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// 捕获阶段 // 从 window - document - html - body - div#root - button#myButton // 检查是否有addEventListener(..., true)的监听器并执行 // 目标阶段 // 在 button#myButton 上执行事件监听器 // 冒泡阶段 // 从 button#myButton - div#root - body - html - document - window // 检查是否有addEventListener(..., false)的监听器并执行 }浏览器事件循环 (Event Loop) 在此阶段扮演关键角色。它是一个持续运行的循环负责处理任务队列中的宏任务MacroTask如脚本执行、定时器、I/O、UI渲染和微任务MicroTask如Promise回调、MutationObserver。原生事件的派发通常被视为一个宏任务的触发。第二章React事件系统从原生到合成微秒级React并没有直接将原生DOM事件绑定到每个组件实例上。这样做会在大型应用中创建数以万计的事件监听器导致严重的内存和性能开销。相反React实现了一套高效的事件委托Event Delegation机制。根节点监听器 (约 100 ns – 1 µs): 当React应用首次渲染时它会在应用的根DOM节点通常是document或ReactDOM.createRoot指定的容器上注册一个或少数几个统一的原生事件监听器例如click、keydown、keyup等。// React内部伪代码根节点事件注册 const rootContainer document.getElementById(root); // 或 document rootContainer.addEventListener(keydown, ReactEventSystem.dispatchEvent, false); // ... 对其他事件类型也进行类似注册这些监听器在冒泡阶段触发这意味着它们能够捕获到所有从子元素冒泡上来的原生事件。事件池化 (Event Pooling) (约 50 ns – 200 ns): 为了进一步优化性能React对SyntheticEvent对象进行了池化。这意味着SyntheticEvent对象不是每次事件发生时都创建新的而是从一个预分配的对象池中取出填充事件数据使用完毕后清空并归还到池中供下次复用。这显著减少了垃圾回收的压力。// React内部伪代码事件池化 const eventPool []; // 存储可复用的SyntheticEvent对象 function acquireSyntheticEvent(nativeEvent) { let syntheticEvent eventPool.pop(); if (!syntheticEvent) { syntheticEvent new SyntheticEvent(); // 首次创建或池空时创建 } syntheticEvent.nativeEvent nativeEvent; // ... 填充其他属性 return syntheticEvent; } function releaseSyntheticEvent(syntheticEvent) { syntheticEvent.nativeEvent null; // ... 清空其他属性 eventPool.push(syntheticEvent); }合成事件 (SyntheticEvent) 的创建 (约 200 ns – 1 µs): 当原生事件冒泡到React注册在根节点上的监听器时React的事件系统会被激活。它会创建一个SyntheticEvent对象。这个合成事件是对原生事件的跨浏览器封装提供了统一的API抹平了不同浏览器之间的差异。// ReactEventSystem.dispatchEvent 内部 function dispatchEvent(nativeEvent) { // 阻止默认行为如果需要 // nativeEvent.preventDefault(); // 获取或创建 SyntheticEvent const syntheticEvent acquireSyntheticEvent(nativeEvent); // 查找目标Fiber节点 let targetFiber findReactFiberFromNativeEvent(nativeEvent); syntheticEvent._targetInst targetFiber; // 存储目标Fiber实例 // 收集所有需要执行的React事件监听器捕获和冒泡 const listeners collectEventListeners(targetFiber, nativeEvent.type, nativeEvent.eventPhase); // 模拟事件派发 triggerEventHandlers(syntheticEvent, listeners); // 将 SyntheticEvent 归还到池中 releaseSyntheticEvent(syntheticEvent); }SyntheticEvent看起来与原生事件非常相似但它有一些关键的区别标准化提供统一的事件接口。性能通过事件委托和事件池化优化。跨浏览器抹平浏览器差异。生命周期在事件回调执行后所有SyntheticEvent属性都会被清空并重置因此不能异步访问其属性。如果需要必须使用event.persist()。// 你的React组件 function MyButton() { const handleClick (event) { console.log(Button clicked!, event.type); // keydown console.log(Key:, event.key); // Enter // console.log(Native event:, event.nativeEvent); // 原始的 KeyboardEvent // 如果需要异步访问 event必须调用 event.persist() // event.persist(); setTimeout(() { // console.log(event.key); // 如果没有persist()这里会是null }, 0); }; return button onKeyDown{handleClick}Press Enter/button; }模拟事件派发 (约 1 µs – 10 µs): React的事件系统会根据DOM结构实际上是Fiber树结构模拟原生事件的捕获和冒泡过程。