
大家好~ 前面我们已经掌握了 React 19 的函数组件、JSX 和核心 Hooks,今天咱们深入 React 的底层核心机制------虚拟 DOM(Virtual DOM)与并发渲染(Concurrent Rendering)。
很多刚接触 React 的同学会觉得这两个概念很抽象,甚至觉得"没必要了解,会用 API 就行"。但其实搞懂它们,能帮我们:
- 理解"为什么 React 渲染性能好";
- 写出更符合 React 设计理念的代码(避免不必要的性能问题);
- 看懂后续高阶知识点(如 Fiber 架构、性能优化方案)。
今天这篇文章,我们就从"是什么→为什么→怎么工作"三个维度,用通俗的语言+直观的图例+简单的代码示例,把虚拟 DOM 和并发渲染的基础逻辑讲透,让新手也能轻松理解~
一、先搞懂:虚拟 DOM 到底是什么?
1. 从真实 DOM 的痛点说起
我们知道,浏览器中的真实 DOM(文档对象模型)是页面的"骨架",它不仅包含了元素的结构,还自带大量属性和方法。但真实 DOM 有个明显的痛点:操作真实 DOM 代价很高。
比如我们要更新一个列表中的某一项数据,直接操作真实 DOM 时,浏览器会触发"重排"(重新计算元素位置)和"重绘"(重新绘制元素样式),这个过程会消耗大量性能------尤其是当页面元素很多、更新频繁时,很容易出现页面卡顿。
为了解决这个问题,React 引入了"虚拟 DOM"的概念。
2. 虚拟 DOM 的本质:DOM 的"轻量级副本"
虚拟 DOM(Virtual DOM)本质上是一个JavaScript 对象,它是对真实 DOM 的"抽象描述"------包含了真实 DOM 的元素类型、属性、子元素等关键信息,但去掉了真实 DOM 中冗余的属性和方法,是一个"轻量级"的副本。
举个例子:一个简单的真实 DOM 元素和对应的虚拟 DOM 对象对比:
3. React 中虚拟 DOM 的表现形式:JSX 的"幕后身份"
其实我们每天写的 JSX,最终都会被 Babel 转译为虚拟 DOM 对象。比如我们写的 JSX 代码:
javascript
function App() {
return (
<div className="App">
<h1>Hello Virtual DOM</h1>
<p>React 19 虚拟 DOM 基础</p>
</div>
);
}
Babel 会把它转译为 React.createElement 函数的调用,而这个函数的返回值,就是虚拟 DOM 对象(也叫"React 元素"):
csharp
// Babel 转译后的代码(简化版)
function App() {
return React.createElement(
'div', // type:元素类型
{ className: 'App' }, // props:元素属性
// children:子元素(也是虚拟 DOM 对象)
React.createElement('h1', null, 'Hello Virtual DOM'),
React.createElement('p', null, 'React 19 虚拟 DOM 基础')
);
}
// React.createElement 最终返回的虚拟 DOM 对象(简化)
{
type: 'div',
props: { className: 'App' },
children: [
{ type: 'h1', props: {}, children: 'Hello Virtual DOM' },
{ type: 'p', props: {}, children: 'React 19 虚拟 DOM 基础' }
],
// 其他内部属性(如 key、ref 等)
}
关键结论:JSX 是虚拟 DOM 的"语法糖",我们写 JSX 的过程,本质上是在描述虚拟 DOM 的结构。
二、虚拟 DOM 的核心工作流程:Diff 算法与批量更新
虚拟 DOM 之所以能提升性能,核心在于它的"先对比、后更新"策略------不是每次状态变化都直接操作真实 DOM,而是先通过"Diff 算法"对比新旧虚拟 DOM 的差异,再只把"有差异的部分"更新到真实 DOM 上。
整个流程可以分为 3 步:
1. 步骤 1:状态变化生成新的虚拟 DOM
当组件的状态(useState/useContext 等)发生变化时,React 会重新执行组件函数,生成一个新的虚拟 DOM 树(描述更新后的 UI 结构)。
2. 步骤 2:Diff 算法对比新旧虚拟 DOM 差异
React 会通过"Diff 算法"(差异检测算法)对比新旧两棵虚拟 DOM 树,找出"哪些节点发生了变化"(比如元素类型变化、属性变化、子元素变化等),并记录这些差异(形成"补丁")。
这里要注意:React 的 Diff 算法做了两个关键优化,让对比效率很高:
- 同层对比:只对比同一层级的节点,不跨层级对比(比如 div 的子节点只和 div 的子节点对比,不会和 div 的父节点/子子节点对比),降低算法复杂度;
- key 优化:对于列表节点,通过 key 标识节点唯一性,让 React 能快速定位到新增、删除或移动的节点(这也是为什么列表渲染要加 key 的核心原因)。
