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React Concurrent 模式抢先预览上篇: Suspense the world

2019.10.24, 在 React Conf 2019 首日, React 官方正式发布了关于 Concurrent 模式的第一个早期社区预览文档, 正式和 React 的大众开发者见面, 令人兴奋。

跟去年的 React Hooks 一样, 尽管 Concurrent 还是实验性的, 相信这次不会等太久...


这个大招憋了四年多


如果 React Hooks 目的是提高开发体验,那么 Concurrent 模式则专注于提升用户体验,表面上它对我们的开发的可能影响不大,React 内部已经变了好几重天。

这系列文章主要来源于官方的预览文档, 专门给 React 尝鲜者准备。

这个月 Vue 3.0 源码发布,掘金相关文章像井喷一样,没理由 React 这么'大新闻'(尽管这个新闻3年前大家就知道了)... 我来带个头吧。


🎉下篇:React Concurrent 模式抢先预览下篇: useTransition 的平行世界


文章内容框架



什么是 Concurrent 模式?

这是一个特性集合,可以让你的React 应用保持响应,可以根据用户的设备能力和网络情况优雅地调整。 这个特性集合,它包含两个方向的优化:

1️⃣ CPU 密集型(CPU-bound)

CPU 密集型指是 Reconcilation(协调或者Diff) 的优化. 在Concurrent 模式下面,Reconcilation 可以被中断, 让位给高优先级的任务,让应用保持响应.

上一周,我抢在 React Conf 2019 之前发布了一篇文章《🔥这可能是最通俗的 React Fiber(时间分片) 打开方式》 🤓,你想了解 Concurrent 模式, 强烈建议从这篇文章开始!

CPU 密集型的优化对现有的代码保持兼容,几乎没有暴露新的API,主要的影响是废弃了一些生命周期方法,这个是众所周知的。


2️⃣ I/O 密集型(I/O-bound)

主要优化了 React 对异步的处理。主要的武器是 Suspense 以及 useTransition:

  • Suspense - 新的异步数据处理方式。
  • useTransition - 提供了一种预渲染的机制,React 可以在’另一个分支'中预渲染,等待数据到达,然后一次性渲染出来,减少中间的加载状态的显示和页面抖动/闪烁。

这篇文章我就不再深入解释 Concurrent 模式是什么了,本文会介绍 Suspense,计划下一篇文章会介绍 useTranstion,敬请期待。



启用 Concurrent 模式

Concurrent 模式目前还是实验性的,你可以通过以下命令来安装实验版本:

npm install react@experimental react-dom@experimental
# or
yarn add react@experimental react-dom@experimental
复制代码

上文说了,这是为尝鲜者准备的,尽管 API 应该不会有太大的变动, 不要用于生产环境。


开始 Concurrent 模式:

import ReactDOM from 'react-dom';

ReactDOM.createRoot(
  document.getElementById('root')
).render(<App />);
复制代码

另外一个要注意的是,开启Concurrent 模式后,之前 deprecated 的生命周期方法就彻底不能用了,确保你的代码已经迁移。



什么是 Suspense?

Suspense 这个大家应该都不陌生,在 v16.5 就已经有了这个 Suspense 这个API, 只不过通常利用它配合 React.lazy 实现代码分隔:

const OtherComponent = React.lazy(() => import('./OtherComponent'));

function MyComponent() {
  return (
    <div>
      <Suspense fallback={<div>Loading...</div>}>
        <OtherComponent />
      </Suspense>
    </div>
  );
}
复制代码

React.lazy 这是一次小小的尝试, Suspense 还有大用。

如果将Suspense 翻译为中文的话是等待悬垂悬停的意思。React给出了一个更规范的定义

Suspense 不是一个‘数据获取库’, 而是一种提供给‘数据获取库’的机制,数据获取库通过这种机制告诉 React 数据还没有准备好,然后 React就会等待它完成后,才继续更新 UI。 简单总结一下 Suspense 是 React 提供的一种异步处理的机制, 它不是一个具体的数据请求库。它是React 提供的原生的组件异步调用原语。它是 Concurrent 模式特性集合中的重要角色。


