React 的位掩码标记系统

文章主要介绍 React 的位掩码标记系统，这也是React性能优化的关键技巧之一。

内容结合了deepseek产出，旨在碎片化理解一些react 的概念，以便后续整体的原理理解

一、基本概念：什么是位掩码？

1. 位运算基础

js 复制代码

// 每个标记用一个二进制位表示
const NoEffect = 0b00000000;  // 0
const Placement = 0b00000010; // 2
const Update = 0b00000100;    // 4
const Deletion = 0b00001000;  // 8
const Ref = 0b00010000;       // 16
const Snapshot = 0b00100000;  // 32

// 使用位运算组合标记
effectTag = NoEffect;         // 00000000
effectTag |= Placement;       // 00000010 (添加Placement标记)
effectTag |= Update;          // 00000110 (同时有Placement和Update)
effectTag |= Ref;             // 00010110 (再加上Ref)

2. 与普通布尔值的对比

js 复制代码

// ❌ 普通布尔变量（低效）：
let needsPlacement = false;
let needsUpdate = false;
let needsDeletion = false;
let needsRef = false;

// ✅ 位掩码（高效）：
let effectTag = 0;  // 一个变量存储所有标记

二、为什么这种设计很妙？

1. 极致的空间效率

js 复制代码

// 存储对比：
// 普通方式：4个布尔值 = 4字节（假设每个布尔1字节）
// 位掩码：1个整数 = 4字节（但可以存储32种标记！）

// React实际使用的标记（部分）：
export const NoEffect = 0b000000000000000;  // 0
export const PerformedWork = 0b000000000000001;  // 1
export const Placement = 0b000000000000010;  // 2
export const Update = 0b000000000000100;  // 4
export const PlacementAndUpdate = Placement | Update;  // 6
export const Deletion = 0b000000000001000;  // 8
export const ContentReset = 0b000000000010000;  // 16
export const Callback = 0b000000000100000;  // 32
export const DidCapture = 0b000000001000000;  // 64
export const Ref = 0b000000010000000;  // 128
export const Snapshot = 0b000000100000000;  // 256
// ... 总共可以定义32个标记（32位整数）

2. 极致的性能优化

js 复制代码

// 检查标记（位运算极快）：
function hasUpdate(effectTag) {
  return (effectTag & Update) !== NoEffect;  // 一次位与运算
}

// 添加标记：
effectTag |= Update;  // 一次位或运算

// 移除标记：
effectTag &= ~Update;  // 一次位与+位非运算

// 检查多个标记：
if ((effectTag & (Placement | Update)) !== NoEffect) {
  // 有Placement或Update中的任意一个
}

3. 组合标记的便利性

js 复制代码

// 定义组合标记
const PlacementAndUpdate = Placement | Update;  // 0b00000110

// 一次检查多个标记
if (effectTag & PlacementAndUpdate) {
  // 需要Placement或Update
}

// 批量处理
const mutationMask = Placement | Update | Deletion;
if (effectTag & mutationMask) {
  // 需要DOM变更操作
}

const lifeCycleMask = Callback | Ref;
if (effectTag & lifeCycleMask) {
  // 需要执行生命周期
}

三、总结

性能方面：

极速操作：位运算是最快的CPU指令之一
内存高效：一个整数存储所有状态
缓存友好：单个整数适合CPU缓存行

设计方面：

组合灵活：轻松创建组合标记（如PlacementAndUpdate）
阶段分离：便于按阶段处理不同标记
传播高效：标记可以高效地在树中传播

工程方面：

代码简洁：检查、添加、移除都只需一行
调试方便：一个数字可以解码出所有状态
序列化简单：便于保存和恢复状态

这种设计体现了React团队对性能的极致追求，是React能够在复杂应用中保持高性能的重要原因之一。它展示了用简单的底层原语构建复杂系统的工程智慧。

至此，结束！