React 18 并发特性深度解析

React 18 概述

React 18 是 React 生态系统的一个重要里程碑，它引入了许多令人兴奋的新特性，其中最重要的就是 并发特性（Concurrent Features） 。这些特性旨在改善用户体验，使应用程序能够保持响应性，即使在处理大量工作时也是如此。

"并发是关于同时处理多件事情。它不是关于同时做多件事情，而是关于同时处理多件事情的结构。" —— Rob Pike

在深入了解具体特性之前，让我们先了解一下 React 18 的核心改进：

自动批处理（Automatic Batching）
并发渲染（Concurrent Rendering）
Suspense 改进
新的 Hooks API
严格模式的增强

并发渲染机制

什么是并发渲染？

并发渲染是 React 18 的核心特性之一。它允许 React 在渲染过程中暂停、中断和恢复工作，从而保持应用程序的响应性。这意味着即使在处理大量更新时，用户界面也不会被阻塞。

// React 18 之前：阻塞渲染
function App() {
  const [count, setCount] = useState(0);
  
  // 大量计算可能会阻塞UI
  const expensiveValue = useMemo(() => {
    let result = 0;
    for (let i = 0; i < count * 100000; i++) {
      result += i;
    }
    return result;
  }, [count]);
  
  return (
    <div>
      <h1>Count: {count}</h1>
      <p>Expensive value: {expensiveValue}</p>
      <button onClick={() => setCount(count + 1)}>
        Increment
      </button>
    </div>
  );
}

启用并发特性

要使用并发特性，需要使用新的 createRoot API：

// React 18 新的根 API
import { createRoot } from 'react-dom/client';

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

// 而不是旧的 ReactDOM.render
// ReactDOM.render(<App />, container);

优先级和调度

React 18 引入了更智能的调度系统，可以根据更新的优先级来决定处理顺序：

同步优先级 ：立即处理的更新（如用户输入）
默认优先级 ：正常的状态更新
低优先级 ：可以延迟的更新（如分析数据）

Suspense 的改进

服务端渲染中的 Suspense

React 18 对 Suspense 进行了重大改进，特别是在服务端渲染（SSR）方面。现在支持流式 SSR 和选择性注水（Selective Hydration）。

import { Suspense } from 'react';
import { lazy } from 'react';

const LazyComponent = lazy(() => import('./LazyComponent'));

function App() {
  return (
    <div>
      <h1>我的应用</h1>
      <Suspense fallback={<div>加载中...</div>}>
        <LazyComponent />
      </Suspense>
    </div>
  );
}

多个 Suspense 边界

可以使用多个 Suspense 边界来实现更细粒度的加载状态：

function Dashboard() {
  return (
    <div>
      <Suspense fallback={<HeaderSkeleton />}>
        <Header />
      </Suspense>
      
      <div className="main-content">
        <Suspense fallback={<SidebarSkeleton />}>
          <Sidebar />
        </Suspense>
        
        <Suspense fallback={<ContentSkeleton />}>
          <MainContent />
        </Suspense>
      </div>
    </div>
  );
}

新增 Hooks API

useTransition

useTransition 允许你将状态更新标记为过渡，这意味着它们可以被中断以保持应用程序的响应性。

import { useTransition, useState } from 'react';

function SearchResults() {
  const [isPending, startTransition] = useTransition();
  const [query, setQuery] = useState('');
  const [results, setResults] = useState([]);

  const handleSearch = (newQuery) => {
    setQuery(newQuery);
    
    // 将搜索结果更新标记为过渡
    startTransition(() => {
      setResults(searchFunction(newQuery));
    });
  };

  return (
    <div>
      <input 
        value={query}
        onChange={(e) => handleSearch(e.target.value)}
        placeholder="搜索..."
      />
      
      {isPending && <div>搜索中...</div>}
      
      <ul>
        {results.map(result => (
          <li key={result.id}>{result.title}</li>
        ))}
      </ul>
    </div>
  );
}

useDeferredValue

useDeferredValue 让你能够"延迟"一个值的更新，这在处理昂贵的计算时非常有用。

import { useDeferredValue, useMemo, useState } from 'react';

function ProductList({ products }) {
  const [filter, setFilter] = useState('');
  const deferredFilter = useDeferredValue(filter);
  
  const filteredProducts = useMemo(() => {
    return products.filter(product => 
      product.name.toLowerCase().includes(deferredFilter.toLowerCase())
    );
  }, [products, deferredFilter]);

  return (
    <div>
      <input 
        value={filter}
        onChange={(e) => setFilter(e.target.value)}
        placeholder="过滤产品..."
      />
      