现在, 我们可以更酷地使用 Suspense,相信我,马上它就会成为你手中的利剑。 有了它你可以这样请求远程数据:

function Posts() {
  const posts = useQuery(GET_MY_POSTS)

  return (<div className="posts">
    {posts.map(i => <Post key={i.id} value={i}/>)}
  </div>)
}

function App() {
  return (<div className="app">
    <Suspense fallback={<Loader>Posts Loading...</Loader>}>
      <Posts />
    </Suspense>
  </div>)
}
复制代码

加载依赖脚本:

function MyMap() {
  useImportScripts('//api.map.baidu.com/api?v=2.0&ak=您的密钥')

  return (<BDMap />)
}

function App() {
  return (<div className="app">
    <Suspense fallback={<Loader>地图加载中...</Loader>}>
      <MyMap />
    </Suspense>
  </div>)
}
复制代码

仔细观察上面的代码,有两个特点:

  • 1️⃣ 我们需要 Suspense 来包裹这些包含异步操作的组件,并给它们提供回退(fallback)。在异步请求期间,会显示这个回退。
  • 2️⃣ 上面的代码获取异步资源就跟同步调用似的。没错,有了 Suspense, 我们可以和async/await或者Generator 一样,用’同步‘的代码风格来处理异步请求

很神奇对不对?React 是怎么做到的?



Suspense 的实现原理

早前就有人剖析过 Suspense 的实现,它利用了 React 的 ErrorBoundary 类似的机制来实现, 脑洞很大。

🤔 嗯... 如果是用 ErrorBoundary 的话,ErrorBoundary 可以用来捕获下级组件的异常,我们在做异步操作时,可以抛出一个异常,中断渲染工作,当我们完成异步操作时,再告诉React,我们已经准备好了,请继续渲染...

🤭这就能解释,为什么没有使用 async/await 和 Generator,却可以使用用同步的风格来处理异步操作, throw 是可以中断代码执行的...

🤔 不过这个’异常‘应该跟普通的异常区分开来,同时它应该可以通知 ErrorBoundary 异步操作已经就绪了,让它继续渲染子节点...


我想流程应该是这样的:


其实,符合该场景的、现成的最好的'异常对象'是 Promise。 那就撸起袖子,实现一个:

export interface SuspenseProps {
  fallback: React.ReactNode
}

interface SuspenseState {
  pending: boolean
  error?: any
}

export default class Suspense extends React.Component<SuspenseProps, SuspenseState> {
  // ⚛️ 首先,记录是否处于挂载状态,因为我们不知道异步操作什么时候完成,可能在卸载之后
  // 组件卸载后就不能调用 setState 了
  private mounted = false

  // 组件状态
  public state: SuspenseState = {
    // ⚛️ 表示现在正阻塞在异步操作上
    pending: false,
    // ⚛️ 表示异步操作出现了问题
    error: undefined
  }

  public componentDidMount() {
    this.mounted = true
  }

  public componentWillUnmount() {
    this.mounted = false
  }

  // ⚛️ 使用 Error Boundary 机制捕获下级异常
  public componentDidCatch(err: any) {
    if (!this.mounted) {
      return
    }

    // ⚛️ 判断是否是 Promise, 如果不是则向上抛
    if (isPromise(err)) {
      // 设置为 pending 状态
      this.setState({ pending: true })
      err.then(() => {
        // ⚛️ 异步执行成功, 关闭pending 状态, 触发重新渲染
        this.setState({ pending: false })
      }).catch(err => {
        // ⚛️ 异步执行失败, 我们需要妥善处理该异常,将它抛给 React
        // 因为处于异步回调中,在这里抛出异常无法被 React 捕获,所以我们这里先记录下来
        this.setState({ error: err || new Error('Suspense Error')})
      })
    } else {
      throw err
    }
  }

  // ⚛️ 在这里将 异常 抛给 React
  public componentDidUpdate() {
    if (this.state.pending && this.state.error) {
      throw this.state.error
    }
  }

  public render() {
    // ⚛️ 在pending 状态时渲染 fallback
    return this.state.pending ? this.props.fallback : this.props.children
  }
}
复制代码