它会找到与原生事件目标DOM元素对应的Fiber节点然后向上遍历Fiber树收集所有onKeyDownCapture和onKeyDown等事件监听器并按顺序执行它们。事件类型映射表原生事件类型React合成事件属性keydownonKeyDownkeyuponKeyUpclickonClickfocusonFocusbluronBlur……这个阶段的关键是findReactFiberFromNativeEvent函数它通过DOM元素的内部属性如__reactFiber$或_reactInternalInstance找到对应的Fiber节点。第三章事件处理与状态更新的触发微秒级当您的组件中定义的事件处理函数被执行时我们进入了React的核心数据流阶段。事件处理函数执行 (约 100 ns – 1 µs): 您的onKeyDown处理函数被调用并接收到SyntheticEvent对象作为参数。function MyButton() { const [count, setCount] React.useState(0); const handleKeyDown (event) { if (event.key Enter) { console.log(Enter pressed, updating count...); setCount(prevCount prevCount 1); // 触发状态更新 } }; return button onKeyDown{handleKeyDown}Count: {count}/button; }setState/useState调度更新 (约 1 µs – 5 µs): 当setCount函数被调用时它并不会立即重新渲染组件。相反它会做几件事更新组件内部状态setCount会将新的count值记录在组件对应的Fiber节点的memoizedState上。标记Fiber节点为脏 (Dirty)它会将当前组件的Fiber节点标记为Update状态表明它需要被重新渲染。调度更新最重要的是它会通过scheduleUpdateOnFiber函数将这个更新请求添加到React的调度器中。// React内部伪代码useState 触发更新 function useState(initialState) { const [hookState, setHookState] readStateFromFiber(); const setState (newState) { // ... 更新内部 state const currentFiber getCurrentFiber(); // 获取当前组件的Fiber markFiberForUpdate(currentFiber, newState); // 标记Fiber scheduleUpdateOnFiber(currentFiber, lane); // 调度更新 }; return [hookState, setState]; }批处理 (Batching) (约 1 µs – 10 µs): React在默认情况下会对在同一个事件循环任务中例如一个事件处理函数内部发生的多个状态更新进行批处理。这意味着即使你在一个事件处理函数中调用了多次setCount或setStateReact也只会在所有这些更新完成后才触发一次重新渲染。这极大地提高了性能避免了不必要的重复渲染。const handleClick () { setCount(c c 1); setCount(c c 1); // 两次更新会被批处理最终 count 只增加 1 console.log(Click handler finished.); }; // 在 React 18 之前只有在 React 事件处理函数中才自动批处理。 // 在 setTimeout 或 Promise 回调中需要手动使用 unstable_batchedUpdates。 // React 18 开始所有更新包括 setTimeout, Promise, 浏览器事件等都会自动批处理。对于React 18之前的版本如果需要在非React事件环境中强制批处理可以使用ReactDOM.unstable_batchedUpdatesimport { unstable_batchedUpdates } from react-dom; const handleOutsideClick () { unstable_batchedUpdates(() { setCount(c c 1); setAnotherState(s s 1); }); // 这两个更新会被批处理成一次渲染 };优先级与调度器 (Scheduler) (约 10 µs – 100 µs): React 16.8 引入的Concurrent Mode并发模式和Scheduler调度器是此阶段的核心。scheduleUpdateOnFiber不会立即开始渲染而是将更新请求以及其优先级Lane提交给React的调度器。Lane (车道)React使用Lane来表示更新的优先级。例如用户交互如点击的更新优先级高于后台数据加载的更新。Scheduler调度器是一个独立的模块它利用浏览器提供的requestIdleCallback(或MessageChannel模拟) 来在浏览器空闲时执行工作或者利用requestAnimationFrame来处理高优先级、同步的更新。调度器会根据任务的优先级和浏览器是否有空闲时间来决定何时开始或继续执行渲染工作。高优先级的更新可以中断低优先级的更新。