解析 `Batched Updates`(批处理):React 18 的 `flushSync` 是如何强制同步执行更新的?

各位同仁,各位技术爱好者,大家好!

今天,我们将深入探讨 React 18 中一个至关重要的性能优化特性——Batched Updates(批处理),并特别聚焦于一个强大的“逃生舱”机制:flushSync。理解批处理的工作原理,以及 flushSync 如何在特定场景下强制同步执行更新,对于构建高性能、响应迅速的 React 应用至关重要。

一、React 渲染模型与性能挑战

在深入批处理之前,我们先回顾一下 React 的基本渲染模型。React 的核心思想是声明式 UI:你告诉 React UI 应该长什么样,而不是如何操作 DOM。当你通过 setStateuseState 更新组件状态时,React 会重新计算组件树,找出与之前状态的差异(这个过程称为 Reconciliation),然后只更新实际发生变化的 DOM 部分。

例如,一个简单的计数器组件:

import React, { useState } from 'react';

function Counter() {
  const [count, setCount] = useState(0);

  const increment = () => {
    setCount(count + 1); // 第一次状态更新
    setCount(prevCount => prevCount + 1); // 第二次状态更新
    console.log('Update triggered');
  };

  console.log('Counter component rendered. Count:', count);

  return (
    <div>
      <h1>Count: {count}</h1>
      <button onClick={increment}>Increment</button>
    </div>
  );
}

export default Counter;

在上述代码中,increment 函数内部连续调用了两次 setCount。直观上,你可能会认为这会导致组件渲染两次。但实际上,由于 React 的批处理机制,它通常只会渲染一次。

性能挑战:

如果没有批处理,每次 setState 调用都立即触发一次完整的 Reconcile 和 DOM 更新,这会带来显著的性能开销:

  1. 频繁的 Reconcile: 即使是微小的状态变化,也需要遍历组件树,执行 Diff 算法。
  2. 频繁的 DOM 操作: 直接操作 DOM 是昂贵的。浏览器需要重新计算布局(Layout)和绘制(Paint)。
  3. 阻塞主线程: 渲染工作通常在 JavaScript 主线程上执行,频繁的同步更新会长时间占用主线程,导致 UI 卡顿,用户体验下降。

为了解决这些问题,React 引入了批处理。

二、React 17 及之前的批处理:有限的自动批处理

在 React 18 之前,React 已经具备了批处理能力,但其范围是有限的。它只会在React 事件处理函数内部自动批处理状态更新。这意味着,如果在一次事件回调中多次调用 setState,React 会将这些更新合并为一次,然后执行一次 Reconcile 和 DOM 更新。

我们来看一个 React 17 的例子。

// App.js (React 17 环境)
import React, { useState } from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom';

function LegacyCounter() {
  const [count, setCount] = useState(0);
  const [message, setMessage] = useState('');

  console.log('LegacyCounter component rendered. Count:', count, 'Message:', message);

  const handleClick = () => {
    // 发生在 React 事件处理器内部
    setCount(count + 1);
    setMessage('Clicked!');
    console.log('Inside handleClick - after state updates');
  };

  const handleAsyncClick = () => {
    // 异步操作,不在 React 事件处理器内部直接触发
    setTimeout(() => {
      setCount(count + 1);
      setMessage('Async Clicked!');
      console.log('Inside setTimeout - after state updates');
    }, 0);
  };

  const handlePromiseClick = () => {
    Promise.resolve().then(() => {
      setCount(count + 1);
      setMessage('Promise Clicked!');
      console.log('Inside Promise.then - after state updates');
    });
  };

  return (
    <div>
      <h2>React 17 Batching Example</h2>
      <p>Count: {count}</p>
      <p>Message: {message}</p>
      <button onClick={handleClick}>React Event Click (Batched)</button>
      <button onClick={handleAsyncClick}>Async Click (Unbatched)</button>
      <button onClick={handlePromiseClick}>Promise Click (Unbatched)</button>
    </div>
  );
}

ReactDOM.render(<LegacyCounter />, document.getElementById('root'));

运行结果分析 (React 17):

  1. 点击 "React Event Click (Batched)":