⚠️ 注意,以上代码只在v16.6(不包括)之前有效. 16.6正式推出 Suspense 后,Suspense 就和普通的 ErrorBoundary 隔离开来了,所以无法在 componentDidCatch 中捕获到 Promise. 当组件中抛出 Promise 异常时,React 会向上查找最近的 Suspense 来处理它,如果找不到,React 会抛出错误


上面的代码还算好理解,对吧? 我们先不管 React 真实的实现如何,其内部显然要复杂得多,这些复杂性并不是所有开发者都需要去关心的。通过上面简单的代码,至少我们知道 Suspense 的行为是怎样的了。现在来测试一下:


function ComponentThatThrowError() {
  throw new Error('error from component')
  return <div>throw error</div>
}

function App() {
  return (
    <div className="App">
      <ErrorBoundary>
        <Suspense fallback={null}> {/* Suspense 不会捕获除Promise之外的异常,所以这里会被ErrorBoundary捕获 */}
          <ComponentThatThrowError />
        </Suspense>
      </ErrorBoundary>
      <ErrorBoundary>                               {/* 如果异步操作失败,这个ErrorBoundary可以捕获异步操作的异常 */}
        <Suspense fallback={<div>loading...</div>}> {/* 这里可以捕获ComponentThatThrowPromise 抛出的Promise,并显示loading... */}
          <ComponentThatThrowPromise />
        </Suspense>
      </ErrorBoundary>
    </div>
  )
}
复制代码

上述代码展示了 Suspense 的基本用法以及异常处理。 你可以通过这个 CodeSandbox 实际运行一下这个实例.


现在来看下 ComponentThatThrowResolvedPromise:

let throwed = false

function ComponentThatThrowResolvedPromise() {
  if (!throwed) {
    throw new Promise((res, rej) => {
      setTimeout(() => {
        throwed = true
        res()
      }, 3000)
    })
  }

  return <div>throw promise.</div>
}
复制代码

上面代码的要点是throwedthrow new Promise。在这个组件中,我们通过 throw new Promise 来中断组件渲染,Suspense会等待这个 Promise 就绪后,接着重新渲染。

为了避免重新渲染时, 又抛出 Promise,导致'死循环'。这里需要使用一个'缓存'来表示异步操作已经就绪了,避免再次抛出异常

上面通过 throwed 全局变量来缓存异步操作的状态。但是对于组件来说全局状态是 Anti-Pattern,副作用会导致组件无法被复用。另外如果缓存脱离了组件的生命周期,它会变得难以控制, 我们怎么判断缓存是否有效? 这个缓存的生命周期是怎样控制?

当然你可以使用 Redux 或者其他状态管理器来维护这些缓存,但是有时候我们都不想用状态管理器.

能不能在组件内部缓存这些状态?答案是不行, 至少现在不可以, 由上面的自定义 Suspense 的实现可以解释: 当 Suspense 切换到 pending 时,原有的组件树会被卸载,所有的组件状态都会丢失

听起来挺沮丧,看来将异步操作迁移到 Suspense 还得花点心思。



缓存 Suspense 的异步操作状态

上面说了,我们无法在组件内部缓存异步操作的状态,那么现在只能放在外部了,可以考虑这些方案:

  • 全局缓存。 例如全局变量、全局状态管理器(如Redux、Mobx)
  • 使用 Context API
  • 由父级组件来缓存状态

下面会介绍后面两种


使用 Context API

我们先用 Context API 作为例子,简单介绍如何缓存 Suspense 异步操作的状态。

首先定义一下异步操作的状态有哪些:

其实就是Promise的状态


export enum PromiseState {
  Initial,  // 初始化状态,即首次创建
  Pending,  // Promise 处于pending 状态
  Resolved, // 正常结束
  Rejected, // 异常
}

// 我们将保存在 Context 中的状态
export interface PromiseValue {
  state: PromiseState
  value: any
}
复制代码

现在创建一个 React.Context 专门来缓存异步状态, 为了行文简洁,我们这个Context很简单,就是一个 key-value 存储:

interface ContextValues {
  getResult(key: string): PromiseValue
  resetResult(key: string): void
}

const Context = React.createContext<ContextValues>({} as any)

export const SimplePromiseCache: FC = props => {
  const cache = useRef<Map<string, PromiseValue> | undefined>()

