关于前端:React18-之-Suspense

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本文作者：佳岚

Suspense

Suspense 组件咱们并不生疏，中文名能够了解为暂停or悬停 , 在 React16 中咱们通常在路由懒加载中配合 Lazy 组件一起应用，当然这也是官网早起版本举荐的惟一用法。

那它暂停了什么？进行异步网络申请，而后再拿到申请后的数据进行渲染是很常见的需要，但这不可避免的须要先渲染一次没有数据的页面，数据返回后再去从新渲染。so , 咱们想要暂停的就是第一次的无数据渲染。

通常咱们在没有应用Suspense 时个别采纳上面这种写法, 通过一个isLoading状态来显示加载中或数据。这样代码是不会有任何问题，但咱们须要手动去保护一个isLoading 状态的值。

const [data, isLoading] = fetchData("/api");if (isLoading) {  return <Spinner />;}return <MyComponent data={data} />;

当咱们应用Suspense 后，应用办法会变为如下, 咱们只需将进行异步数据获取的组件进行包裹，并将加载中组件通过fallback传入

return (  <Suspense fallback={<Spinner />}>    <MyComponent />  </Suspense>);

那 React 是如何晓得该显示MyComponent还是Spinner的？

答案就在于MyComponent外部进行fetch近程数据时做了一些手脚。

export const App = () => {  return (    <div>      <Suspense fallback={<Spining />}>        <MyComponent />      </Suspense>    </div>  );};function Spining() {  return <p>loading...</p>;}let data = null;function MyComponent() {  if (!data) {    throw new Promise((resolve) => {      setTimeout(() => {        data = 'kunkun';        resolve(true);      }, 2000);    });  }  return (    <p>      My Component, data is {data}    </p>  );}

Suspense是依据捕捉子组件内的异样来实现决定展现哪个组件的。这有点相似于ErrorBoundary ，不过ErrorBoundary是捕捉 Error 时就展现回退组件，而Suspense 捕捉到的 Error 须要是一个Promise对象（并非必须是 Promise 类型，thenable 的都能够）。

咱们晓得 Promise 有三个状态，pending、fullfilled、rejected ，当咱们进行近程数据获取时，会创立一个Promise，咱们须要间接将这个Promise 作为Error进行抛出，由 Suspense 进行捕捉，捕捉后对该thenable对象的then办法进行回调注册thenable.then(retry) , 而 retry 办法就会开始一个调度工作进行更新，前面会具体讲。

晓得了大抵原理，这时还须要对咱们的fetcher进行一层包裹能力理论使用。

// MyComponent.tsxconst getList = wrapPromise(fetcher('http://api/getList'));export function MyComponent() {  const data = getList.read();  return (    <ul>      {data?.map((item) => (        <li>{item.name}</li>      ))}    </ul>  );}function fetcher(url) {  return new Promise((resove, reject) => {    setTimeout(() => {      resove([{ name: 'This is Item1' }, { name: 'This is Item2' }]);    }, 1000);  });}// Promise包裹函数，用来满足Suspense的要求，在初始化时默认就会throw进来function wrapPromise(promise) {  let status = 'pending';  let response;  const suspend = promise.then(    (res) => {      status = 'success';      response = res;    },    (err) => {      status = 'error';      response = err;    }  );  const read = () => {    switch (status) {      case 'pending':        throw suspend;      default:        return response;    }  };  return { read };

从上述代码咱们能够留神到，通过const data = getList.read() 这种同步的形式咱们就能拿到数据了。 留神：下面这种写法并非一种范式，目前官网也没有给出举荐的写法
为了与Suspense配合，则咱们的申请可能会变得很不优雅 ，官网举荐是间接让咱们应用第三方框架提供的能力应用Suspense申请数据，如 useSWR 等
上面时useSWR的示例，扼要了很多，并且对于Profile组件，数据获取的写法能够看成是同步的了。

import { Suspense } from 'react'import useSWR from 'swr' function Profile () {  const { data } = useSWR('/api/user', fetcher, { suspense: true })  return <div>hello, {data.name}</div>} function App () {  return (    <Suspense fallback={<div>loading...</div>}>      <Profile/>    </Suspense>  )}