    • setCountsetMessage 都会被调用。
    • 由于它们都在同一个 React 事件回调 (handleClick) 内部,React 会将它们批处理。
    • LegacyCounter component rendered... 只会打印一次。
    • 这是 React 17 批处理的典型表现。
  2. 点击 "Async Click (Unbatched)":

    • setTimeout 的回调函数在事件循环的下一个 Tick 执行,它不再处于 React 事件处理的“上下文”中。
    • setCount(count + 1) 会导致一次渲染。
    • 紧接着 setMessage('Async Clicked!') 又会导致第二次渲染。
    • LegacyCounter component rendered... 将会打印两次。
    • 这就是 React 17 的限制:异步操作(如 setTimeout, Promise, 原生事件监听器回调等)中的状态更新不会被自动批处理。
  3. 点击 "Promise Click (Unbatched)":

    • setTimeout 类似,Promise.then 的回调也是异步执行的。
    • LegacyCounter component rendered... 将会打印两次。

这种有限的批处理机制,虽然在一定程度上提升了性能,但也带来了不一致性,让开发者有时需要手动引入 ReactDOM.unstable_batchedUpdates(一个内部 API,不推荐生产使用)来强制批处理异步更新,这增加了心智负担。

// React 17 中强制批处理异步更新的例子 (使用不稳定的 API)
import { unstable_batchedUpdates } from 'react-dom';

const handleAsyncClickBatched = () => {
  setTimeout(() => {
    unstable_batchedUpdates(() => { // 手动包裹
      setCount(count + 1);
      setMessage('Async Clicked! (Batched)');
      console.log('Inside setTimeout - after state updates (manual batched)');
    });
  }, 0);
};

这种手动批处理的方式,不仅繁琐,而且依赖于一个不稳定的 API,意味着其行为未来可能会改变。

三、React 18 的自动批处理:默认行为的革新

React 18 引入了一个重大改进:所有状态更新,无论其来源如何(React 事件、Promise、setTimeout、原生事件监听器等),都将自动批处理。 这是一个开箱即用的特性,无需任何配置。

这意味着,在 React 18 中,当你连续多次调用 setState 时,React 会等到所有同步代码执行完毕后,再将这些更新合并为一次,执行一次 Reconcile 和 DOM 更新。

我们来看一个 React 18 的例子。

// App.js (React 18 环境)
import React, { useState } from 'react';
import { createRoot } from 'react-dom/client'; // React 18 的新根 API

function React18Counter() {
  const [count, setCount] = useState(0);
  const [message, setMessage] = useState('');

  console.log('React18Counter component rendered. Count:', count, 'Message:', message);

  const handleClick = () => {
    // 发生在 React 事件处理器内部
    setCount(count + 1);
    setMessage('Clicked!');
    console.log('Inside handleClick - after state updates');
  };

  const handleAsyncClick = () => {
    // 异步操作,在 React 18 中也会被自动批处理
    setTimeout(() => {
      setCount(count + 1);
      setMessage('Async Clicked!');
      console.log('Inside setTimeout - after state updates');
    }, 0);
  };

  const handlePromiseClick = () => {
    // 异步操作,在 React 18 中也会被自动批处理
    Promise.resolve().then(() => {
      setCount(count + 1);
      setMessage('Promise Clicked!');
      console.log('Inside Promise.then - after state updates');
    });
  };

  const handleNativeEventClick = () => {
    // 原生事件监听器,React 18 中也会被自动批处理
    const button = document.getElementById('native-button');
    button.addEventListener('click', () => {
      setCount(count + 1);
      setMessage('Native Clicked!');
      console.log('Inside native event listener - after state updates');
    }, { once: true }); // 确保只添加一次监听器
    button.click(); // 模拟点击
  };

  return (
    <div>
      <h2>React 18 Automatic Batching Example</h2>
      <p>Count: {count}</p>
      <p>Message: {message}</p>
      <button onClick={handleClick}>React Event Click (Batched)</button>
      <button onClick={handleAsyncClick}>Async Click (Batched)</button>
      <button onClick={handlePromiseClick}>Promise Click (Batched)</button>
      <button id="native-button" onClick={handleNativeEventClick}>Native Event Click (Batched)</button>
    </div>
  );
}

const root = createRoot(document.getElementById('root'));
root.render(<React18Counter />);