  // 根据key获取缓存
  const getResult = useCallback((key: string) => {
    cache.current = cache.current || new Map()

    if (cache.current.has(key)) {
      return cache.current.get(key)!
    }

    const result = { state: PromiseState.Initial, value: undefined }

    cache.current.set(key, result)
    return result
  }, [])

  // 根据key c重置缓存
  const resetResult = useCallback((key: string) => {
    if (cache.current != null)  cache.current.delete(key)
  }, [])

  const value = useMemo(() => ({ getResult, resetResult, }), [])

  return <Context.Provider value={value}>{props.children}</Context.Provider>
}
复制代码

后面是重头戏,我们创建一个 usePromise Hooks来封装异步操作, 简化繁琐的步骤:

/**
 * @params prom 接收一个Promise,进行异步操作
 * @params key 缓存键
 * @return 返回一个包含请求结果的对象,以及一个reset方法, 用于重置缓存,并重新请求
 */
export function usePromise<R>(prom: Promise<R>, key: string): { data: R; reset: () => void } {
  // 用于强制重新渲染组件
  const [, setCount] = useState(0)
  // 获取context值
  const cache = useContext(Context)

  // ⚛️ 监听key变化,并重新发起请求
  useEffect(
    () => {
      setCount(c => c + 1)
    },
    [key],
  )

  // ️⚛️ 异步处理
  // 从 Context 中取出缓存
  const result = cache.getResult(key)
  switch (result.state) {
    case PromiseState.Initial:
      // ⚛️初始状态
      result.state = PromiseState.Pending
      result.value = prom
      prom.then(
        value => {
          if (result.state === PromiseState.Pending) {
            result.state = PromiseState.Resolved
            result.value = value
          }
        },
        err => {
          if (result.state === PromiseState.Pending) {
            result.state = PromiseState.Rejected
            result.value = err
          }
        },
      )
      // 抛出promise,并中断渲染
      throw prom
    case PromiseState.Pending:
      // ⚛️ 还处于请求状态,一个任务可能有多个组件触发,后面的渲染的组件可能会拿到Pending状态
      throw result.value
    case PromiseState.Resolved:
      // ⚛️ 已正常结束
      return {
        data: result.value,
        reset: () => {
          cache.resetResult(key)
          setCount(c => c + 1)
        },
      }
    case PromiseState.Rejected:
      // ⚛️ 异常结束,抛出错误
      throw result.value
  }
}
复制代码

上面的代码也没有特别难的地方,就是根据当前的异常请求的状态决定要抛出 Promise 还是返回异步请求的结果。

赶紧用起来, 首先用 SimplePromiseCache 包裹 Suspense 的上级组件,以便下级组件可以获取到缓存:

function App() {
  return (<SimplePromiseCache>
    <Suspense fallback="loading...">
      <DelayShow timeout={3000}/>
    </Suspense>
  </SimplePromiseCache>)
}
复制代码

小试牛刀:

function DelayShow({timeout}: {timeout: number}) {
  const { data } = usePromise(
    new Promise<number>(res => {
      setTimeout(() => res(timeout), timeout)
    }),
    'delayShow', // 缓存键
  )

  return <div>DelayShow: {data}</div>
}
复制代码

上面代码的运行效果如下:


这一节展示了如何通过 Context API 来对异步操作进行缓存,这可能比你想象的要复杂的点,手动去管理这些缓存确实是一个棘手的问题(用什么作为缓存键,怎么判断缓存有效,怎么回收缓存)。包括 React 官方也没有给出一个完美的答案, 这个坑还是留给社区去探索吧。

除非你是库的作者,对于普通 React 开发者来说不必过早关注这些细节,相信很快会有很多 React 数据请求相关的第三方库会跟进 Suspense。

React 官方有一个实验性的库: react-cache, 目前采用的是 LRU 全局缓存



将缓存状态提取到父级

既然无法在 Suspense 的子组件中缓存异步状态,那就提到父级组件呗,这样可以避免全局状态,不需要考虑缓存生命周期管理, 我们可以更灵活地管理这些状态,另外还可以简化下级组件逻辑。相比 Context API,我个人觉得这是一种更普适的方式。