3. 步骤 3:批量更新真实 DOM
React 收集完所有差异后,会批量将这些差异对应的操作应用到真实 DOM 上------也就是"批量更新"。这样可以避免多次零散地操作真实 DOM,减少重排重绘的次数,从而提升性能。
用一个流程图直观展示整个流程:
实战感知:虚拟 DOM 的 Diff 优化
我们用一个简单的列表案例,感受一下 key 对 Diff 算法的优化作用(这也是日常开发中最容易接触到的虚拟 DOM 优化场景)。
反例:列表渲染不写 key(性能差)
javascript
import { useState } from 'react';
function BadList() {
const [list, setList] = useState([1, 2, 3]);
const addItem = () => {
setList([0, ...list]); // 在列表头部添加元素
};
return (
<div>
<button onClick={addItem}>在头部添加元素</button>
<ul>
{/* 不写 key,React 无法精准定位节点,会重新创建所有节点 */}
{list.map(item => (
<li>{item}</li>
))}
</ul>
</div>
);
}
问题:不写 key 时,在列表头部添加元素后,React 无法区分新旧节点,会把原来的 1、2、3 节点全部销毁,再重新创建 0、1、2、3 节点,性能开销大。
正例:列表渲染写 key(性能优)
javascript
import { useState } from 'react';
function GoodList() {
const [list, setList] = useState([1, 2, 3]);
const addItem = () => {
setList([0, ...list]); // 在列表头部添加元素
};
return (
<div>
<button onClick={addItem}>在头部添加元素</button>
<ul>
{/* 写 key,React 能精准定位节点,仅新增 0 节点 */}
{list.map(item => (
<li key={item}>{item}</li> // key 为节点唯一标识
))}
</ul>
</div>
);
}
优化效果:写 key 后,React 通过 key 能识别出"原来的 1、2、3 节点还在,只是位置变化了",只需新增 0 节点,并调整原有节点的位置,无需销毁重建,性能大幅提升。
三、并发渲染:React 19 流畅体验的核心保障
理解了虚拟 DOM 之后,我们再来看 React 19 的另一个核心机制------并发渲染(Concurrent Rendering)。如果说虚拟 DOM 解决了"如何高效更新 DOM"的问题,那并发渲染就解决了"如何让更新过程不阻塞用户交互"的问题。
1. 先理解:什么是"并发"?
"并发"简单来说就是:React 可以同时处理多个更新任务,但不会阻塞用户交互。比如用户在输入框打字的同时,页面正在进行大数据量列表的渲染------并发渲染能让输入操作保持流畅,不会因为列表渲染而卡顿。
在 React 18 之前,React 采用的是"同步渲染"模式:一旦开始渲染,就会一直执行到结束,期间无法中断,会阻塞所有用户交互(比如点击、输入等),这也是为什么复杂页面容易出现卡顿的原因。
而 React 19 继承并优化了 React 18 的并发渲染能力,让页面交互更流畅。
2. 并发渲染的核心:可中断、可恢复的渲染过程
并发渲染的核心原理是:将渲染过程拆分成多个小任务,React 可以根据任务的优先级,决定先执行哪个任务、暂停哪个任务,甚至放弃某个任务。当有更高优先级的任务(比如用户输入)进来时,React 可以暂停当前的低优先级任务(比如列表渲染),先处理高优先级任务,等用户交互完成后,再恢复低优先级任务的执行。
这里的"任务优先级"是 React 内部定义的,比如:
- 高优先级:用户输入、点击按钮等实时交互;
- 中优先级:网络请求完成后的数据更新;
- 低优先级:非紧急的 UI 更新(比如列表滚动时的次要内容渲染)。
3. 并发渲染的关键:Fiber 架构(简化理解)
并发渲染之所以能实现"可中断、可恢复",核心依赖于 React 的 Fiber 架构------Fiber 是 React 16 之后引入的新架构,也是虚拟 DOM 的"升级版本"。
简单来说,Fiber 架构将虚拟 DOM 节点重新设计为"Fiber 节点",每个 Fiber 节点对应一个真实 DOM 节点,并且通过链表的形式串联起来。这种结构让 React 可以:
- 将渲染任务拆分成每个 Fiber 节点的处理任务;
- 在处理某个 Fiber 节点的过程中中断,记录当前进度;
- 之后恢复进度,继续处理剩余的 Fiber 节点;
- 如果任务不再需要(比如组件已经卸载),可以直接放弃剩余任务,避免无用功。
用一个流程图理解并发渲染的任务调度过程:
实战感知:并发渲染的流畅体验
我们用一个"大数据量渲染 + 输入框输入"的案例,感受并发渲染的优势。如果没有并发渲染,输入框会因为大数据量渲染而卡顿;有了并发渲染,输入会保持流畅。
