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2024 React 面试问答十连

李, 若俞 • • 技术漫谈 • 阅读 206

1. React中使用 MessageChannel 是为了解决什么问题

  • 实现异步渲染

React 16 及更高版本引入了异步渲染，它允许 React 将渲染过程分割成多个阶段，并在每个阶段之间暂停执行。这可以提高 React 的性能，因为它可以避免在浏览器空闲时间内进行不必要的渲染。

MessageChannel 用于在 React 的调度器中实现异步渲染。调度器负责管理 React 更新的执行顺序。当调度器决定暂停渲染时，它会使用 MessageChannel 将一个宏任务添加到浏览器的事件循环中。该宏任务将在浏览器完成下一次绘制操作后执行。

  • 提高响应速度

在 React 16 之前，React 使用 setTimeout 来实现异步渲染。但是，setTimeout 有一个缺点，那就是它不能保证回调函数会在浏览器空闲时间内执行。这可能会导致 React 在浏览器繁忙时出现卡顿现象。

MessageChannel 可以保证回调函数会在浏览器空闲时间内执行。这是因为 MessageChannel 是一个宏任务，而宏任务会在浏览器完成下一次绘制操作后执行。

  • 提高可预测性

MessageChannel 可以提高 React 渲染过程的可预测性。这是因为 MessageChannel 的执行顺序是确定的。

总而言之，React 使用 MessageChannel 可以提高 React 的性能、响应速度和可预测性。

以下是 React 使用 MessageChannel 的一些具体示例：

  • 在 React 的 useEffect 钩子中

useEffect 钩子允许我们在组件挂载和更新时执行副作用。如果副作用需要在浏览器空闲时间内执行，我们可以使用 MessageChannel 将副作用包装在一个宏任务中。

useEffect(() => {
  const messageChannel = new MessageChannel();

  messageChannel.port1.onmessage = (event) => {
    // 执行副作用
  };

  messageChannel.port2.postMessage('start');

  return () => {
    messageChannel.port1.close();
    messageChannel.port2.close();
  };
}, []);
  • 在 React 的 useDeferredValue 钩子中

useDeferredValue 钩子允许我们延迟更新组件的状态。如果我们希望延迟更新到浏览器空闲时间内，我们可以使用 MessageChannel 将更新包装在一个宏任务中。

const [value, setValue] = useState(0);

const deferredValue = useDeferredValue(value);

useEffect(() => {
  const messageChannel = new MessageChannel();

  messageChannel.port1.onmessage = (event) => {
    // 更新组件状态
    setValue(event.data);
  };

  messageChannel.port2.postMessage(value);

  return () => {
    messageChannel.port1.close();
    messageChannel.port2.close();
  };
}, [value]);

2. MessageChannel 和 Web Worker 的区别

MessageChannel 和 Web Worker 都是 JavaScript 中用于实现跨线程通信的 API。但是，它们之间也有一些重要的区别。

1. 线程模型

MessageChannel 用于在主线程和其他线程之间进行通信。这些其他线程可以是 Web Worker、iframe 或其他浏览器上下文。

Web Worker 允许您在单独的线程中执行 JavaScript 代码。这可以提高应用程序的性能，因为它可以将耗时的任务卸载到主线程之外。

2. 通信方式

MessageChannel 使用 消息传递来进行通信。您可以使用 postMessage 方法发送消息，并使用 onmessage 事件处理程序接收消息。

Web Worker 使用 postMessage 方法来进行通信。主线程和 Web Worker 都可以使用 postMessage 方法发送消息，并使用 onmessage 事件处理程序接收消息。

3. 数据传输

MessageChannel 可以传输任意类型的数据，包括对象、数组和函数。

Web Worker 只能传输可序列化数据，例如字符串、数字和布尔值。

4. 安全性

MessageChannel 是安全的，因为它只能用于在信任的上下文之间进行通信。

Web Worker 在安全性方面存在一些风险。例如，恶意 Web Worker 可以访问主线程的 DOM 和 JavaScript 对象。

5. 适用场景

MessageChannel 适用于需要在主线程和其他线程之间进行频繁通信的场景。

Web Worker 适用于需要在单独的线程中执行耗时的任务的场景。

总结

特性 MessageChannel Web Worker
线程模型 主线程和其他线程之间通信 在单独的线程中执行 JavaScript 代码
通信方式 消息传递 postMessage 方法
数据传输 任意类型的数据 可序列化数据
安全性 安全 存在一些安全风险
适用场景 频繁通信 耗时的任务