So,怎么做?我们基于 usePromise, 再创建一个 createResource 函数, 它不再是一个Hooks,而是创建一个资源对象, 函数签名如下:

function createResource<R>(prom: () => Promise<R>): Resource<R>
复制代码

createResource 返回一个 Resource 对象:

interface Resource<R> {
  // 读取'资源', 在Suspense包裹的下级组件中调用, 和上文的usePromise一样的效果
  read(): R
  // ⚛️外加的好处,预加载
  preload(): void
}
复制代码

⚛️Resource 对象在父级组件中创建, 然后通过Props传递给下级组件,下级组件调用 read() 方法来读取数据。对于下级组件来说 Resource 和普通的对象没什么区别,它察觉不出来这是一个异步请求。这就是这种 Suspense 的精妙之处!

另外由于 Resource 对象是在父级组件创建的,这有一个外加的好处: 我们可以在显示下级组件之前,执行 preload() 预先执行异步操作


createResource 实现:

export default function createResource<R>(prom: () => Promise<R>): Resource<R> {
  // 缓存
  const result: PromiseValue = {
    state: PromiseState.Initial,
    value: prom,
  }

  function initial() {
    if (result.state !== PromiseState.Initial) {
      return
    }
    result.state = PromiseState.Pending
    const p = (result.value = result.value())
    p.then(
      (value: any) => {
        if (result.state === PromiseState.Pending) {
          result.state = PromiseState.Resolved
          result.value = value
        }
      },
      (err: any) => {
        if (result.state === PromiseState.Pending) {
          result.state = PromiseState.Rejected
          result.value = err
        }
      },
    )
    return p
  }

  return {
    read() {
      switch (result.state) {
        case PromiseState.Initial:
          // ⚛️初始状态
          // 抛出promise,并中断渲染
          throw initial()
        case PromiseState.Pending:
          // ⚛️ 还处于请求状态,一个任务可能有多个组件触发,后面的渲染的组件可能会拿到Pending状态
          throw result.value
        case PromiseState.Resolved:
          // ⚛️ 已正常结束
          return result.value
        case PromiseState.Rejected:
          // ⚛️ 异常结束,抛出错误
          throw result.value
      }
    },
    // 预加载
    preload: initial,
  }
}
复制代码

createResource 的用法也很简单, 在父组件创建 Resource,接着通过 Props 传递给子组件。 下面展示一个Tabs组件,渲染三个子Tab,因为同时只能显示一个Tab,我们可以选择预加载那些未显示的Tab, 来提升它们的打开速度:

const App = () => {
  const [active, setActive] = useState('tab1')
  // 创建 Resource
  const [resources] = useState(() => ({
    tab1: createResource(() => fetchPosts()),
    tab2: createResource(() => fetchOrders()),
    tab3: createResource(() => fetchUsers()),
  }))

  useEffect(() => {
    // 预加载未展示的Tab数据
    Object.keys(resources).forEach(name => {
      if (name !== active) {
        resources[name].preload()
      }
    })
  }, [])

  return (<div className="app">
    <Suspense fallback="loading...">
      <Tabs active={active} onChange={setActive}>
        <Tab key="tab1"><Posts resource={resources.tab1}></Posts></Tab>
        <Tab key="tab2"><Orders resource={resources.tab2}></Orders></Tab>
        <Tab key="tab3"><Users resource={resources.tab3}></Users></Tab>
      </Tabs>
    </Suspense>
  </div>)
}
复制代码

我们随便挑一个子组件, 看一下它的实现:

const Posts: FC<{resource: Resource<Post[]>}> = ({resource}) => {
  const posts = resource.read()

  return (<div className="posts">
    {posts.map(i => <PostSummary key={i.id} value={i} />)}
  </div>)
}
复制代码

Ok, 这种方式相比 Context API 好很多了,我个人也偏向这种形式。这种模式下,因为 Resource 是由外部传入的,所以组件行为是确定的,容易被测试和复用。


