软件的设计是为了服务理念。只有懂了设计理念，才能明白为了实现这样的理念需要如何架构。

所以，在我们深入源码架构之前，先来聊聊React理念。

React理念

我们可以从官网 (opens new window)看到React的理念：

我们认为，React 是用 JavaScript 构建快速响应的大型 Web 应用程序的首选方式。它在 Facebook 和 Instagram 上表现优秀。

可见，关键是实现快速响应。那么制约快速响应的因素是什么呢？

我们日常使用App，浏览网页时，有两类场景会制约快速响应：

• 当遇到大计算量的操作或者设备性能不足使页面掉帧，导致卡顿。

• 发送网络请求后，由于需要等待数据返回才能进一步操作导致不能快速响应。

这两类场景可以概括为：

• CPU的瓶颈

• IO的瓶颈

React是如何解决这两个瓶颈的呢？

CPU的瓶颈

当项目变得庞大、组件数量繁多时，就容易遇到CPU的瓶颈。

考虑如下Demo，我们向视图中渲染3000个li：

function App() {
  const len = 3000;
  return (
    <ul>
      {Array(len).fill(0).map((_, i) => <li>{i}</li>)}
    </ul>
  );
}
const rootEl = document.querySelector("#root");
ReactDOM.render(<App/>, rootEl);

主流浏览器刷新频率为60Hz，即每（1000ms / 60Hz）16.6ms浏览器刷新一次。

我们知道，JS可以操作DOM，GUI渲染线程与JS线程是互斥的。所以JS脚本执行和浏览器布局、绘制不能同时执行。

在每16.6ms时间内，需要完成如下工作：

JS脚本执行 -----  样式布局 ----- 样式绘制

当JS执行时间过长，超出了16.6ms，这次刷新就没有时间执行样式布局和样式绘制了。

在Demo中，由于组件数量繁多（3000个），JS脚本执行时间过长，页面掉帧，造成卡顿。

可以从打印的执行堆栈图看到，JS执行时间为73.65ms，远远多于一帧的时间。

如何解决这个问题呢？

答案是：在浏览器每一帧的时间中，预留一些时间给JS线程，React利用这部分时间更新组件（可以看到，在源码 (opens new window)中，预留的初始时间是5ms）。

当预留的时间不够用时，React将线程控制权交还给浏览器使其有时间渲染UI，React则等待下一帧时间到来继续被中断的工作。

这种将长任务分拆到每一帧中，像蚂蚁搬家一样一次执行一小段任务的操作，被称为时间切片（time slice）

接下来我们开启Concurrent Mode（后续章节会讲到，当前你只需了解开启后会启用时间切片）：

// 通过使用ReactDOM.unstable_createRoot开启Concurrent Mode
// ReactDOM.render(<App/>, rootEl);  
ReactDOM.unstable_createRoot(rootEl).render(<App/>);

此时我们的长任务被拆分到每一帧不同的task中，JS脚本执行时间大体在5ms左右，这样浏览器就有剩余时间执行样式布局和样式绘制，减少掉帧的可能性。

所以，解决CPU瓶颈的关键是实现时间切片，而时间切片的关键是：将同步的更新变为可中断的异步更新。

同步更新 vs 异步更新 Demo

我们有个更新很耗时的大列表，让我们看看同步更新和异步更新时，输入框的响应速度

关注公众号，后台回复323获得在线Demo地址

可以从Demo看到，当牺牲了列表的更新速度，React大幅提高了输入响应速度，使交互更自然。

IO的瓶颈

网络延迟是前端开发者无法解决的。如何在网络延迟客观存在的情况下，减少用户对网络延迟的感知？

React给出的答案是将人机交互研究的结果整合到真实的 UI 中 (opens new window)。

这里我们以业界人机交互最顶尖的苹果举例，在IOS系统中：

点击“设置”面板中的“通用”，进入“通用”界面：

作为对比，再点击“设置”面板中的“Siri与搜索”，进入“Siri与搜索”界面：

你能感受到两者体验上的区别么？

事实上，点击“通用”后的交互是同步的，直接显示后续界面。而点击“Siri与搜索”后的交互是异步的，需要等待请求返回后再显示后续界面。但从用户感知来看，这两者的区别微乎其微。

这里的窍门在于：点击“Siri与搜索”后，先在当前页面停留了一小段时间，这一小段时间被用来请求数据。

当“这一小段时间”足够短时，用户是无感知的。如果请求时间超过一个范围，再显示loading的效果。

试想如果我们一点击“Siri与搜索”就显示loading效果，即使数据请求时间很短，loading效果一闪而过。用户也是可以感知到的。

为此，React实现了Suspense (opens new window)功能及配套的hook——useDeferredValue (opens new window)。

而在源码内部，为了支持这些特性，同样需要将同步的更新变为可中断的异步更新。

总结

通过以上内容，我们可以看到，React为了践行“构建快速响应的大型 Web 应用程序”理念做出的努力。

其中的关键是解决CPU的瓶颈与IO的瓶颈。而落实到实现上，则需要将同步的更新变为可中断的异步更新。

参考资料

「英文」尤雨溪论JavaScript框架设计哲学：平衡 (opens new window)