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社区首页 >专栏 >大多数React开发者都理解错了!虚拟DOM和Fiber究竟在干什么?

大多数React开发者都理解错了!虚拟DOM和Fiber究竟在干什么?

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前端达人
发布2025-11-20 08:36:44
发布2025-11-20 08:36:44
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文章被收录于专栏:前端达人前端达人

你可能每天都在用React写组件,但问你"state更新时React内部到底发生了什么",十个开发者有八个会模糊其词。更扎心的是:你对渲染机制的误解,正在偷偷让你的应用跑得越来越慢。别急着反驳,往下看。

第一层真相:React在"欺骗"你的DOM

很多人理解的React是这样的:state变了→组件重新渲染→DOM更新。简单粗暴,但完全错了。

真实的React做了什么?

代码语言:javascript
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// 你以为的流程
setState(newValue) → 直接改DOM

// 实际的React流程
setState(newValue)
  → 创建新的虚拟DOM树
  → 与旧树对比(diffing)
  → 计算最小化差异集合
  → 批量提交到真实DOM
  → 浏览器重排重绘

这不只是概念上的差异——这决定了你的应用是流畅还是卡顿。

为什么不能直接操作DOM?

这是个容易被忽视的细节。直接改DOM的成本你想不到有多高:

浏览器角度:每次DOM操作都会触发重排(reflow)和重绘(repaint)。改一个元素的宽度?浏览器要重新计算整个渲染树、重新计算几何信息、重新绘制视图。一个简单的改动,在幕后燃烧了几百倍的计算量。

主线程角度:JavaScript执行和DOM渲染共享主线程。阻塞时间过长,用户的输入响应会卡顿、滚动会掉帧、动画会卡壳。这就是为什么你看到的某些网站用起来感觉"塑料感"很强。

React通过虚拟DOM这一层抽象,把多个改动先在内存里"排练"一遍,算出最终只需要改什么,然后一次性提交。这就像你不是逐字逐句地演讲,而是先打好草稿、理清思路、最后才上台发言。

第二层陷阱:你以为的setState更新

这是90%的开发者容易踩的坑。

React 17及之前的"谎言"

代码语言:javascript
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// 场景1:事件处理器内部
<button onClick={() => {
  setCount(c => c + 1);
  setValue(v => v + 1);
  setLoading(false);
}}>
  更新
</button>

// React的承诺:这些更新会被"批处理",只触发一次render

看起来很聪明,对吧?但这个承诺在某些场景下就翻车了:

代码语言:javascript
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// 场景2:异步回调中
setTimeout(() => {
  setCount(c => c + 1);    // 触发一次render
  setValue(v => v + 1);    // 再触发一次render!
}, 1000);

// 场景3:Promise链中
fetch('/api/data')
  .then(res => res.json())
  .then(data => {
    setLoading(false);     // render
    setData(data);         // 再render
  });

问题是:React 17版本的自动批处理只在事件处理器内有效。一旦你进入异步世界,React就"管不了"了。

这意味着什么?如果你的应用有大量异步操作(比如实时搜索、下拉加载),可能会在用户毫无察觉的地方多渲染了10遍。

React 18"改正了这个错误"(但真的改正了吗?)

代码语言:javascript
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// React 18+:引入Concurrent Rendering
fetch('/api/data')
  .then(data => {
    setLoading(false);     // React 18会自动批处理!
    setData(data);         // 现在只触发一次render
  });

// 还有这种写法变成了规范操作
import { startTransition } from'react';

function SearchComponent() {
const handleSearch = (input) => {
    startTransition(() => {
      setSearchQuery(input);  // 标记为低优先级
    });
  };
}

但这里有个常被忽视的细节:自动批处理虽然解决了重复render的问题,但它也改变了更新的优先级逻辑

在React 18中,如果你不显式用startTransition包裹,那些在微任务中的setState更新会和用户输入竞争优先级。表面上看"更快了",实际上可能是React在做优先级调度,把你的数据更新推迟了。

真相是:这不是性能优化,这是权衡和妥协。

第三层秘密:Fiber这个"魔法"是怎么改变游戏的

React 16前后是个分水岭。之前的React用的是"栈调和器"(Stack Reconciler),现在用的是"Fiber调和器"。

为什么需要Fiber?

想象一个场景:你有一个庞大的组件树,setState触发了整个树的重新渲染。在栈调和器时代,React会一口气从根节点开始遍历整棵树,中间不能停。

代码语言:javascript
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render开始
  ├─ ComponentA (花时间1ms)
  ├─ ComponentB (花时间2ms)
  ├─ ComponentC (花时间3ms)
  └─ ... 深度嵌套的N个组件 (每个花1ms)
  
如果总耗时超过16ms,用户就能感知到卡顿了
但栈调和器不能中断,只能一直干到底

结果是什么?如果渲染工作耗时20ms,那这一帧就丢了,用户看到掉帧。

Fiber的革命性改进

Fiber引入了一个关键概念:可打断的渲染

代码语言:javascript
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// 伪代码展示Fiber的工作方式
render开始
  ├─ ComponentA (花时间1ms,可以暂停)
  ├─ 检查:还有时间吗?没有了 → 暂停,等下一帧
  ├─ 下一帧开始
  ├─ ComponentB (花时间2ms)
  ├─ 检查:还有时间吗?有 → 继续
  └─ ...

Fiber会让出主线程给浏览器处理高优先级任务(比如用户输入、动画),然后在浏览器空闲时继续渲染。这就是并发渲染(Concurrent Rendering)

Fiber在源码层面长什么样?