不过两种各有应用场景:

  • Context API 模式比较适合第三方数据请求库,比如Apollo、Relay。这种模式下,API会更加简洁、优雅。参考 Relay 的 API
  • createResource 模式则更适合普通开发者封装自己的异步操作。


并发发起请求


如上图,现实项目中经常会有这种场景,一个复杂的界面数据可能来源于多个接口,例如:

/**
 * 用户信息页面
 */
function ProfilePage() {
  const [user, setUser] = useState(null);

  // 先拿到用户信息
  useEffect(() => {
    fetchUser().then(u => setUser(u));
  }, []);

  if (user === null) {
    return <p>Loading profile...</p>;
  }

  return (
    <>
      <h1>{user.name}</h1>
      <ProfileTimeline />
    </>
  );
}

/**
 * 用户时间线
 */ 
function ProfileTimeline() {
  const [posts, setPosts] = useState(null);

  useEffect(() => {
    fetchPosts().then(p => setPosts(p));
  }, []);

  if (posts === null) {
    return <h2>Loading posts...</h2>;
  }

  return (
    <ul>
      {posts.map(post => (
        <li key={post.id}>{post.text}</li>
      ))}
    </ul>
  );
}
复制代码

上面的代码示例来源于官方文档。上面代码 fetchUserfetchPosts 是串行加载的,我们想让页面尽快的加载出来, 解决这个问题有两个方案:

  • 1️⃣ 将 fetchPosts 提到上级, 使用 Promise.all 并发加载
  • 2️⃣ 将两者抽取成独立的组件,变成兄弟关系而不是父子关系. 这样可以被并发渲染,从而并发发起请求

首先来看一下 1️⃣:

function fetchProfileData() {
  // 使用 promise all 并发加载
  return Promise.all([
    fetchUser(),
    fetchPosts()
  ]).then(([user, posts]) => {
    return {user, posts};
  })
}

const promise = fetchProfileData();
function ProfilePage() {
  const [user, setUser] = useState(null);
  const [posts, setPosts] = useState(null);

  useEffect(() => {
    promise.then(data => {
      setUser(data.user);
      setPosts(data.posts);
    });
  }, []);

  if (user === null) {
    return <p>Loading profile...</p>;
  }
  return (
    <>
      <h1>{user.name}</h1>
      {/* ProfileTimeline 变成了纯组件,不包含业务请求 */}
      <ProfileTimeline posts={posts} />
    </>
  );
}
复制代码

看起来不错,然后这个方式也存在硬伤:

  • ① 异步请求都要上提,然后使用 Promise.all 包裹,我觉得好麻烦, 复杂页面怎么办?
  • ② 现在加载时间取决于 Promise.all 中执行最长的操作,说好的尽快渲染出来呢?fetchPosts 可能会加载很长,而 fetchUser 应该很快完成了,如果 fetchUser 先执行完,至少应该让用户先看到用户信息。

1️⃣方案不是特别好,来看一下2️⃣方案:

function ProfilePage() {
  return (<div className="profile-page">
    <ProfileDetails />
    <ProfileTimeline />
  </div>)
}
复制代码

2️⃣方案是没有 Suspense 之前最好的方式,ProfileDetails 负责加载用户信息,ProfileTimeline 负责加载时间线,两者并发执行,互不干扰。

但是它也是有缺点:页面加载是会有两个加载指示符, 能不能合并?有可能 ProfileTimeline 先完成了,这时候 ProfileDetails 还在转圈,页面会很怪...


现在有请方案 3️⃣: Suspense 🎉

const resource = fetchProfileData();

function ProfilePage() {
  return (
    <Suspense fallback={<h1>Loading profile...</h1>}>
      <ProfileDetails />
      <Suspense fallback={<h1>Loading posts...</h1>}>
        <ProfileTimeline />
      </Suspense>
    </Suspense>
  );
}

function ProfileDetails() {
  const user = resource.user.read();
  return <h1>{user.name}</h1>;
}

function ProfileTimeline() {
  const posts = resource.posts.read();
  return (
    <ul>
      {posts.map(post => (
        <li key={post.id}>{post.text}</li>
      ))}
    </ul>
  );

复制代码

当 React 渲染 ProfilePage 时, 它会返回 ProfileDetails 和 ProfileTimeline。

首先渲染 ProfileDetails 这时候资源未加载完毕,抛出 promise 异常,中断 ProfileDetails 的渲染。

接着 React 尝试渲染 ProfileTimeline, 同样抛出promise异常。

最后 React 找到 ProfileDetails 最近的Suspense,显示 Loading Profile...