Suspense的另一种用法就是与懒加载lazy组件配合应用，在实现加载前展现Loading

<Suspense fallback={<GlobalLoading />}>   {lazy(() => import('xxx/xxx.tsx'))}</Suspense>

由此得出，通过lazy返回的组件也应该包裹一层相似如上的 Promise，咱们看看 lazy 外部是如何实现的。
其中ctor就是咱们传入的() => import('xxx/xxx.tsx'), 执行lazy也只是帮咱们封装了层数据结构。ReactLazy.js

export function lazy<T>(  ctor: () => Thenable<{default: T, ...}>,): LazyComponent<T, Payload<T>> {  const payload: Payload<T> = {    // We use these fields to store the result.    _status: Uninitialized,    _result: ctor,  };  const lazyType: LazyComponent<T, Payload<T>> = {    $$typeof: REACT_LAZY_TYPE,    _payload: payload,    _init: lazyInitializer,  };  return lazyType;}

React 会在Reconciler过程中去理论执行，在协调的render阶段beginWork中能够看到对lazy独自解决的逻辑。 ReactFiberBeginWork.js

function mountLazyComponent(  _current,  workInProgress,  elementType,  renderLanes,) {  const props = workInProgress.pendingProps;  const lazyComponent: LazyComponentType<any, any> = elementType;  const payload = lazyComponent._payload;  const init = lazyComponent._init;    // 在此处初始化lazy  let Component = init(payload);    // 下略}

那咱们再来看看init干了啥，也就是封装前的lazyInitializer办法，整体跟咱们之前实现的 fetch 封装是一样的。
ReactLazy.js

function lazyInitializer<T>(payload: Payload<T>): T {  if (payload._status === Uninitialized) {    const ctor = payload._result;    // 这时候开始进行近程模块的导入    const thenable = ctor();    thenable.then(      moduleObject => {        if (payload._status === Pending || payload._status === Uninitialized) {          // Transition to the next state.          const resolved: ResolvedPayload<T> = (payload: any);          resolved._status = Resolved;          resolved._result = moduleObject;        }      },      error => {        if (payload._status === Pending || payload._status === Uninitialized) {          // Transition to the next state.          const rejected: RejectedPayload = (payload: any);          rejected._status = Rejected;          rejected._result = error;        }      },    );  }  if (payload._status === Resolved) {    const moduleObject = payload._result;    }    return moduleObject.default;  } else {    // 第一次执行必定会先抛出异样    throw payload._result;  }}

Suspense 底层是如何实现的？

其底层细节十分之多，在开始之前，咱们先回顾下 React 的大抵架构

Scheduler: 用于调度工作，咱们每次setState能够看成是往其中塞入一个Task，由Scheduler外部的优先级策略进行判断何时调度运行该Task

Reconciler: 协调器，进行 diff 算法，构建 fiber 树

Renderer: 渲染器，将 fiber 渲染成 dom 节点

Fiber 树的构造, 在 reconciler 阶段，采纳深度优先的形式进行遍历，往下递即调用beginWork的过程，往上回溯即调用ComplteWork的过程

咱们先间接进入Reconciler 中剖析下Suspense的fiber节点是如何被创立的
beginWork

function beginWork(  current: Fiber | null,  workInProgress: Fiber,  renderLanes: Lanes,): Fiber | null {    switch (workInProgress.tag) {        case HostText:      return updateHostText(current, workInProgress);    case SuspenseComponent:      return updateSuspenseComponent(current, workInProgress, renderLanes);        // 省略其余类型    }}