运行结果分析 (React 18):

无论你点击哪个按钮(React Event ClickAsync ClickPromise Click 甚至是 Native Event Click),在控制台中,React18Counter component rendered... 都只会打印一次。

这就是 React 18 自动批处理的强大之处。它极大地简化了开发者的心智模型,并默认提供了更好的性能。

自动批处理的原理:

React 18 的自动批处理是其并发渲染(Concurrent Rendering)架构的一部分。当状态更新发生时,React 不会立即执行渲染。相反,它会将这些更新标记为“待处理”(pending updates),并将它们放入一个队列或“任务”中。React 的调度器(Scheduler)会在浏览器空闲时,或者在当前同步代码执行完毕后,批量处理这些待处理的更新。

这个过程可以概括为:

  1. 收集更新: 任何触发状态更新的调用(setCount, setMessage 等)都会将新的状态值或更新函数加入到组件的更新队列中。
  2. 等待同步代码完成: React 会等待当前的同步代码块(例如事件处理函数或 setTimeout 回调)执行完毕。
  3. 调度渲染: 在同步代码块执行完毕后,React 的调度器会检查是否有待处理的更新。如果有,它会调度一次渲染工作。
  4. 批处理与 Reconcile: 在渲染工作中,React 会将所有在同一个“事件周期”内(或者更准确地说,在同一个“渲染批次”内)收集到的状态更新合并起来,计算最终的状态。然后,它执行一次 Reconcile 过程,生成新的 React 元素树,并只对 DOM 进行一次必要的更新。

这种模型减少了不必要的渲染,提高了应用程序的响应速度和整体性能。

四、并发模式与调度器:批处理的基石

React 18 的自动批处理是建立在其新的并发模式(Concurrent Mode)之上的。并发模式允许 React 在不阻塞主线程的情况下,同时执行多个渲染任务,甚至中断和恢复渲染工作。

调度器(Scheduler) 是并发模式的核心。它负责根据优先级和时间片来安排和执行渲染任务。

  • 优先级: 用户交互(如点击、输入)通常具有高优先级,而后台数据抓取或非关键渲染则具有低优先级。
  • 时间片(Time Slicing): 调度器将渲染工作分解成小块,在每个浏览器帧中只执行一小部分工作,然后将控制权交还给浏览器,让浏览器有机会处理用户输入、动画等。

setState 被调用时,它不会立即触发渲染,而是向调度器提交一个更新任务。调度器会决定何时执行这个任务,以及如何将其与其他任务进行批处理。

批处理与并发模式的关系:

批处理是并发模式的基石。如果每次 setState 都立即强制同步渲染,那么并发模式的优势将无从谈起。通过批处理,React 可以在一次渲染中处理多个状态更新,这为调度器提供了更大的灵活性,使其能够更好地安排工作,从而实现时间分片和中断/恢复等并发特性。

五、flushSync 的诞生:打破自动批处理的“逃生舱”

自动批处理带来了巨大的性能优势,但在某些特定场景下,我们可能需要立即看到 DOM 更新,而不是等待 React 调度器在下一个机会批处理它。这就是 flushSync 的用武之地。

flushSync 是 React 18 提供的一个 API,它允许你强制 React 同步执行所有待处理的状态更新并刷新 DOM。它会绕过 React 的调度器和批处理机制,立即将所有挂起的更新应用到 DOM 上。

为什么我们需要 flushSync

虽然大多数情况下我们都希望 React 自动批处理更新以获得最佳性能,但有些场景要求严格的同步性:

  1. DOM 测量和布局: 当你需要立即更新 DOM,然后立即测量新布局的尺寸或位置时。例如,工具提示(tooltip)需要定位在某个元素旁边,它需要知道该元素的最新位置。
    • 问题: 如果你更新状态,然后尝试立即测量 DOM,由于批处理,DOM 可能尚未更新,你会得到旧的测量结果。
  2. 焦点管理、文本选择、媒体播放控制: 当你更新状态以改变输入框的焦点、选择文本范围或控制视频播放时,你希望这些操作能立即反映在 UI 上,因为用户通常会对此有即时反馈的预期。
    • 问题: 异步更新可能导致焦点在错误的时机移动,或者选择操作失效。
  3. 与外部 DOM 库或原生 DOM API 交互: 有些第三方库或原生 API 期望在特定操作后 DOM 能够立即更新。如果你在这些库的回调中更新 React 状态,然后立即调用其依赖新 DOM 状态的方法,你可能会遇到问题。
    • 问题: 外部库可能在 React 更新 DOM 之前就尝试读取或操作 DOM,导致行为异常。
  4. 动画或过渡: 某些复杂的动画逻辑可能需要精确地控制 DOM 状态,以确保动画的平滑过渡。
    • 问题: 批处理可能导致动画在中间帧跳过,或者无法正确地计算起始/结束状态。

示例场景:测量 DOM 元素

假设我们有一个组件,它根据用户的输入改变一个 div 的宽度,然后需要立即获取这个 div 的新宽度。

import React, { useState, useRef, useEffect } from 'react';
import { flushSync } from 'react-dom'; // 引入 flushSync

function MeasuringComponent() {
  const [width, setWidth] = useState(100);
  const [measuredWidth, setMeasuredWidth] = useState(0);
  const divRef = useRef(null);

  useEffect(() => {
    // 初始测量
    if (divRef.current) {
      setMeasuredWidth(divRef.current.offsetWidth);
    }
  }, []);

  const handleChangeWidth = () => {
    // 方案 1: 不使用 flushSync (React 18 默认行为)
    // 问题: divRef.current.offsetWidth 可能会得到旧值
    setWidth(width + 50);
    // console.log("New width state set to:", width + 50); // 这里的 width 还是旧的
    console.log("Attempting to measure (without flushSync). Current DOM width:", divRef.current ? divRef.current.offsetWidth : 'N/A');
    // setMeasuredWidth(divRef.current.offsetWidth); // ❌ 这里会得到旧的 DOM 宽度

    // 方案 2: 使用 flushSync
    // flushSync(() => {
    //   setWidth(width + 50);
    // });
    // console.log("New width state set to:", width + 50);
    // console.log("Attempting to measure (with flushSync). Current DOM width:", divRef.current ? divRef.current.offsetWidth : 'N/A');
    // setMeasuredWidth(divRef.current.offsetWidth); // ✅ 这里会得到新的 DOM 宽度
  };

  const handleChangeWidthWithFlushSync = () => {
    let newWidth;
    flushSync(() => {
      newWidth = width + 50;
      setWidth(newWidth); // 更新状态
    });
    // 在 flushSync 内部的 setState 完成后,DOM 已经更新
    console.log("After flushSync. New width state:", newWidth);
    console.log("After flushSync. Current DOM width:", divRef.current.offsetWidth);
    setMeasuredWidth(divRef.current.offsetWidth); // 此时 DOM 已经更新,可以获取到正确的值
  };

  return (
    <div>
      <h3>DOM Measurement Example</h3>
      <div
        ref={divRef}
        style={{
          width: `${width}px`,
          height: '50px',
          backgroundColor: 'lightblue',
          border: '1px solid blue',
          marginBottom: '10px'
        }}
      >
        Dynamic Div
      </div>
      <p>Current Div Width (state): {width}px</p>
      <p>Measured Div Width (from DOM): {measuredWidth}px</p>
      <button onClick={handleChangeWidth}>Change Width (No flushSync)</button>
      <button onClick={handleChangeWidthWithFlushSync}>Change Width (With flushSync)</button>
    </div>
  );
}

export default MeasuringComponent;

分析:

  • 当你点击 "Change Width (No flushSync)" 时,setWidth 调用会触发状态更新,但由于 React 18 的自动批处理,DOM 不会立即更新。当你尝试在 setWidth 之后立即读取 divRef.current.offsetWidth 时,你会得到更新前的旧值。setMeasuredWidth 会使用这个旧值。
  • 当你点击 "Change Width (With flushSync)" 时,flushSync 内部的 setWidth 调用会强制 React 立即渲染。当 flushSync 回调函数执行完毕后,DOM 已经更新。此时,你就可以安全地读取 divRef.current.offsetWidth,并获取到最新的、正确的宽度值。