和方案2️⃣一样,Suspense 支持并发发起请求,另外它解决了方案 2️⃣ 的一些缺陷: 加载指示符只有一个,而且如果 ProfileTimeline 率先完成,也不会显示出来。

不止于此,下文会介绍更为灵活的 Suspense 加载状态的显示策略。



处理竞态

就算 Javascript 是单线程的, 也可能需要处理竞争状态,主要是因为异步操作的时序是无法被保证的

少卖关子,讲个实例。有这样一个组件,它依赖外部传递进来的 id 来异步获取数据:

function UserInfo({id}: {id: string}) {
  const [user, setUser] = useState<User|undefined>()

  /**
   * ⚛️ 监听id变化并发起请求
   */
  useEffect(() => {
    fetchUserInfo().then(user => setUser(user))
  }, [id])

  return user == null ? <Loading /> : renderUser(user)
}
复制代码

上面的代码有什么问题呢?假设id变化了多次,这里会发起多个请求,但是这些请求完成的顺序没办法保证,这就会导致竞态,先发起的请求可能最后才完成,这就导致页面呈现错误的数据。


怎么解决?也比较好解决,利用类似乐观锁的机制。我们可以保存本次请求的id,如果请求结束时 id 不一致,就说明已经有新的请求发起了:

function UserInfo({id}: {id: string}) {
  const [user, setUser] = setState<User|undefined>()
  const currentId = useRef<string>()

  /**
   * ⚛️ 监听id变化并发起请求
   */
  useEffect(() => {
    currentId.current = id
    fetchUserInfo().then(user => {
      // id 不一致,说明已经有新的请求发起了, 放弃
      if (id !== currentId.current) {
        return
      }

      setUser(user)
    })
  }, [id])

  return user == null ? <Loading /> : renderUser(user)
}
复制代码

Suspense 下面不存在竞态问题,上面的代码用 Suspense 实现如下:

function UserInfo({resource}: {resource: Resource<User>}) {
  const user = resource.read()
  return renderUser(user)
}
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我靠, 这么简洁!传递给 UserInfo 的就是一个简单的对象, 没有竞态.

那它的上级组件呢?


function createUserResource(id: string) {
  return {
    info: createResource(() => fecthUserInfo(id)),
    timeline: createResource(() => fecthTimeline(id)),
  }
}

function UserPage({id}: {id: string}) {
  const [resource, setResource] = useState(() => createUserResource(id))

  // ⚛️ 将id的监听迁移到了这里
  useEffect(() => {
    // 重新设置resource
    setResource(createUserResource(id))
  }, [id])

  return (<div className="user-page">
    <Suspense loading="Loading User...">
      <UserInfo resource={resource.info} />
      <Timeline resource={resource.timeline} />
    </Suspense>
  </div>)
}
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异步请求被转换成了'资源对象',在这里只不过是一个普通的对象, 通过 Props 传递, 完美解决了异步请求的竞态问题...


另外 Suspense 还解决一个问题:在执行完异步操作后,我们的页面可能已经切换了,这时候通过 setState 设置组件状态,React就会抛出异常: Can't perform a React state update on an unmounted component., 现在这个问题自然也解决了



错误处理

如果异步请求异常了怎么解决? 我们在上文 Suspense 实现原理一节已经说了,如果异步请求失败,React 会抛出异常,我们可以通过 ErrorBoundary 机制将其捕获。

