React如何原生实现防抖？

大家好，我卡颂。

作为前端，想必你对防抖（debounce）、节流（throttle）这两个概念不陌生。

在React18中，基于新的并发特性，React原生实现了防抖的功能。

今天我们来聊聊这是如何实现的。

useTransition Demo

useTransition是一个新增的原生Hook，用于「以较低优先级执行一些更新」。

在我们的Demo中有ctn与num两个状态，其中ctn与输入框的内容受控。

当触发输入框onChange事件时，会同时触发ctn与num状态变化。其中「触发num状态变化的方法」（即updateNum）被包裹在startTransition中：

function App() {
  const [ctn, updateCtn] = useState('');
  const [num, updateNum] = useState(0);
  const [isPending, startTransition] = useTransition();

  return (
    <div >
      <input value={ctn} onChange={({target: {value}}) => {
        updateCtn(value);
        startTransition(() => updateNum(num + 1))
      }}/>
        <BusyChild num={num}/>
    </div>
  );
}

num会作为props传递给BusyChild组件。在BusyChild中通过while循环人为增加组件render所消耗的时间：

const BusyChild = React.memo(({num}: {num: number}) => {
  const cur = performance.now();
  // 增加render的耗时
  while (performance.now() - cur < 300) {}

  return <div>{num}</div>;
})

所以，在输入框输入内容时能明显感到卡顿。

在线示例地址[1]

按理说，onChange中会同时触发ctn与num的状态变化，他们在视图中的显示应该是同步的。

然而实际上，输入框连续输入一段文字（即ctn的状态变化连续展示在视图中）后，num才会变化一次。

如下图，初始时输入框没有内容，num为0：

输入框输入很长一段文字后，num才变为1：

这种效果就像：被startTransition包裹的更新都有「防抖」的效果一样。

这是如何实现的呢？

什么是lane

在React18中有一套「更新优先级机制」，不同地方触发的更新拥有不同优先级。优先级的定义依据是符合用户感知的，比如：

• 用户不希望输入框输入文字会有卡顿，所以onChange事件中触发的更新是同步优先级（最高优）
• 用户可以接受请求发出到返回之间有等待时间，所以useEffect中触发的更新是默认优先级

那么优先级怎么表示呢？用一个31位的二进制，被称为lane。

比如「同步优先级」和「默认优先级」定义如下：

const SyncLane =    0b0000000000000000000000000000001;
const DefaultLane = 0b0000000000000000000000000010000;

数值越小优先级越大，即SyncLane < DefaultLane。

那么React每次更新是不是选择一个优先级，然后执行所有组件中「这个优先级对应的更新」呢？

不是。如果每次更新只能选择一个优先级，那灵活性就太差了。

所以实际情况是：每次更新，React会选择一到多个lane组成一个批次，然后执行所有组件中「包含在这个批次中的lane对应的更新」

这种组成批次的lane被称为lanes。

比如，如下代码将SyncLane与DefaultLane合成lanes：

// 用“按位或”操作合并lane
const lanes = SyncLane | DefaultLane;

entangle机制

可以看到，lane机制本质上就是各种位运算，可以设计的很灵活。

在此基础上，有一套被称为entangle（纠缠）的机制。

entangle指一种lane之间的关系，如果laneA与laneB纠缠，那么某次更新React选择了laneA，则必须带上laneB。

也就是说laneA与laneB纠缠在一块，同生共死了。

除此之外，如果laneA与laneC纠缠，此时laneC与laneB纠缠，那么laneA也会与laneB纠缠。

那么entangle机制与useTransition有什么关系呢？

被startTransition包裹的回调中触发的更新，优先级为TransitionLanes中的一个。

TransitionLanes中包括16个lane，分别是TransitionLane1到TransitionLane16：

而transition相关lane会发生纠缠。

在我们的Demo中，每次onChange执行，都会创建两个更新：

onChange={({target: {value}}) => {
  updateCtn(value);
  startTransition(() => updateNum(num + 1))
}

其中：

• updateCtn(value)由于在onChange中触发，优先级为SyncLane
• updateNum(num + 1)由于在startTransition中触发，优先级为TransitionLanes中的某一个

当在输入框中反复输入文字时，以上过程会反复执行，区别是：

• SyncLane由于是最高优先级，会被执行，所以我们会看到输入框中内容变化
• TransitionLanes相关lane优先级比SyncLane低，暂时不会执行，同时他们会产生纠缠

为了防止某次更新由于优先级过低，一直无法执行，React有个「过期机制」：每个更新都有个过期时间，如果在过期时间内都没有执行，那么他就会过期。

过期后的更新会同步执行（也就是说他的优先级变得和SyncLane一样）

在我们的例子中，startTransition(() => updateNum(num + 1))会产生很多纠缠在一块的TransitionLanes相关lane。

过了一段时间，其中某个lane过期了，于是他优先级提高到和SyncLane一样，立刻执行。

又由于这个lane与其他TransitionLanes相关lane纠缠在一起，所以他们会被一起执行。

这就表现为：在输入框一直输入内容，但是num在视图中显示的数字过了会儿才变化。

总结

今天我们聊了useTransition内部的一些实现，涉及到：

• lane模型
• entangle机制
• 更新过期机制

最有意思的是，由于不同电脑性能不同，浏览器帧率会变动，所以在不同电脑中React会动态调节防抖的效果。

这就相当于不需要你手动设置debounce的时间参数，React会根据电脑性能动态调整。

参考资料

[1]

在线示例地址: https://codesandbox.io/s/immutable-glade-u0m6vv?file=/src/App.js