六、flushSync 的工作原理:强制同步渲染

flushSync 的核心功能是打破 React 的调度器模型,强制所有挂起的更新同步完成。

其工作原理可以概括为:

  1. 暂停调度:flushSync 被调用时,它会通知 React 的调度器暂停当前的异步调度工作。
  2. 提升优先级: flushSync 内部的任何状态更新(通过 setStateuseState 的更新函数)都会被赋予最高的优先级。
  3. 立即执行渲染: React 会立即同步地处理这些高优先级的更新,执行 Reconcile 过程,并更新 DOM。这个过程是阻塞性的,意味着它会占用主线程,直到所有更新都完成。
  4. 恢复调度: 一旦 flushSync 的回调函数执行完毕,并且所有相关的 DOM 更新都已应用,React 的调度器会恢复其正常的异步调度工作。

代码签名:

function flushSync<R>(callback: () => R): R;

flushSync 接受一个回调函数作为参数。在这个回调函数内部执行的任何状态更新都将被同步刷新。flushSync 会返回回调函数的返回值。

关键点:

  • flushSync 不仅仅刷新回调函数内部的更新,它会刷新所有当前挂起的(pending)更新,包括在 flushSync 外部但尚未被 React 渲染的更新。
  • 它会阻塞浏览器的主线程,直到渲染完成。
  • 它会绕过 React 的并发特性,例如时间分片和可中断渲染。

七、flushSync 的实践应用场景与代码示例

让我们通过更多具体的代码示例来深入理解 flushSync 的应用。

7.1 焦点管理

当你在一个复杂的表单中动态添加或移除输入框时,可能需要确保新添加的输入框立即获得焦点。

import React, { useState, useRef } from 'react';
import { flushSync } from 'react-dom';

function FocusManager() {
  const [inputs, setInputs] = useState(['input-0']);
  const inputRefs = useRef({});

  const addInput = () => {
    const newId = `input-${inputs.length}`;

    // 不使用 flushSync 的情况 (可能无法立即获得焦点)
    // setInputs([...inputs, newId]);
    // if (inputRefs.current[newId]) {
    //   inputRefs.current[newId].focus(); // ❌ 此时 DOM 可能尚未更新,新 input 元素还不存在
    // }

    // 使用 flushSync 确保新 input 立即添加到 DOM 并获得焦点
    flushSync(() => {
      setInputs([...inputs, newId]); // 更新状态以添加新 input
    });
    // flushSync 结束后,DOM 已经更新,新 input 元素已经存在
    if (inputRefs.current[newId]) {
      inputRefs.current[newId].focus(); // ✅ 成功聚焦
    }
  };

  return (
    <div>
      <h3>Focus Management Example</h3>
      <button onClick={addInput}>Add Input & Focus</button>
      <div style={{ marginTop: '10px' }}>
        {inputs.map((id) => (
          <input
            key={id}
            ref={(el) => (inputRefs.current[id] = el)}
            placeholder={`Input ${id}`}
            style={{ display: 'block', marginBottom: '5px' }}
          />
        ))}
      </div>
    </div>
  );
}

export default FocusManager;

在这个例子中,如果不用 flushSyncsetInputs 会被批处理,导致新创建的 <input> 元素不会立即出现在 DOM 中。因此,紧接着的 inputRefs.current[newId].focus() 调用会失败,因为 inputRefs.current[newId] 此时是 null。使用 flushSync 可以确保 setInputs 导致的 DOM 更新立即完成,使得后续的 .focus() 调用能够成功。