虽然你平时写React代码几乎看不到Fiber的影子,但理解它的数据结构能帮你理解渲染的本质:

代码语言:javascript
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// Fiber节点的简化结构
type Fiber = {
type: Function | string,           // 组件类型或标签名
props: Object,                     // 组件属性
state: Object,                     // 当前state
parent: Fiber | null,              // 父Fiber
sibling: Fiber | null,             // 兄弟Fiber  
child: Fiber | null,               // 子Fiber
alternate: Fiber | null,           // 旧树中对应的Fiber(用于对比)
effectTag: string,                 // 标记这个节点需要做什么(更新/删除/插入)
hooks: Array,                      // Hooks链表
};

key insight:Fiber树和组件树是一一对应的,但Fiber结构是单向链表,可以随时中断和恢复。这才是React能做到并发渲染的根本原因。

第四层:你可能在无意中破坏性能

现在知道了原理,让我们看看常见的"性能杀手":

陷阱1:过度依赖memo

代码语言:javascript
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// 你以为这样就够了
const UserCard = memo(({ user }) => {
return<div>{user.name}</div>;
});

// 但如果父组件这样用,memo就成了摆设
function UserList({ users }) {
const handleClick = () => { /* ... */ };  // 每次render都是新函数!

return users.map(u =>
    <UserCard key={u.id} user={u} onClick={handleClick} />
  );
}

这是个经典的"虚假优化"。memo会对比props,但handleClick每次都是新创建的函数对象,所以memo形同虚设。你的UserCard还是会重新render。

陷阱2:滥用useMemo

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// 反面教材:为了"优化"而优化
const expensiveValue = useMemo(() => {
  return arr.filter(x => x.id > 10).map(x => x * 2);
}, [arr]);

// 问题:useMemo本身有开销!
// 对比的成本、保存引用的成本、可能的GC压力
// 对于这种简单计算,useMemo反而比直接计算还慢

真相:过早优化是万恶之源。useMemo只在以下场景真正有价值:

  • 计算复杂度确实很高(比如排序一个10000项的数组)
  • 这个值被多个下游组件依赖,会触发多次render

陷阱3:在选择器中创建新对象

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// Redux或其他状态管理中的常见错误
const data = useSelector(state => ({
  users: state.users,
  count: state.count
}));

// 每次selector执行都返回新对象!
// 即使state.users和state.count没变,对象引用也变了
// 组件还是会重新render

正确做法:

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// 方案1:用reselect这样的库
import { createSelector } from 'reselect';

const selectUserData = createSelector(
  state => state.users,
  state => state.count,
  (users, count) => ({ users, count })
);

// 方案2:分离selector
const users = useSelector(state => state.users);
const count = useSelector(state => state.count);

第五层思考:Suspense和Transition带来的思维转变

React 18新推出的这两个特性不只是API,它们代表了一种新的思维方式。

startTransition:优先级的艺术

代码语言:javascript
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function SearchUsers() {
const [input, setInput] = useState('');
const [results, setResults] = useState([]);

const handleChange = (e) => {
    const value = e.target.value;
    
    // 立即更新input框,让用户感受到响应
    setInput(value);
    
    // 推迟搜索结果的更新,降低优先级
    startTransition(() => {
      setResults(performSearch(value));
    });
  };

return (
    <>
      <input value={input} onChange={handleChange} />
      {results.map(r => <div key={r.id}>{r.name}</div>)}
    </>
  );
}

这不是微优化——这改变了用户感知性能的方式。input框立刻响应,即使搜索还在进行中。用户感受到的是"秒速响应",而不是"等待结果"。

这是Fiber最终想带给开发者的礼物:不是让所有东西都快,而是让重要的东西先快起来


总结:你现在知道了什么

  1. 虚拟DOM不是性能的灵丹妙药,它是一个权衡——用内存换速度,用计算复杂度换渲染效率
  2. React 18的自动批处理改变了规则,但也意味着你需要更理解优先级的概念
  3. Fiber才是React能并发渲染的真正基础,可打断、可恢复的设计让主线程真正"活"了起来
  4. 你写的代码中到处都是性能陷阱,但不是因为API设计不好,而是因为你没有真正理解背后的机制
  5. 未来的React开发,不是追求"全速渲染",而是追求"智能调度"

🎁 彩蛋时刻

想深入理解Fiber的工作原理?建议阅读React官方的Fiber Architecture文档,看看React核心团队是怎么设计这套系统的。

有个高级技巧:在浏览器DevTools中打开"Highlight updates",你能直观地看到哪些组件被标记了,这就是Fiber在行动。

下次讨论React性能时,不妨问问对方:"你理解startTransition和useTransition的区别吗?"——这个问题能秒杀90%的"React老手"。

你在实战中遇到过哪些因为误解渲染机制而踩的坑?欢迎留言讨论~

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原始发表:2025-10-21,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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    • React 18"改正了这个错误"(但真的改正了吗?)
  • 第三层秘密:Fiber这个"魔法"是怎么改变游戏的
    • 为什么需要Fiber?
    • Fiber的革命性改进
    • Fiber在源码层面长什么样?
  • 第四层:你可能在无意中破坏性能
    • 陷阱1:过度依赖memo
    • 陷阱2:滥用useMemo
    • 陷阱3:在选择器中创建新对象
  • 第五层思考:Suspense和Transition带来的思维转变
    • startTransition:优先级的艺术
  • 总结:你现在知道了什么
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