选择使用 MessageChannel 还是 Web Worker 取决于您的具体需求。 如果您需要在主线程和其他线程之间进行频繁通信，那么 MessageChannel 是一个不错的选择。如果需要在单独的线程中执行耗时的任务，那么 Web Worker 是一个不错的选择。

3. 为什么不用 Promise 而是用 MessageChannel

Promise 和 MessageChannel 都是 JavaScript 中用于处理异步操作的 API。但是，在某些情况下，使用 MessageChannel 可能会比使用 Promise 更有优势。

1. 性能

MessageChannel 的性能通常优于 Promise。这是因为 MessageChannel 可以直接在浏览器提供的线程池中执行回调函数，而 Promise 则需要通过 JavaScript 引擎来执行回调函数。

2. 可预测性

MessageChannel 的执行顺序是确定的。这意味着您可以确信回调函数将在您期望的时间执行。而 Promise 的执行顺序则取决于 JavaScript 引擎的实现，这可能会导致回调函数在您不期望的时间执行。

3. 浏览器兼容性

MessageChannel 是一个标准的 Web API，因此它在所有浏览器上都具有相同的行为。而 Promise 则不是一个标准的 Web API，因此它在不同浏览器上可能具有不同的行为。

4. 代码的可维护性

使用 MessageChannel 可以使代码更加清晰易懂。这是因为 MessageChannel 提供了一种简单易用的方式来实现异步操作。

以下是一些使用 MessageChannel 而不是 Promise 的具体示例:

  • 在 React 中实现异步渲染
  • 在 Web Worker 中执行耗时的任务
  • 在多个浏览器窗口之间进行通信

总结

MessageChannel 在性能、可预测性、浏览器兼容性和代码可维护性方面都具有一些优势。因此，在某些情况下，使用 MessageChannel 可能会比使用 Promise 更有优势。

但是，Promise 仍然是一个非常有用的 API。在许多情况下，使用 Promise 是实现异步操作的最佳方式。

4. 使用 MessageChannel 实现空闲时执行

要实现MessageChannel在空闲时执行，可以利用requestIdleCallback或者setTimeout（在没有requestIdleCallback支持的情况下）结合MessageChannel来安排任务在浏览器空闲时段执行。

以下是一个简单的示例：

if ('requestIdleCallback' in window) {
  // 如果浏览器支持 requestIdleCallback
  const channel = new MessageChannel();
  let idleCallbackId;

  function sendMessageWhenIdle(message) {
    if (idleCallbackId) {
      return; // 如果已有回调正在等待执行，则忽略新的消息
    }

    // 创建一个空闲回调函数
    const callback = () => {
      channel.port1.postMessage(message);
      idleCallbackId = null;
    };

    // 请求浏览器在空闲时调用此回调函数
    idleCallbackId = window.requestIdleCallback(callback, { timeout: 500 /* 可以设置超时时间 */ });
  }

  // 接收来自主线程的消息
  channel.port2.onmessage = (event) => {
    // 这里处理从主线程接收到的消息
  };

  // 将端口暴露给主线程
  window.postMessage('initWorker', '*', [channel.port2]);
} else {
  // 如果不支持requestIdleCallback，可以退化到setTimeout模拟空闲执行
  const channel = new MessageChannel();

  function sendMessageWhenIdle(message) {
    clearTimeout(timeoutId); // 清除之前的定时器

    const timeoutId = setTimeout(() => {
      channel.port1.postMessage(message);
    }, 100 /* 假设100毫秒后是空闲状态 */);
  }

  // ... 其他部分与上述代码相同
}

在这个例子中，我们首先创建了一个MessageChannel，然后定义了一个函数sendMessageWhenIdle，该函数在浏览器空闲时通过requestIdleCallback（或setTimeout作为备用方案）发送消息。这样，我们就可以在不影响用户体验的情况下，尽量在浏览器空闲时执行通过MessageChannel发送的任务。当然，实际应用场景中，你可能需要根据需求调整具体的逻辑和参数。

5. React Concurrent Mode 三连：是什么？为什么？怎么做？

是什么？

React Concurrent Mode 是 React 18 中引入的新功能。它允许 React 在不阻塞用户界面的情况下执行后台渲染。

Concurrent Mode 的工作原理:

  1. React 使用 Fiber 架构来管理更新。Fiber 是 React 中表示 UI 元素的轻量级数据结构。
  2. 当 React 收到更新时，它会创建一个新的 Fiber 树。新的 Fiber 树代表更新后的 UI。
  3. React 会并行渲染新的 Fiber 树和旧的 Fiber 树。
  4. 当新的 Fiber 树准备就绪时，React 会将其提交到 DOM。

为什么？

Concurrent Mode 有以下几个优势:

  • 提高用户界面响应速度: Concurrent Mode 允许 React 在不阻塞用户界面的情况下执行后台渲染。这意味着用户可以继续与应用程序交互，即使应用程序正在进行更新。
  • 提高性能: Concurrent Mode 可以提高应用程序的性能，因为它可以并行执行多个任务。
  • 提高可预测性: Concurrent Mode 可以提高应用程序的可预测性，因为它可以确保更新按预期顺序应用。

怎么做？

要使用 Concurrent Mode，您需要:

  1. 将您的应用程序升级到 React 18。
  2. 在您的应用程序中启用 Concurrent Mode。

启用 Concurrent Mode 的方法:

import { unstable_ConcurrentMode } from 'react';

const App = () => {
  return (
    <div>
      <h1>Hello, world!</h1>
    </div>
  );
};

ReactDOM.render(<App />, document.getElementById('root'), {
  mode: unstable_ConcurrentMode,
});

除了启用 Concurrent Mode 之外，您还可以使用以下一些技巧来充分利用 Concurrent Mode:

  • 使用 Suspense 来延迟渲染
  • 使用 useDeferredValue 来延迟读取值
  • 使用 startTransition 来包裹更新

6. React 18 中的批处理

React 18 中的批处理 是指 React 在不阻塞用户界面的情况下合并多个状态更新的功能。

批处理的工作原理:

  1. 当 React 收到状态更新时，它会将其添加到一个队列中。
  2. 队列中的更新会批量应用于组件。
  3. 批量应用更新意味着 React 只会一次重新渲染组件，即使队列中有多个更新。

批处理的优势:

  • 提高用户界面响应速度: 批处理可以减少 React 重新渲染组件的次数，从而提高用户界面响应速度。
  • 提高性能: 批处理可以减少 React 在重新渲染组件时所做的工作，从而提高性能。

批处理的应用场景:

  • 在事件处理程序中进行多个状态更新
  • 在异步操作中进行多个状态更新

以下是一些使用批处理的示例代码:

示例 1：在事件处理程序中进行多个状态更新

const handleClick = () => {
  // React 会将这两个状态更新合并为一个
  setCount(count + 1);
  setActive(true);
};

示例 2：在异步操作中进行多个状态更新

const fetchData = async () => {
  // React 会将这两个状态更新合并为一个
  setData(await fetch('/data'));
  setLoading(false);
};

其他相关问题:

  1. React 18 中的批处理与 React 17 中的批处理有何区别？

    • React 17 中的批处理仅限于同步操作，而 React 18 中的批处理也支持异步操作。
    • React 18 中的批处理更加细粒度，它可以将多个状态更新合并为一个，即使它们来自不同的组件。

  2. 如何在 React 18 中禁用批处理？

    • 您可以使用 unstable_AvoidBatching 钩子来禁用批处理。
const [count, setCount] = useState(0);

const handleClick = () => {
  // React 不会将这个状态更新与其他更新合并
  setCount(count + 1, { batch: 'no' });
};

7. useInsertionEffect、useEffect、useLayoutEffect 区别

useInsertionEffect、useEffect 和 useLayoutEffect 都是 React 中用于执行副作用的钩子函数。它们的主要区别在于执行时机。

1. useInsertionEffect

useInsertionEffect 是 React 18 中引入的新钩子函数。它会在组件插入到 DOM 树之前执行。

useInsertionEffect 的适用场景:

  • 在组件插入到 DOM 树之前执行一些操作，例如设置滚动位置或获取 DOM 元素的尺寸。

示例:

function MyComponent() {
  const ref = useRef();

  useInsertionEffect(() => {
    // 在组件插入到 DOM 树之前，将滚动位置设置为顶部
    window.scrollTo(0, 0);

    // 获取 DOM 元素的尺寸
    const { width, height } = ref.current.getBoundingClientRect();

    // 使用尺寸进行一些操作
  }, []);

  return (
    <div ref={ref}>
      <h1>Hello, world!</h1>
    </div>
  );
}

2. useEffect

useEffect 是 React 中最常用的钩子函数。它会在组件渲染完成后执行。

useEffect 的适用场景:

