  return <div>{data}</div>;
}

function App() {
  const [showData, setShowData] = useState(false);

  return (
    <div>
      <button onClick={() => setShowData(true)}>Load Data</button>
      {showData && (
        <Suspense fallback={<div>Loading...</div>}>
          <DataComponent />
        </Suspense>
      )}
    </div>
  );
}

4. 性能对比

为了展示并发渲染的性能优势，我们通过一个简单的示例对比同步渲染和并发渲染的性能。

4.1 同步渲染性能

在同步渲染模式下，渲染一个包含 10000 个元素的列表会导致页面明显卡顿。

同步渲染性能截图

4.2 并发渲染性能

在并发渲染模式下，通过 useTransition 将渲染任务拆分为多个小任务，页面响应速度显著提升。

并发渲染性能截图

5. 总结

React 18 的并发渲染通过优化渲染过程，显著提升了应用的性能和用户体验。通过启用并发模式、使用 useTransition 和 Suspense，开发者可以更好地管理任务的优先级，避免页面卡顿，提升应用的响应速度。

在实际开发中，建议根据应用的具体需求合理使用并发渲染特性，并通过性能监控工具持续优化应用性能。

附录

性能对比表格