在beginWork中会依据**不同的组件类型**执行不同的创立办法，而Suspense 对应的会进入到updateSuspenseComponent

updateSuspenseComponent

function updateSuspenseComponent(current, workInProgress, renderLanes) {  const nextProps = workInProgress.pendingProps;  let showFallback = false;  // 标识该Suspense是否曾经捕捉过子组件的异样了  const didSuspend = (workInProgress.flags & DidCapture) !== NoFlags;  if (    didSuspend  ) {    showFallback = true;    workInProgress.flags &= ~DidCapture;  }   // 第一次组件加载  if (current === null) {    const nextPrimaryChildren = nextProps.children;    const nextFallbackChildren = nextProps.fallback;       // 第一次默认不展现fallback，因为要先走到children后才会产生异样    if (showFallback) {      const fallbackFragment = mountSuspenseFallbackChildren(        workInProgress,        nextPrimaryChildren,        nextFallbackChildren,        renderLanes,      );      const primaryChildFragment: Fiber = (workInProgress.child: any);      primaryChildFragment.memoizedState = mountSuspenseOffscreenState(        renderLanes,      );      return fallbackFragment;    }      else {      return mountSuspensePrimaryChildren(        workInProgress,        nextPrimaryChildren,        renderLanes,      );    }  } else {    // 如果是更新，操作差不多，此处略  }}

第一次updateSuspenseComponent 时，咱们会把mountSuspensePrimaryChildren 的后果作为下一个须要创立的fiber ，因为须要先去触发异样。
实际上mountSuspensePrimaryChildren 会为咱们的PrimaryChildren 在包上一层OffscreenFiber 。

function mountSuspensePrimaryChildren(  workInProgress,  primaryChildren,  renderLanes,) {  const mode = workInProgress.mode;  const primaryChildProps: OffscreenProps = {    mode: 'visible',    children: primaryChildren,  };  const primaryChildFragment = mountWorkInProgressOffscreenFiber(    primaryChildProps,    mode,    renderLanes,  );  primaryChildFragment.return = workInProgress;  workInProgress.child = primaryChildFragment;  return primaryChildFragment;}

什么是OffscreenFiber/Component ？
通过其须要的 mode 参数值，咱们能够大胆的猜想，应该是一个能管制是否显示子组件的组件，如果hidden，则会通过 CSS 款式暗藏子元素。

在这之后的 Fiber 树结构

当咱们向下执行到MyComponent 时，因为抛出了谬误，以后的reconciler阶段会被暂停
让咱们再回到 Reconciler 阶段的起始点能够看到有Catch语句。renderRootConcurrent

function renderRootConcurrent(root: FiberRoot, lanes: Lanes) { // 省略..  do {    try {      workLoopConcurrent();      break;    } catch (thrownValue) {      handleError(root, thrownValue);    }  } while (true); // 省略..}performConcurrentWorkOnRoot(root, didTimeout) {    // 省略..    let exitStatus = shouldTimeSlice    ? renderRootConcurrent(root, lanes)    : renderRootSync(root, lanes);  // 省略..}

咱们再看看谬误处理函数handleError中做了些什么 handleError

function handleError(root, thrownValue): void {    // 这时的workInProgress指向MyComponent  let erroredWork = workInProgress;  try {    throwException(      root,      erroredWork.return,      erroredWork,      thrownValue,      workInProgressRootRenderLanes,    );    completeUnitOfWork(erroredWork);}function throwException(root: FiberRoot, returnFiber: Fiber, sourceFiber: Fiber, value: mixed, rootRenderLanes: Lanes) {  // 给MyComponent打上未实现标识  sourceFiber.flags |= Incomplete;  if (    value !== null &&    typeof value === 'object' &&    typeof value.then === 'function'  ) {    // wakeable就是咱们抛出的Promise    const wakeable: Wakeable = (value: any);    // 向上找到第一个Suspense边界    const suspenseBoundary = getNearestSuspenseBoundaryToCapture(returnFiber);    if (suspenseBoundary !== null) {      // 打上标识      suspenseBoundary.flags &= ~ForceClientRender;      suspenseBoundary.flags |= ShouldCapture;      // 注册监听器            attachRetryListener(suspenseBoundary, root, wakeable, rootRenderLanes);            return;  }}