我们写一个高阶组件来简化 Suspense 和 异常处理的过程:

export default function sup<P>(
  fallback: NonNullable<React.ReactNode>,
  catcher: (err: any) => NonNullable<React.ReactNode>,
) {
  return (Comp: React.ComponentType<P>) => {
    interface State {
      error?: any
    }

    class Sup extends React.Component<P, State> {
      state: State = {}

      // 捕获异常
      static getDerivedStateFromError(error: any) {
        return { error }
      }

      render() {
        return (
          <Suspense fallback={fallback}>
            {this.state.error ? catcher(this.state.error) : <Comp {...this.props} />}
          </Suspense>
        )
      }
    }

    return Sup
  }
}
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用起来:

// UserInfo.js

const UserInfo: FC<UserInfoProps> = (props) => {/* ... */}

export default sup(
  <Loading text="用户加载中..."/>,
  (err) => <ErrorMessage error={err} />
)(UserInfo)
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减少了一些样板代码,还算比较简洁吧?。



Suspense 编排

如果页面上有很多 Suspense, 那么多个圈在转,用户体验并不好。

但是我们又不好直接将它们合并,因为每一块加载优先级、生命周期都不一样,强行绑到一个 Suspense 也不好。例如:

function UserPage() {
  return (<Suspense fallback="loading...">
    <UserInfo resource={infoResource} />
    <UserPost resource={postResource} />
  </Suspense>)
}
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假设 UserPost 需要进行分页,每次点击下一页都会导致整个 UserPage loading... 这肯定无法接受...


因此 Concurrent 模式引入了一个新的API SuspenseList, 用来对多个 Suspense 的加载状态进行编排。我们可以根据实际的场景选择加载状态的显示策略。例如

function Page({ resource }) {
  return (
    <SuspenseList revealOrder="forwards">
      <Suspense fallback={<h2>Loading Foo...</h2>}>
        <Foo resource={resource} />
      </Suspense>
      <Suspense fallback={<h2>Loading Bar...</h2>}>
        <Bar resource={resource} />
      </Suspense>
    </SuspenseList>
  );
}
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假设 Foo 加载时间是 5s,而 Bar 加载完成时间是 2s。SuspenseList 的各种编排组合的效果如下:

可以通过这个 CodeSandbox 示例 体验


revealOrder 表示显示的顺序,它目前有三个可选值: forwards, backwards, together

  • forwards - 由前到后显示。也就说前面的没有加载完成,后面的也不会显示. 即使后面的 Suspense 提前完成异步操作,也需要等待前面的执行完成
  • backwards - 和forwards相反, 由后到前依次显示.
  • together - 等所有Suspense 加载完成后一起显示

除此之外 SuspenseList 还有另外一个属性 tail, 用来控制是否要折叠这些 Suspense,它有三个值 默认值, collapsed, hidden

  • 默认值 - 全部显示
  • collapsed - 折叠,只显示第一个正在加载的Suspense
  • hidden - 不显示任何加载状态

另外 SuspenseList 是可组合的,SuspenseList 下级可以包含其他 SuspenseList.



总结

本文的主角是 Suspense, 如果说 React Hooks 是React提供的逻辑复用原语,ErrorBoundary 是异常捕获原语,那么 Suspense 将是 React 的异步操作原语。通过Suspense + ErrorBoundary,简化了手动去处理加载状态和异常状态。

Suspense 可以理解为中断渲染、或者暂停渲染的意思。我们简单探讨了 Suspense 的实现原理,它不过是利用了 ErrorBoundary 的异常抛出机制来中断渲染,配合 Suspense 组件在异步操作完结后恢复组件的渲染。

不过组件在重新渲染(重入)时,所有状态都丢失了,无法在组件本地保存异步处理的状态,所以得向外求,将异步处理的状态缓存在全局或者上级组件。

有人会说 React 已经不纯了、不够函数式了。我不敢擅作评论,我不是虔诚的函数式编程爱好者,我觉得只要能更好的解决问题,哪种编程范式无所谓。自从 React Hooks 出来后,就没有所谓的纯函数式组件了。对于 Suspense 来说,createResource 模式也可以让一个组件的行为变得可被预测和测试。关于其他的痛点,还是要进一步实践和验证。

Suspense 让人非常兴奋,它不仅解决了一些以往异步处理的问题,还带来了新的开发方式。心急的同学可以在自己的实验项目中尝试它。



参考资料


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