  • 在组件渲染完成后执行一些操作，例如发起数据请求、订阅事件或设置计时器。

示例:

function MyComponent() {
  const [data, setData] = useState([]);

  useEffect(() => {
    // 在组件渲染完成后，发起数据请求
    fetch('/data')
      .then((response) => response.json())
      .then((data) => setData(data));
  }, []);

  return (
    <div>
      {data.map((item) => (
        <li key={item.id}>{item.name}</li>
      ))}
    </div>
  );
}

3. useLayoutEffect

useLayoutEffect 与 useEffect 类似，但它会在浏览器 布局 和 绘制 之前 执行。

useLayoutEffect 的适用场景:

  • 在浏览器布局和绘制之前执行一些操作，例如修改 DOM 元素的布局或样式。

示例:

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

  useLayoutEffect(() => {
    // 在浏览器布局和绘制之前，修改 DOM 元素的样式
    document.body.style.backgroundColor = `rgb(${count}, ${count}, ${count})`;
  }, [count]);

  return (
    <div>
      <h1>Count: {count}</h1>
      <button onClick={() => setCount(count + 1)}>+</button>
    </div>
  );
}

总结:

钩子函数 执行时机 适用场景
useInsertionEffect 组件插入到 DOM 树之前 在组件插入到 DOM 树之前执行一些操作
useEffect 组件渲染完成后 在组件渲染完成后执行一些操作
useLayoutEffect 浏览器布局和绘制之前 在浏览器布局和绘制之前执行一些操作

8.讲一下 react 状态发生变化触发视图更新的链路

React 中状态发生变化触发视图更新的链路可以分为以下几个步骤：

  1. 状态更新：

    • 当组件中的状态（state）发生变化时，通常是通过调用 setState() 方法来触发状态更新。

  2. 调度更新：

    • 在调用 setState() 方法后，并不会立即触发组件的重新渲染，而是将更新任务放入待处理的更新队列中，等待后续处理。
    • React 内部会调度这些更新任务，并根据一定的优先级和调度策略来决定何时进行更新。

  3. 协调阶段（Reconciliation）：

    • 当 React 决定执行更新任务时，会进入协调阶段，这个阶段主要负责比较新旧状态之间的差异，并生成更新的虚拟 DOM。
    • React 使用一种叫做协调算法（Reconciliation Algorithm）的方式来比较新旧状态，找出需要更新的部分，并生成相应的更新指令。

  4. 渲染阶段：

    • 在协调阶段完成后，React 将根据生成的更新指令来进行实际的渲染操作。
    • React 会将更新应用到虚拟 DOM 上，并生成一个新的虚拟 DOM 树。

  5. 提交阶段：

    • 最后，React 将新生成的虚拟 DOM 与之前的虚拟 DOM 进行对比，找出需要更新的部分，并将这些变化应用到实际的 DOM 上，完成页面的更新。
    • 在这个阶段，React 还会触发生命周期方法（如 componentDidUpdate()），以及执行一些副作用操作（如调用 useEffect() 钩子）。

需要注意的是，React 会尽可能地进行优化，避免不必要的渲染和更新操作，以提高性能。因此，并不是每次调用 setState() 都会触发视图的更新，而是根据一定的规则和算法来决定何时进行更新。同时，React 也提供了一些优化手段（如 React.memo、useMemo、useCallback 等），可以帮助开发者更好地控制组件的渲染和更新行为。

9. React Diff 算法的比较阶段

在 React Diff 算法中，比较阶段是确定哪些部分需要更新的关键步骤。在比较阶段，React 会对旧的虚拟 DOM 树和新的虚拟 DOM 树进行逐层比较，找出它们之间的差异。

比较阶段的具体步骤如下:

  1. 根节点比较:

    • 首先，React 会比较旧的虚拟 DOM 树和新的虚拟 DOM 树的根节点。
    • 如果根节点的类型不同，则需要更新根节点及其所有子节点。
    • 如果根节点的类型相同，则继续比较它们的属性和子节点。

  2. 属性比较:

    • React 会比较旧的虚拟 DOM 节点和新的虚拟 DOM 节点的属性。
    • 如果属性值不同，则需要更新该节点。

  3. 子节点比较:

    • React 会递归比较旧的虚拟 DOM 节点和新的虚拟 DOM 节点的子节点。
    • 子节点的比较会重复上述步骤 1 和 2。

在比较过程中，React 会使用以下策略来提高效率:

  • 跳过相同类型的节点: 如果两个节点的类型相同，并且它们的属性和子节点都没有变化，则 React 会跳过这两个节点的比较。
  • 使用 key 来识别节点: 如果两个节点具有相同的 key，则 React 会认为它们是同一个节点，即使它们的属性或子节点发生了变化。
  • 使用启发式算法: React 会使用一些启发式算法来快速确定哪些部分需要更新。

比较阶段的结果是一个更新队列**。更新队列包含所有需要更新的虚拟 DOM 节点。

比较阶段的一些示例:

示例 1:

const oldVDOM = (
  <div>
    <h1>Hello, world!</h1>
  </div>
);

const newVDOM = (
  <div>
    <h1>Goodbye, world!</h1>
  </div>
);

// 根节点的类型不同，需要更新根节点及其所有子节点
const updates = ReactDiff.diff(oldVDOM, newVDOM);

console.log(updates); // [{type: 'UPDATE', node: {type: 'h1', props: {children: 'Goodbye, world!'}}}]

示例 2:

const oldVDOM = (
  <div>
    <h1>Hello, world!</h1>
    <p>This is a paragraph.</p>
  </div>
);

const newVDOM = (
  <div>
    <h1>Hello, world!</h1>
    <p>This is a new paragraph.</p>
  </div>
);

// 只有第二个子节点的属性发生了变化，需要更新第二个子节点
const updates = ReactDiff.diff(oldVDOM, newVDOM);

console.log(updates); // [{type: 'UPDATE', node: {type: 'p', props: {children: 'This is a new paragraph.'}}}]

10. 实现一个简单版本的 diff 算法

以下是实现一个简单版本的 diff 算法的代码：

function diff(oldTree, newTree) {
  // 递归比较两个树
  function walk(oldNode, newNode) {
    // 如果两个节点类型不同，则需要更新
    if (oldNode.type !== newNode.type) {
      return { type: 'UPDATE', node: newNode };
    }

    // 如果两个节点的属性不同，则需要更新
    if (oldNode.props !== newNode.props) {
      return { type: 'UPDATE', node: { ...newNode, props: { ...newNode.props, ...oldNode.props } } };
    }

    // 如果两个节点的子节点数量不同，则需要更新
    if (oldNode.children.length !== newNode.children.length) {
      return { type: 'UPDATE', node: newNode };
    }

    // 比较两个节点的子节点
    const updates = [];
    for (let i = 0; i < oldNode.children.length; i++) {
      const childUpdate = walk(oldNode.children[i], newNode.children[i]);
      if (childUpdate) {
        updates.push(childUpdate);
      }
    }

    // 如果有子节点更新，则需要更新
    if (updates.length) {
      return { type: 'UPDATE', node: { ...newNode, children: updates } };
    }

    // 两个节点完全相同，不需要更新
    return null;
  }

  // 从根节点开始比较
  return walk(oldTree, newTree);
}

这个 diff 算法可以用于比较两个虚拟 DOM 树，并找出它们之间的差异。该算法的工作原理如下：

  1. 递归比较两个树：从根节点开始，递归比较两个树的每个节点。
  2. 比较节点类型：如果两个节点的类型不同，则需要更新。
  3. 比较节点属性：如果两个节点的属性不同，则需要更新。
  4. 比较节点子节点：递归比较两个节点的子节点。
  5. 生成更新队列：如果两个节点之间存在差异，则将差异添加到更新队列中。

这个 diff 算法是一个简单的实现，它可以满足大多数场景的需求。但是，它也有一些 limitations，例如：

  • 它不能比较文本节点的内容。
  • 它不能比较 DOM 元素的顺序。

如果您需要更复杂的 diff 算法，可以参考 React 中的 ReactDiff 算法。

以下是使用该 diff 算法的示例:

const oldVDOM = (
  <div>
    <h1>Hello, world!</h1>
    <p>This is a paragraph.</p>
  </div>
);

const newVDOM = (
  <div>
    <h1>Goodbye, world!</h1>
    <p>This is a new paragraph.</p>
  </div>
);

const updates = diff(oldVDOM, newVDOM);

console.log(updates); // [{type: 'UPDATE', node: {type: 'h1', props: {children: 'Goodbye, world!'}}}, {type: 'UPDATE', node: {type: 'p', props: {children: 'This is a new paragraph.'}}}]


原文始发于微信公众号（前端大大大）：2024 React 面试问答十连

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