次要做了三件事

给抛出谬误的组件打上Incomplete标识
如果捕捉的谬误是 thenable 类型，则认定为是 Suspense 的子组件，向上找到最靠近的一个Suspense 边界，并打上ShouldCapture 标识
执行attachRetryListener 对 Promise 谬误监听，当状态扭转后开启一个调度工作从新渲染 Suspense

在错误处理的事件做完后，就不应该再往下递了，开始调用completeUnitOfWork往上归，这时因为咱们给 MyComponent 组件打上了Incomplete 标识，这个标识示意因为异样等起因渲染被搁置，那咱们是不是就要开始往上找可能解决这个异样的组件？

咱们再看看completeUnitOfWork 干了啥

function completeUnitOfWork(unitOfWork: Fiber): void { // 大抵逻辑  let completedWork = unitOfWork;  if ((completedWork.flags & Incomplete) !== NoFlags) {      const next = unwindWork(current, completedWork, subtreeRenderLanes);            if (next) {                    workInProgress = next;                    return            }            // 给父节点打上Incomplete标记            if (returnFiber !== null) {              returnFiber.flags |= Incomplete;              returnFiber.subtreeFlags = NoFlags;              returnFiber.deletions = null;            }    }}

能够看到最终打上Incomplete 标识的组件都会进入unwindWork流程，并始终将先人节点打上Incomplete 标识，直到unwindWork 中找到一个能解决异样的边界组件，也就ClassComponent, SuspenseComponent , 会去掉ShouldCapture标识，加上DidCapture标识

这时，对于Suspense来说须要的DidCapture曾经拿到了，上面就是从新从Suspense 开始走一遍beginWork流程

再次回到 Suspense 组件, 这时因为有了DidCapture 标识，则展现fallback
对于fallback组件的fiber节点是通过mountSuspenseFallbackChildren 生成的

function mountSuspenseFallbackChildren(  workInProgress,  primaryChildren,  fallbackChildren,  renderLanes,) {  const primaryChildProps: OffscreenProps = {    mode: 'hidden',    children: primaryChildren,  };  let primaryChildFragment = mountWorkInProgressOffscreenFiber(      primaryChildProps,      mode,      NoLanes,    );  let fallbackChildFragment = createFiberFromFragment(      fallbackChildren,      mode,      renderLanes,      null,    );  primaryChildFragment.return = workInProgress;  fallbackChildFragment.return = workInProgress;  primaryChildFragment.sibling = fallbackChildFragment;  workInProgress.child = primaryChildFragment;  return fallbackChildFragment;}

它次要做了三件事

将PrimaryChild 即Offscreen组件通过css暗藏
将fallback组件又包了层Fragment 返回
将fallbackChild 作为sibling链接至PrimaryChild

到这时渲染 fallback 的 fiber 树曾经根本构建完了，之后进入commit阶段从根节点rootFiber开始深度遍历该fiber树 进行 render。

期待一段时间后，primary组件数据返回，咱们之前在handleError中增加的监听器attachRetryListener 被触发，开始新的一轮任务调度。注：源码中调度回调理论在 Commit 阶段才增加的。

这时因为Suspense 节点曾经存在，则走的是updateSuspensePrimaryChildren 中的逻辑，与之前首次加载时 monutSuspensePrimaryChildren不同的是多了删除的操作, 在 commit 阶段时则会删除fallback 组件, 展现primary组件。updateSuspensePrimaryChildren

if (currentFallbackChildFragment !== null) {    // Delete the fallback child fragment    const deletions = workInProgress.deletions;    if (deletions === null) {      workInProgress.deletions = [currentFallbackChildFragment];      workInProgress.flags |= ChildDeletion;    } else {      deletions.push(currentFallbackChildFragment);    }  }