      <div className={filter !== deferredFilter ? 'dimmed' : ''}>
        {filteredProducts.map(product => (
          <ProductCard key={product.id} product={product} />
        ))}
      </div>
    </div>
  );
}

useId

useId 生成唯一的 ID，这在服务端渲染时特别有用，可以避免注水不匹配的问题。

import { useId } from 'react';

function FormField({ label, type = 'text' }) {
  const id = useId();

  return (
    <div>
      <label htmlFor={id}>{label}</label>
      <input id={id} type={type} />
    </div>
  );
}

实际应用示例

构建响应式搜索界面

让我们构建一个结合多个 React 18 特性的搜索界面：

import { 
  useState, 
  useTransition, 
  useDeferredValue, 
  Suspense,
  useMemo 
} from 'react';

// 模拟搜索 API
const searchAPI = (query) => {
  return new Promise((resolve) => {
    setTimeout(() => {
      const results = mockData.filter(item =>
        item.title.toLowerCase().includes(query.toLowerCase())
      );
      resolve(results);
    }, Math.random() * 1000);
  });
};

function SearchApp() {
  const [query, setQuery] = useState('');
  const [isPending, startTransition] = useTransition();
  const deferredQuery = useDeferredValue(query);

  return (
    <div className="search-app">
      <h1>智能搜索</h1>
      
      <SearchInput 
        value={query}
        onChange={setQuery}
        isPending={isPending}
      />
      
      <Suspense fallback={<SearchSkeleton />}>
        <SearchResults 
          query={deferredQuery}
          startTransition={startTransition}
        />
      </Suspense>
    </div>
  );
}

function SearchInput({ value, onChange, isPending }) {
  return (
    <div className="search-input-container">
      <input
        type="text"
        value={value}
        onChange={(e) => onChange(e.target.value)}
        placeholder="搜索任何内容..."
        className={isPending ? 'pending' : ''}
      />
      {isPending && <Spinner />}
    </div>
  );
}

function SearchResults({ query, startTransition }) {
  const [results, setResults] = useState([]);

  const fetchResults = useMemo(() => {
    if (!query) return [];
    
    startTransition(async () => {
      const data = await searchAPI(query);
      setResults(data);
    });
    
    return results;
  }, [query, startTransition]);

  if (!query) {
    return <div className="empty-state">开始输入以搜索内容</div>;
  }

  return (
    <div className="search-results">
      <h2>搜索结果 ({results.length})</h2>
      {results.map(result => (
        <ResultCard key={result.id} result={result} />
      ))}
    </div>
  );
}

最佳实践

1. 合理使用 useTransition

不是所有的状态更新都需要使用 useTransition 。只在以下情况使用：

更新会导致大量计算或渲染
用户输入需要立即响应
需要保持界面的响应性

2. 优化 Suspense 边界

合理设置 Suspense 边界可以改善用户体验：

避免过深的嵌套
为不同的加载状态提供有意义的 fallback
考虑渐进式加载

3. 性能监控

使用 React DevTools 和浏览器的性能工具来监控并发特性的效果：

// 使用 React DevTools Profiler
import { Profiler } from 'react';

function onRenderCallback(id, phase, actualDuration) {
  console.log('Component:', id);
  console.log('Phase:', phase);
  console.log('Duration:', actualDuration);
}

function App() {
  return (
    <Profiler id="App" onRender={onRenderCallback}>
      <MyComponent />
    </Profiler>
  );
}

总结

React 18 的并发特性为前端开发带来了革命性的改进。通过并发渲染、Suspense 改进和新的 Hooks API，我们可以构建更加响应和用户友好的应用程序。

关键要点包括：

并发渲染 让应用保持响应性
useTransition 和 useDeferredValue 提供了更好的用户体验控制
Suspense 的改进支持了更复杂的加载场景
自动批处理 减少了不必要的重新渲染

随着 React 18 的普及，这些特性将成为现代 React 开发的标准实践。建议开发者逐步在项目中采用这些新特性，以提升应用的性能和用户体验。