IT博客汇 | 浏览器要原生实现React的并发更新了？

浏览器要原生实现React的并发更新了？

卡颂发表于 2023-08-25 10:32:12

大家好，我卡颂。

要说React有什么其他框架没有的、独一无二的特性，那一定是并发更新。围绕并发更新，存在两个很有意思的现象：

很多开发者听说过他
很少开发者直接使用过他

这两个现象看似矛盾，其实很好解释 —— React18之后的新特性，主要是面向上层框架的（主要是Next.js）。

换句话说，这些新特性（比如并发更新）主要是供框架集成，而不是开发者直接使用。

比如，并发更新的两个核心API —— useTransition和useDeferredValue，都是针对视图切换的场景。

而在前端交互中，最主要的视图切换场景就是路由切换，所以包含路由功能的前端框架就会集成这两个API。

而现在，一个试验性浏览器API —— View Transitions API将原生实现视图切换功能。

他到底有什么用？如果其他框架使用它，是不是能获得React同样的并发更新能力？

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什么是视图切换？

不管是View Transitions API，还是React的useTransition，都是为了提高视图切换场景下的用户体验。

什么是视图切换？以view-transitions Demo举例。这是个简单的相册Demo，点击左边图片缩略图，右边会显示大图：

整个过程简单来说包括3个步骤：

点击缩略图
请求大图数据
大图请求成功后，显示大图

从步骤1到3的过程就是个典型的视图切换。整个过程有很多可以优化体验的地方，比如：

从旧图到新图的渐变过渡效果
点击缩略图发起图片请求后，大图区域可以先显示旧图（而不是立刻显示loading效果），待新图请求成功后再过渡到新图

这里解释下第二点，对于切换类的交互，相比于当视图切换时立刻显示loading效果，待新视图加载完成后过渡到新视图，当视图切换时先显示旧视图，待新视图加载完成后过渡到视图在延迟不高的情况下体验会更好。

除了上述这些体验优化的点，视图切换的实现还有很多细节需要考虑，比如：

如何处理新旧视图切换时的过渡效果？
如何处理新视图加载时的loading效果？
当正在请求新视图数据时（此时视图处在旧视图中），用户又对旧视图产生交互怎么办？
视图切换时如何处理页面滚动位置、光标聚焦（focus）位置？
对于使用屏幕阅读器的盲人，视图切换时阅读器会朗读什么？

除此之外，不同场景下的视图切换实现细节也不同。比如，如何在切换页面时优化视图切换效果？

在SPA（单页应用）出现之前，网站通常是由多个页面组成。比如下面网站的每个Tab栏，对应一个独立网页，其中：

bramus Tab对应 https://http203-playlist.netlify.app/with-bramus/
cassie Tab对应https://http203-playlist.netlify.app/with-cassie/

在Tab之间切换，浏览器会：

卸载之前的页面
请求新页面数据
加载新页面

从页面卸载到页面加载之间的白屏间隙会造成屏幕闪烁。

要优化这种场景下优化视图切换效果，当前唯一做法是利用history API接管路由操作，将网页变成一个SPA。

既然视图切换是如此常见的需求，且有这么多需要考虑的因素，那浏览器为什么不原生实现呢？

于是，View Transitions API应运而生。

当前View Transitions API不支持跨页面的视图切换，但未来会支持

View Transitions的使用

View Transitions API的使用很简单，只需要用document.startViewTransition包裹视图切换后的回调函数即可。

对于上述相册示例，回调函数的逻辑是将img标签src属性更新为新图片地址：

const transition = document.startViewTransition(() => {
  galleryImg.src = /* 新图片地址 */;
});

剩下所有跟过渡相关的实现，都由Transitions API解决。

View Transitions实现原理

在视图切换时，存在2个概念：

切换前的旧视图
切换后的新视图

当使用View Transitions后，会依次做：

对页面进行截图，作为旧视图
执行传递给document.startViewTransition的回调
DOM更新后，对更新后的页面进行截图，作为新视图
构造一棵代表过渡效果的伪元素树，挂载在根元素（html元素）下，结构类似如下：

::view-transition
└─ ::view-transition-group(root)
   └─ ::view-transition-image-pair(root)
      ├─ ::view-transition-old(root)
      └─ ::view-transition-new(root)

其中：

旧视图保存在::view-transition-old(root)中
新视图保存在::view-transition-new(root)中

对于上述相册示例，挂载的伪元素树结构如下：

之所以要挂载一棵伪元素树，主要是因为两个原因：

开发者可以对微元素应用CSS规则

比如，上述两个保存了新/旧视图的截图的伪元素，类似于img标签，开发者可以对他们应用CSS动画，当新/旧视图切换时，实现自定义的过渡效果。

方便对整个页面中不同视图切换分组

比如，在上述相册示例中，视图切换的元素包括两部分：

新/旧视图之间的切换（下图红框部分）
新/旧图片名称的切换（下图绿框部分）

相册对应的HTML结构如下：

img标签对应视图部分（下图红框部分）
figcaption标签对应图片名称部分（下图绿框部分）

当我们为figcaption元素设置不同的view-transition-name：

figcaption {
  view-transition-name: figure-caption;
}

会得到一棵新的伪元素树，其中视图部分和图片名称部分伪元素是分离开的：

通过给页面中不同HTML元素定义不同的view-transition-name属性，就能独立控制这个元素是视图切换时的过渡效果。

与 React 的区别

浏览器原生的View Transitions API与React中的useTransition相比，谁更强大呢？

毫无疑问，前者更强大。

这是因为，对于View Transitions API，通过操作伪元素树，开发者可以自定义过渡效果（就像对img元素使用CSS过渡动画一样简单）。即使不使用CSS Transition，使用JS Transition也完全没问题。

document.startViewTransition方法会返回一个transition对象实例：

const transition = document.startViewTransition(() => {
  galleryImg.src = /* 新图片地址 */;
});

该实例包含了一系列视图切换生命周期对应的promise，比如：

ViewTransition.ready：伪元素树构造完成，准备开始过渡时
ViewTransition.finished：过渡效果完成后，此时新视图已经可以响应用户交互

而在React中，使用useTransition后，与其说完成的是视图切换，不如说完成的是：

首先，完成状态的切换
React内部再将状态变化映射到视图变化

本质来说，操作视图的是React，而不是开发者。所以，开发者很难控制过渡效果。

动效库Framer的作者认为，由于开发者很难控制并发更新的完整生命周期，所以很难在并发更新时表达animation效果：

简单来说就是，开发者很难为并发更新定制过渡效果（用CSS或JS）。

总结

可以认为，View Transitions API是比useTransition抽象程度更高、开发者可控性更高的API。useTransition能实现的，他可以。useTransition不能实现的，他也可以。

要说缺点，View Transitions API是Web平台独有的，而useTransition依赖React核心的并发更新能力，是跨端的。

当前，View Transitions API的兼容性并不好：

但是，一旦他变成可以大规模使用的API，那么其他前端框架只要接入他，就能轻松获得比React耗费大量精力实现的useTransition（以及底层的并发更新特性）更强大的视图切换能力。