// React Scheduler 伪代码 function scheduleUpdateOnFiber(fiber, lane) { markContainerNeedsUpdate(fiber.stateNode.containerInfo, lane); // 标记根节点需要更新 ensureRootIsScheduled(fiber.stateNode.containerInfo); // 确保根节点被调度 } function ensureRootIsScheduled(root) { // 根据最高优先级决定是立即执行同步还是异步调度 if (lane SyncLane) { performSyncWorkOnRoot(root); // 同步执行例如在事件回调中 } else { scheduleCallback(lane, performConcurrentWorkOnRoot.bind(null, root)); // 异步调度 } }第四章Fiber 节点的协调Render Phase—— 构建工作树微秒级到毫秒级一旦调度器决定开始执行更新React就进入了Render Phase (渲染阶段)也称为Reconciliation (协调)。这个阶段的主要任务是构建一棵新的工作中的Fiber树Work-in-Progress Tree并找出与当前DOM树由当前Fiber树 Current Tree表示的差异。工作循环 (Work Loop) 的启动 (约 10 µs – 100 µs): 调度器调用performSyncWorkOnRoot或performConcurrentWorkOnRoot来启动工作循环。这个循环会遍历Fiber树执行组件的渲染逻辑。// React内部伪代码工作循环 function performConcurrentWorkOnRoot(root) { // ... 设置全局状态如当前工作根节点 workInProgressRoot root; workInProgressFiber root.current; // 从当前树的根节点开始 nextUnitOfWork workInProgressFiber; // 下一个工作单元 while (nextUnitOfWork ! null !shouldYieldToHost()) { nextUnitOfWork performUnitOfWork(nextUnitOfWork); // 执行工作单元 } // 如果工作被中断保存进度等待下次调度 // 如果工作完成进入 Commit 阶段 if (nextUnitOfWork null) { // ... 准备进入 Commit 阶段 scheduleCommit(root); } else { // ... 重新调度剩余工作 scheduleCallback(remainingLane, performConcurrentWorkOnRoot.bind(null, root)); } }Fiber 树的遍历与工作单元 (约 1 µs – 100 µs/Fiber节点): React的协调过程是深度优先遍历。每个Fiber节点都会成为一个“工作单元”。performUnitOfWork函数是核心。beginWork(向下遍历): 对于每个Fiber节点beginWork函数会被调用。它的职责是克隆当前的Fiber节点创建新的workInProgressFiber节点。应用状态更新 (setState/useState) 和props变化。调用函数组件或类组件的render方法生成新的JSX元素ReactElement。比较新的JSX元素与当前Fiber节点的子节点生成新的子Fiber节点Reconciliation算法。这是“diffing”的核心所在。为新的子Fiber节点设置return(父节点) 指针。返回第一个子Fiber节点作为下一个工作单元。// React内部伪代码beginWork function beginWork(current, workInProgress, renderLanes) { // 1. 如果是更新尝试复用 current Fiber 的 props/state // 2. 处理 Hooks (useState, useEffect等) // 3. 调用组件 render 方法或函数组件体 if (workInProgress.tag FunctionComponent) { const Component workInProgress.type; const props workInProgress.pendingProps; const children renderWithHooks(current, workInProgress, Component, props, renderLanes); // 协调子元素 reconcileChildren(current, workInProgress, children, renderLanes); } else if (workInProgress.tag HostComponent) { // 例如 div, button const children workInProgress.pendingProps.children; reconcileChildren(current, workInProgress, children, renderLanes); } // ... 处理其他 Fiber 类型 return workInProgress.child; // 返回第一个子节点 }Reconciliation (协调算法): 这是React的“diffing”算法所在。它主要关注类型比较如果新旧元素的类型不同则销毁旧组件及其子树并创建新组件。Key 比较通过key属性识别元素的移动、新增或删除提高列表渲染效率。属性比较只更新发生变化的DOM属性。completeWork(向上归并): 当一个Fiber节点的所有子节点都处理完毕后completeWork函数会被调用。它的职责是将当前Fiber节点的子节点的副作用side-effects合并到自己身上。为DOM节点生成实际的DOM操作指令如UPDATE_TEXT、INSERT_CHILD、DELETE_CHILD等并存储在Fiber节点的flags属性中。如果当前Fiber是HostComponent如div它会创建或更新对应的真实DOM节点并计算需要应用的属性差异。返回当前Fiber节点的兄弟节点。如果没有兄弟节点则返回父节点继续向上归并。