至此，Suspense 的毕生咱们粗略的过完了，在源码中对 Suspense 的解决十分多，波及到优先级相干的本篇都略过。
Suspense 中应用了Offscreen组件来渲染子组件，这个组件的个性是能依据传入 mode 来管制子组件款式的显隐，这有一个益处，就是能保留组件的状态，有些许相似于 Vue 的keep-alive 。其次，它领有着最低的调度优先级，比闲暇时优先级还要低，这也意味着当 mode 切换时，它会被任何其余调度工作插队打断掉。

useTransition

useTransition 能够让咱们在不阻塞 UI 渲染的状况下更新状态。useTransition 和 startTransition 容许将某些更新标记为低优先级更新。默认状况下，其余更新被视为紧急更新。React 将容许更紧急的更新（例如更新文本输出）来中断不太紧急的更新（例如展现搜寻后果列表）。
其外围原理其实就是将startTransition 内调用的状态变更办法都标识为低优先级的lane (lane优先级参考)去更新。

const [isPending, startTransition] = useTransition()startTransition(() => {    setData(xxx)})

一个输入框的例子

function Demo() {  const [value, setValue] = useState();  const [isPending, startTransition] = useTransition();  return (    <div>      <h1>useTramsotopm Demo</h1>      <input        onChange={(e) => {          startTransition(() => {            setValue(e.target.value);          });        }}      />      <hr />      {isPending ? <p>加载中。。</p> : <List value={value} />}    </div>  );}function List({ value }) {  const items = new Array(5000).fill(1).map((_, index) => {    return (      <li>        <ListItem index={index} value={value} />      </li>    );  });  return <ul>{items}</ul>;}function ListItem({ index, value }) {  return (    <div>      <span>index: </span>      <span>{index}</span>      <span>value: </span>      <span>{value}</span>    </div>  );}

当我每次进行输出时，会触发 List 进行大量更新，但因为我应用了startTransition 对List的更新进行延后 ，所以Input输入框不会呈现显著卡顿景象
演示地址https://stackblitz.com/edit/stackblitz-starters-kmkcjs?file=src%2Ftransition%2FList.tsx

因为更新被滞后了，所以咱们怎么晓得以后有没有被更新呢？
这时候第一个返回参数isPending 就是用来通知咱们以后是否还在期待中。
但咱们能够看到，input组件目前是非受控组件 ，如果改为受控组件 ，即便应用了startTransition 一样会呈现卡顿，因为 input 响应输出事件进行状态更新应该是要同步的。
所以这时候上面介绍的useDeferredValue 作用就来了。

useDeferredValue

useDeferredValue 可让您推延更新局部 UI，它与useTransition 做的事差不多，不过useTransition 是在状态更新层，推延状态更新来实现非阻塞，而useDeferredValue 则是在状态曾经更新后，先应用状态更新前的值进行渲染，来提早因状态变动而导致的组件从新渲染。

它的根本用法

function Page() {  const [value, setValue] = useState('');  const deferredValue = useDeferredValue(setValue);}

咱们再用useDeferredValue 去实现下面输入框的例子

function Demo() {  const [value, setValue] = useState('');  const deferredValue = useDeferredValue(value);  return (    <div>      <h1>useDeferedValue Demo</h1>      <input        value={value}        onChange={(e) => {          setValue(e.target.value)        }}      />      <hr />      <List value={deferredValue} />    </div>  );}

咱们将input作为受控组件 ，对于会因输入框值而造成大量渲染的List,咱们应用deferredValue 。

其变动过程如下

当输出变动时，deferredValue 首先会是变动前的旧值进行从新渲染，因为值没有变，所以 List 没有从新渲染，也就没有呈现阻塞状况，这时，input 的值可能实时响应到页面上。
在这次旧值渲染实现后，deferredValue 变更为新的值，React 会在后盾开始对新值进行从新渲染，List 组件开始 rerender，且此次 rerender 会被标识为低优先级渲染，可能被中断
如果此时又有输入框输出，则中断此次后盾的从新渲染，从新走1，2的流程

咱们能够打印下deferredValue 的值看下
初始状况输入框为1，打印了两次1

输出2时，再次打印了两次1，随后打印了两次2

参考

React 从 v15 降级到 v16 后，为什么要重构底层架构
React技术揭秘
React Suspense官网文档

最初

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