7.2 与外部库集成

假设你正在使用一个需要 DOM 立即更新的第三方动画库。

import React, { useState, useRef, useEffect } from 'react';
import { flushSync } from 'react-dom';
// 假设这是一个虚拟的外部动画库
const ExternalAnimationLibrary = {
  animate: (element, properties, duration) => {
    console.log(`Animating element: ${element.id} to`, properties);
    // 模拟动画逻辑,它期望 DOM 已经更新
    return new Promise(resolve => setTimeout(resolve, duration));
  }
};

function ExternalIntegration() {
  const [isActive, setIsActive] = useState(false);
  const myDivRef = useRef(null);

  const toggleAnimation = async () => {
    let targetActiveState;
    flushSync(() => {
      targetActiveState = !isActive;
      setIsActive(targetActiveState); // 强制同步更新 isActive 状态
    });

    // 此时 myDivRef 的 className 已经根据 targetActiveState 更新
    if (myDivRef.current) {
      const targetWidth = targetActiveState ? '200px' : '100px';
      console.log(`Div is now ${targetActiveState ? 'active' : 'inactive'}. Starting animation.`);
      await ExternalAnimationLibrary.animate(
        myDivRef.current,
        { width: targetWidth },
        500
      );
      console.log('Animation finished.');
    }
  };

  return (
    <div>
      <h3>External Library Integration Example</h3>
      <div
        id="animated-div"
        ref={myDivRef}
        style={{
          width: isActive ? '200px' : '100px',
          height: '50px',
          backgroundColor: isActive ? 'lightcoral' : 'lightgray',
          transition: 'background-color 0.3s ease',
          marginBottom: '10px'
        }}
      >
        {isActive ? 'Active' : 'Inactive'}
      </div>
      <button onClick={toggleAnimation}>Toggle Animation</button>
    </div>
  );
}

export default ExternalIntegration;

在这个例子中,ExternalAnimationLibrary.animate 可能会期望在调用它时,myDivRef.current 上的 classNamestyle 属性已经反映了最新的 isActive 状态。如果 setIsActive 不通过 flushSync 强制刷新,那么 ExternalAnimationLibrary.animate 可能会在旧的 DOM 状态上操作,导致动画行为不正确。flushSync 确保了在动画开始之前,DOM 已经完全同步。

7.3 响应用户输入时的即时反馈(特殊情况)

虽然 React 提供了 useTransitionuseDeferredValue 来处理非紧急更新以保持 UI 响应性,但在极少数情况下,为了提供最即时的用户反馈,你可能需要 flushSync。例如,一个拖放操作,你希望在用户开始拖动时,立即在 DOM 中看到占位符元素。

import React, { useState, useRef } from 'react';
import { flushSync } from 'react-dom';

function DraggableItem({ id, onDragStart }) {
  const handleMouseDown = () => {
    onDragStart(id);
  };
  return (
    <div
      draggable
      onMouseDown={handleMouseDown}
      style={{
        padding: '10px',
        margin: '5px',
        border: '1px solid black',
        backgroundColor: 'white',
        cursor: 'grab'
      }}
    >
      Item {id}
    </div>
  );
}

function DragAndDropList() {
  const [items, setItems] = useState(['A', 'B', 'C']);
  const [draggingItemId, setDraggingItemId] = useState(null);
  const [placeholderIndex, setPlaceholderIndex] = useState(null);

  const handleDragStart = (id) => {
    // 立即更新拖动状态,并强制渲染占位符
    flushSync(() => {
      setDraggingItemId(id);
      setPlaceholderIndex(items.indexOf(id)); // 占位符初始位置
    });
    console.log(`Started dragging: ${id}, placeholder at index ${items.indexOf(id)}`);
    // 这里可以添加原生 Drag and Drop API 的 dataTransfer.setDragImage 逻辑
  };

  const handleDragOver = (e) => {
    e.preventDefault(); // 允许放置
    if (!draggingItemId) return;

    const targetIndex = Array.from(e.currentTarget.children).findIndex(child =>
      child.contains(e.target) && child.dataset.itemid !== draggingItemId
    );

    if (targetIndex !== -1 && targetIndex !== placeholderIndex) {
      setPlaceholderIndex(targetIndex);
    }
  };

  const handleDrop = (e) => {
    e.preventDefault();
    if (!draggingItemId) return;