// React内部伪代码completeWork function completeWork(current, workInProgress, renderLanes) { // 1. 对于 HostComponent创建/更新真实 DOM 节点 // 2. 计算 DOM 属性差异并标记副作用flags if (workInProgress.tag HostComponent) { const instance workInProgress.stateNode; // 真实 DOM 节点 if (instance null) { // 首次渲染创建 DOM 节点 instance createInstance(workInProgress.type, workInProgress.pendingProps); appendAllChildren(instance, workInProgress); // 将子节点追加到 DOM } else if (current ! null) { // 更新现有 DOM 节点 updateHostComponent(current, workInProgress, instance, newProps, oldProps); } workInProgress.stateNode instance; } // 3. 将子 Fiber 节点的副作用标记向上冒泡 bubbleProperties(workInProgress); return null; // 表示当前节点工作完成向上归并 }副作用标记 (Flags) (约 100 ns – 1 µs/Fiber节点): 在completeWork阶段如果一个Fiber节点需要进行DOM操作例如它的属性发生了变化或者它的子节点被添加/删除React会在该Fiber节点上设置一个或多个flags。这些flags指示了在Commit阶段需要执行的具体操作。Fiber 节点的关键属性属性名类型描述tagnumberFiber的类型如FunctionComponent,ClassComponent,HostComponent等typefunction/string对应组件的类型如MyComponent函数或div字符串stateNodeobject/null对应组件实例类组件或真实DOM节点HostComponentreturnFiber指向父Fiber节点childFiber指向第一个子Fiber节点siblingFiber指向下一个兄弟Fiber节点pendingPropsobject新的props等待应用memoizedPropsobject上一次成功渲染的propsupdateQueueobject存储setState等更新的队列memoizedStateobject上一次成功渲染的state对于Hooks存储Hooks链表alternateFiber指向旧的Fiber节点当前树中的对应节点用于比较flagsnumber副作用标记如Update,Placement,Deletion,Callback等指示Commit阶段需要执行的操作lanesnumber表示此Fiber节点上存在的更新的优先级这个阶段不会对DOM进行任何实际操作只是纯粹的计算和标记。这是React并发模式的关键渲染阶段是可中断的。第五章提交阶段Commit Phase—— 副作用的执行与DOM更新微秒级到毫秒级当整个Render Phase完成即新的工作树workInProgresstree构建完毕并且所有的副作用flags都已收集和标记后React就进入了Commit Phase (提交阶段)。这个阶段是不可中断的它会同步地执行所有DOM操作和生命周期方法。commitRoot入口 (约 10 µs – 100 µs):commitRoot是Commit阶段的入口点。它会分三个子阶段遍历工作树执行不同的副作用。// React内部伪代码commitRoot function commitRoot(root) { // ... 执行 beforeMutationLayoutEffects commitBeforeMutationEffects(root); // ... 执行 DOM 变动 commitMutationEffects(root); // ... 执行 layoutEffects (useLayoutEffect, componentDidMount/Update) commitLayoutEffects(root); // ... 将 workInProgress tree 切换为 current tree root.current root.workInProgress; // ... 清理和调度后续工作 // ... 触发 useEffect schedulePassiveEffects(root); // 调度 useEffect }beforeMutationLayoutEffects(DOM变动前) (约 1 µs – 10 µs/Fiber节点):这个阶段会遍历所有带有Snapshotflag 的Fiber节点。它会执行类组件的getSnapshotBeforeUpdate生命周期方法。此方法允许组件在DOM实际更新之前获取一些DOM信息如滚动位置这些信息会在componentDidUpdate中使用。这个阶段在DOM实际变动之前同步执行。commitMutationEffects(DOM变动) (约 1 µs – 50 µs/DOM操作):这是进行实际DOM操作的阶段。它会遍历所有带有Placement(插入)、Update(更新)、Deletion(删除) 等flags的Fiber节点。插入 (Placement): 将新的DOM节点插入到DOM树中。更新 (Update): 更新现有DOM节点的属性例如className、style、value等。对于文本节点直接更新其nodeValue。删除 (Deletion): 从DOM树中移除不再需要的DOM节点。这个阶段是性能最关键的部分之一React会尽可能地批量处理DOM操作减少回流reflow和重绘repaint的次数。