javascript
import { useState, useTransition } from 'react';
// 模拟大数据量(10000 条数据)
const mockData = Array.from({ length: 10000 }, (_, i) => ({
id: i,
content: `数据项 ${i + 1} - ${Math.random().toString(36).substring(2, 6)}`
}));
function ConcurrentRenderDemo() {
const [inputValue, setInputValue] = useState('');
const [filterText, setFilterText] = useState('');
// useTransition:标记低优先级任务
const [isPending, startTransition] = useTransition();
// 输入框输入(高优先级任务)
const handleInputChange = (e) => {
setInputValue(e.target.value);
// 将筛选数据的任务标记为低优先级
startTransition(() => {
setFilterText(e.target.value);
});
};
// 根据筛选条件过滤数据(低优先级任务)
const filteredData = mockData.filter(item => {
return item.content.includes(filterText);
});
return (
<div>
<input
type="text"
value={inputValue}
onChange={handleInputChange}
placeholder="输入关键词筛选(感受流畅输入)..."
style={{ width: '300px', height: '30px', padding: '0 8px' }}
/>
<p>{isPending ? '筛选中...' : ''}</p>
<div style={{ marginTop: '20px' }}>
{filteredData.slice(0, 10).map(item => (
<p key={item.id}>{item.content}</p>
))}
</div>
</div>
);
}
效果说明:在这个案例中,输入框输入是高优先级任务,大数据量筛选是低优先级任务。通过 useTransition 标记后,React 会优先处理输入操作,让输入框保持流畅;筛选任务在后台异步执行,期间页面不会卡顿,筛选完成后再更新筛选结果。这就是并发渲染带来的流畅体验。
四、核心总结:虚拟 DOM 与并发渲染的关系
最后我们用几句话总结今天的核心知识点,帮大家理清两者的关系:
- 虚拟 DOM 是"数据结构" :是对真实 DOM 的抽象描述,核心作用是通过 Diff 算法减少真实 DOM 操作,提升更新效率;
- 并发渲染是"调度机制" :是对渲染任务的优先级管理,核心作用是通过可中断、可恢复的渲染过程,避免阻塞用户交互,提升体验;
- 两者相辅相成:虚拟 DOM 为并发渲染提供了"可拆分的更新单元"(Fiber 节点),并发渲染让虚拟 DOM 的更新过程更"智能",两者共同构成了 React 19 高性能、高流畅度的基础。
五、常见误区与避坑指南
- 误区 1:虚拟 DOM 一定比真实 DOM 快:不一定!对于简单的、少量的 DOM 更新,直接操作真实 DOM 可能更快(虚拟 DOM 有 Diff 和批量更新的额外开销)。虚拟 DOM 的优势在于"大量、频繁更新"的场景;
- 误区 2:并发渲染会让所有更新变快:不会!并发渲染的核心是"提升体验流畅度",不是"提升更新速度"。它通过优先级调度,让高优先级任务优先执行,避免低优先级任务阻塞用户交互;
- 误区 3:key 可以随便用(比如用 index) :不可以!index 作为 key 时,若列表有新增、删除、排序操作,key 会跟着变化,导致 React 误判节点变化,反而降低性能。key 必须是节点的"唯一且稳定"的标识(如后端返回的 id);
- 误区 4:不用关心底层机制,会用 API 就行:对于简单项目可能没问题,但对于复杂项目的性能优化、问题排查,理解虚拟 DOM 和并发渲染的基础逻辑至关重要(比如知道为什么 useTransition 能优化体验)。
六、下一步学习方向
今天我们掌握了虚拟 DOM 与并发渲染的基础逻辑,下一步可以重点学习:
- Fiber 架构的详细原理:深入理解 Fiber 节点的结构、链表遍历方式;
- React 19 的性能优化方案:比如 memo、useMemo、useCallback 与虚拟 DOM/Diff 算法的配合;
- 并发渲染的高级 API:如 useDeferredValue、Suspense 与并发渲染的结合使用。
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