    const newItems = [...items];
    const draggedItem = newItems.splice(items.indexOf(draggingItemId), 1)[0];
    newItems.splice(placeholderIndex !== null ? placeholderIndex : items.length, 0, draggedItem);

    setItems(newItems);
    setDraggingItemId(null);
    setPlaceholderIndex(null);
  };

  const handleDragEnd = () => {
    setDraggingItemId(null);
    setPlaceholderIndex(null);
  };

  const renderItem = (item, index) => {
    const isDragging = item === draggingItemId;
    const isPlaceholder = placeholderIndex === index && !isDragging;

    return (
      <React.Fragment key={item}>
        {isPlaceholder && (
          <div
            style={{
              height: '40px',
              border: '2px dashed gray',
              backgroundColor: '#eee',
              margin: '5px',
              display: 'flex',
              alignItems: 'center',
              justifyContent: 'center',
              opacity: isDragging ? 0 : 1 // 如果正在拖动,占位符透明度为0
            }}
          >
            Drop Here
          </div>
        )}
        {!isDragging && ( // 拖动中的项不渲染自身
          <DraggableItem id={item} onDragStart={handleDragStart} />
        )}
      </React.Fragment>
    );
  };

  return (
    <div>
      <h3>Drag and Drop with Immediate Feedback</h3>
      <div
        onDragOver={handleDragOver}
        onDrop={handleDrop}
        onDragEnd={handleDragEnd}
        style={{
          border: '1px solid #ccc',
          padding: '10px',
          minHeight: '200px',
          backgroundColor: '#f9f9f9'
        }}
      >
        {items.map((item, index) => renderItem(item, index))}
        {draggingItemId && placeholderIndex === items.length && ( // 列表末尾的占位符
          <div
            style={{
              height: '40px',
              border: '2px dashed gray',
              backgroundColor: '#eee',
              margin: '5px',
              display: 'flex',
              alignItems: 'center',
              justifyContent: 'center'
            }}
          >
            Drop Here
          </div>
        )}
      </div>
      <p>Dragging: {draggingItemId || 'None'}</p>
      <p>Placeholder Index: {placeholderIndex !== null ? placeholderIndex : 'None'}</p>
    </div>
  );
}

export default DragAndDropList;

在这个拖放例子中,当用户开始拖动一个项目时 (handleDragStart),我们希望立即显示一个占位符,以便用户能够看到潜在的放置位置。setDraggingItemIdsetPlaceholderIndex 的更新需要立即反映在 DOM 中,否则在拖动开始时,占位符可能不会立即出现。flushSync 确保了这些状态更新在用户看到拖动效果之前就已经刷新到 DOM 上。

八、何时使用 flushSync,何时避免?

flushSync 是一个强大的工具,但它打破了 React 18 自动批处理和并发模式的优势。因此,它应该被视为一个“逃生舱”,仅在绝对必要的场景下使用。

使用 flushSync 的时机:

  • 需要立即进行 DOM 测量或布局计算: 在更新状态后,立即需要获取 DOM 元素的最新尺寸、位置或样式。
  • 需要强制浏览器执行同步操作: 例如,在某些情况下,你可能需要在状态更新后立即滚动到某个元素,或者在第三方库需要当前 DOM 状态时。
  • 与需要同步 DOM 状态的外部系统(如第三方动画库或原生 DOM API)集成: 当这些系统期望在 React 状态更新后立即看到 DOM 变化时。
  • 提供关键的、立即的视觉反馈: 例如,在拖放操作开始时立即显示占位符,以指导用户。

避免使用 flushSync 的时机:

  • 大多数常规状态更新: 让 React 自动批处理是最佳实践,它能提供更好的性能和响应性。
  • 不需要立即 DOM 反馈的异步操作: 例如,数据获取完成后更新状态,这些通常可以安全地由 React 自动批处理。
  • 可以利用 useEffectuseLayoutEffect 的场景:
    • useLayoutEffect 在所有 DOM 变更后同步执行,但在浏览器绘制之前。它适用于需要读取布局、执行同步 DOM 操作(如滚动、焦点管理)的场景。
    • useEffect 在浏览器绘制后异步执行。它适用于大多数不涉及 DOM 测量或阻塞浏览器绘制的副作用。

flushSyncuseLayoutEffect 的区别:

这是一个常见的困惑点。它们都可以在 DOM 更新后同步执行操作,但其触发时机和影响范围不同。

特性 flushSync useLayoutEffect useEffect
触发方式 手动调用 API,包裹状态更新函数 作为 Hook 在组件渲染后声明,自动执行 作为 Hook 在组件渲染后声明,自动执行
执行时机 立即执行包裹的所有更新,并同步刷新 DOM 在 DOM 更新后,浏览器绘制前同步执行 在 DOM 更新后,浏览器绘制后异步执行
阻塞主线程 ,直到所有更新和 DOM 刷新完成 ,直到回调函数执行完成 ,在非阻塞时间执行
影响范围 强制刷新所有待处理的 React 更新 仅影响当前组件及其子组件的布局副作用 仅影响当前组件及其子组件的非布局副作用
与并发模式 打破并发模式,强制同步 在并发模式下,它仍然是同步的,但其副作用仅限于布局 兼容并发模式,可被中断和延迟
使用场景 强制立即 DOM 测量、外部库同步集成、拖放等 依赖 DOM 尺寸/位置、滚动、焦点管理、动画起始状态等 数据获取、订阅、事件监听、日志记录、非视觉副作用等

总结:

  • flushSync 是一个更粗粒度的工具,它强制 React 立即完成所有挂起的渲染工作。
  • useLayoutEffect 是一个更细粒度的 Hook,它允许你在 React 完成其渲染后,但在浏览器实际绘制之前,同步执行与布局相关的副作用。

在大多数需要同步 DOM 交互的场景中,useLayoutEffect 都是比 flushSync 更好的选择,因为它将副作用限制在组件的生命周期内,并且更符合 React 的声明式编程模型。只有当你需要在状态更新的同一微任务中强制 DOM 刷新,以便立即读取其属性或与外部系统交互时,才考虑使用 flushSync

九、高级考量与潜在风险

过度或不当地使用 flushSync 会带来一些风险:

  1. 性能下降: flushSync 会阻塞主线程,这意味着在它执行期间,用户无法与 UI 交互,动画会暂停,滚动会卡顿。频繁使用会导致应用变得不响应。
  2. 破坏并发模式优势: React 18 的并发模式旨在通过时间分片和可中断渲染来提高用户体验。flushSync 直接绕过了这些机制,使其无法发挥作用。
  3. 调试困难: 强制同步刷新可能会改变组件的生命周期和渲染顺序,使问题更难追踪。
  4. 不一致的 UI 状态: 如果你在 flushSync 内部进行了多个状态更新,并且某些更新依赖于其他更新的 DOM 状态,但你没有正确地组织它们,可能会导致瞬时的不一致状态。

最佳实践:

  • 只在必要时使用: 再次强调,将其视为“逃生舱”。
  • 将它包裹在最小的更新集上: 尽可能减少 flushSync 回调函数中包含的状态更新数量。
  • 考虑替代方案: 在决定使用 flushSync 之前,请仔细考虑 useLayoutEffectuseEffectuseTransitionuseDeferredValue 是否能满足你的需求。
  • 文档化: 如果你在代码中使用了 flushSync,请务必添加注释,解释为什么需要它,以及它解决了什么具体问题。

十、结语

React 18 的自动批处理是其并发模式的重要组成部分,它极大地提升了应用程序的默认性能和开发体验。通过将所有状态更新自动合并为一次渲染,它减少了不必要的 DOM 操作和 Reconcile 过程,使得 UI 更加流畅。

然而,在少数需要立即同步 DOM 更新的特殊场景下,flushSync 提供了一个强大的“逃生舱”。它允许开发者强制 React 立即刷新所有挂起的更新,确保 DOM 状态与 React 状态同步。理解 flushSync 的工作原理及其适用场景至关重要,但更重要的是要认识到它会牺牲 React 并发模式的优势。因此,明智地、有节制地使用 flushSync,并优先考虑 React 提供的其他并发友好型 API,是构建高性能 React 应用的关键。

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