// React内部伪代码commitMutationEffects function commitMutationEffects(root) { // 深度优先遍历具有副作用的 Fiber 节点 forEachFiberWithEffect(root.workInProgress, (fiber) { if (fiber.flags Placement) { // 将 fiber.stateNode (真实 DOM) 插入到父 DOM 节点中 commitPlacement(fiber); } if (fiber.flags Update) { // 更新 fiber.stateNode 的属性 commitUpdate(fiber, fiber.stateNode); } if (fiber.flags Deletion) { // 移除 fiber.stateNode commitDeletion(fiber); } // ... 处理其他 DOM 副作用 }); }commitLayoutEffects(DOM变动后同步) (约 1 µs – 10 µs/Fiber节点):这个阶段会遍历所有带有Layoutflag 的Fiber节点。执行useLayoutEffectHook。执行类组件的componentDidMount和componentDidUpdate生命周期方法。这些效果都是在DOM更新后但浏览器进行下一次绘制之前同步触发的。这使得它们适合进行DOM测量如获取元素尺寸或位置因为此时DOM已经是最新的。schedulePassiveEffects(DOM变动后异步) (约 10 µs – 100 µs):这个阶段会调度执行所有带有Passiveflag 的Fiber节点。执行useEffectHook。useEffect是在Commit阶段完成后并且浏览器已经完成绘制之后在一个单独的、低优先级的任务中异步执行的。这避免了阻塞浏览器渲染使其适合进行网络请求、订阅、设置定时器等不涉及DOM测量或阻塞渲染的操作。Commit 阶段总结表子阶段执行时机主要任务相关API/HookbeforeMutationLayoutEffectsDOM实际变动前同步读取DOM快照getSnapshotBeforeUpdatecommitMutationEffectsDOM实际变动中同步执行所有DOM插入、更新、删除操作–commitLayoutEffectsDOM实际变动后浏览器绘制前同步执行需要DOM测量或同步副作用的操作useLayoutEffect,componentDidMount,componentDidUpdateschedulePassiveEffectsDOM实际变动后浏览器绘制后异步调度执行不阻塞渲染的副作用如数据获取、订阅、定时器等useEffectcurrent树切换 (约 10 ns – 100 ns): 最后React会将workInProgressFiber树标记为新的currentFiber树完成这一次更新的切换。旧的current树现在成为alternate则等待下一次更新时被复用或回收。第六章浏览器渲染管线从DOM到像素毫秒级React完成了其内部的协调与DOM更新后控制权回到了浏览器。浏览器接收到DOM的修改通知后会启动其渲染管线将最新的DOM状态转化为屏幕上的像素。样式计算 (Recalculate Style) (约 1 ms – 10 ms): 浏览器首先会根据CSS选择器计算每个元素的最终样式。这涉及到解析CSS、构建CSSOM (CSS Object Model) 树并将其与DOM树结合。布局 (Layout/Reflow) (约 1 ms – 50 ms): 如果DOM结构、元素尺寸或位置发生变化浏览器需要重新计算所有受影响元素的几何信息宽度、高度、位置。这个过程称为“布局”或“回流”。布局操作通常是性能开销最大的操作之一因为它可能导致整个文档树的重新计算。绘制 (Paint/Repaint) (约 1 ms – 20 ms): 布局完成后浏览器会根据元素的几何信息和计算出的样式将元素的像素内容绘制到屏幕上。这包括文本、颜色、边框、阴影、背景等。这个过程称为“绘制”或“重绘”。绘制是在多个层上进行的。合成 (Composite) (约 1 ms – 10 ms): 现代浏览器会将页面内容分成多个层layers。这些层被分别绘制然后由GPU合成到最终的屏幕图像上。合成是性能最好的操作因为它通常可以在GPU上并行执行并且不涉及布局或绘制。浏览器事件循环与requestAnimationFrame: 浏览器的事件循环会不断检查任务队列。UI渲染通常在事件循环的每个循环中在执行完所有同步JavaScript和微任务之后以及在requestAnimationFrame回调之后进行。requestAnimationFrame是浏览器提供的API用于在浏览器下一次重绘之前执行回调函数。它被广泛用于动画确保动画与浏览器绘制同步避免丢帧。React的调度器在高优先级任务时也会利用它。// 浏览器内部循环的简化模型 function browserEventLoop() { while (true) { // 1. 执行一个宏任务 (如 setTimeout, I/O, UI事件回调) executeNextMacroTask(); // 2. 执行所有微任务 (如 Promise.then, MutationObserver) executeAllMicroTasks(); // 3. 检查是否有 requestAnimationFrame 回调并执行 if (shouldRunAnimationFrameCallbacks()) { runAnimationFrameCallbacks(); } // 4. 检查是否有 DOM 变动并执行渲染管线 if (shouldRender()) { recalculateStyle(); layout(); paint(); composite(); } } }总结高性能的编织艺术从键盘的物理敲击到屏幕像素的最终呈现这纳秒级的全路径是一场由硬件、操作系统、浏览器和React框架共同编织的精密舞蹈。React通过其合成事件系统、事件委托、批处理、Fiber架构的协调阶段和分阶段的提交将JavaScript世界的组件抽象与浏览器原生DOM操作紧密结合并在此过程中尽可能地优化性能提供流畅的用户体验。理解这条路径的每一个环节不仅能帮助我们更深入地掌握React的工作原理更能指导我们编写出更高效、更健壮的React应用。这是一门将复杂性隐藏在优雅API之下却在底层追求极致性能的艺术。