React.js 内部工作原理完整指南：从代码到浏览器

React 彻底改变了我们构建用户界面的方式，但您是否想过，在编写 React 代码时，幕后究竟发生了什么？ 本指南将带您了解 React 内部工作原理的每个步骤，从编写 JSX 到在浏览器中查看最终结果。 在深入探讨 React 之前，我们先来快速了解一下 JavaScript 的内部工作原理。

第 1 章：JavaScript 内部工作原理 - 快速概览 在深入研究 React 之前，了解 JavaScript 背后的工作原理非常重要。

当你在浏览器中运行 JavaScript 时，它由 JavaScript 引擎（例如 Chrome 的 V8）执行。引擎首先将代码解析为抽象语法树 (AST)，然后使用即时 (JIT) 编译器将其转换为优化的机器码，以实现高效执行。 JavaScript 是单线程的，通过调用栈一次执行一个任务。API 调用、计时器或 DOM 事件等异步操作使用 Web API 和事件循环进行处理，允许任务在后台运行而不会阻塞主线程。 每个函数在其自己的执行上下文中运行，该上下文跟踪变量和作用域。这些上下文形成一个作用域链，从而实现闭包以及跨嵌套函数对变量的一致访问。 第 2 章：编写 React 组件 React 应用程序使用组件构建而成。组件是一些独立且可复用的代码片段，用于描述用户界面的外观。您可以将组件想象成乐高积木：每个组件都有特定的用途，并且可以与其他组件组合以创建复杂的结构。

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

return (

); } 这个简单的组件演示了几个关键的 React 概念： JSX、Props、State、Event Handlers。

现在让我们了解一下组件的生命周期： 每个 React 组件从创建到从 DOM 中移除，都会经历一系列阶段。这些阶段统称为组件生命周期，它们允许你在特定时间点运行代码，例如获取数据或清理资源。

1.Class 组件生命周期

挂载（创建）：当组件首次添加到 DOM 时。constructor () → 初始化状态和绑定方法 render() → 返回 JSX componentDidMount() → 在组件添加后运行

更新：当状态或属性发生变化时，触发重新渲染。render () → 创建更新的 UI componentDidUpdate() → 更新后运行

卸载：当组件从 DOM 中移除时。componentWillUnmount () → 清理任务，例如移除监听器

2. 功能组件生命周期（带 Hooks）

安装：第一次渲染后运行。 useEffect(() => { … }, []) 更新：每当依赖项发生变化时运行。 useEffect(() => { … }, [dependencies]) 卸载：在删除组件之前运行清理代码。 useEffect(() => { return () => { … } }, []) 第 3 章：JSX - JavaScript 和 HTML 之间的桥梁 JSX（JavaScript XML）是一种语法扩展，允许你直接在 JavaScript 中编写类似 HTML 的代码。虽然 JSX 看起来像 HTML，但它实际上是一种语法糖，可以转换为常规的 JavaScript 函数调用。

// This JSX code... const element =

Hello, World!

;

// ...becomes this JavaScript: const element = React.createElement( 'h1', { className: 'greeting' }, 'Hello, World!' ); React.createElement() 函数是 React 元素创建系统的核心。它接受三个参数：

类型：元素类型（HTML 元素的字符串，组件的函数） Props：包含属性和事件处理程序的对象 子项：子元素或文本内容 第 4 章：Babel 的实际功能 Babel 是一个 JavaScript 转译器，主要处理语法转换，例如将 JSX 或现代 ES6+ JavaScript 转换为浏览器可以理解的代码。其核心任务是：

解析：将代码转换为抽象语法树（AST） 转换：将 JSX 元素转换为 React.createElement() 调用 代码生成：输出与浏览器兼容的 JavaScript Polyfill 与旧版浏览器相关，但又相互独立。它们是一些代码片段，用于添加旧版浏览器中缺失的 JavaScript 功能（例如 Promise、Array.from、Object.assign）。Babel 可以通过“ @babel /preset-env”或 core-js 等工具注入 Polyfill，但 Polyfill 并非 Babel 的主要功能；它们是可选的，通常需要明确配置。

// Before Babel (what you write): function App() { return (

); }

// After Babel (what the browser receives): function App() { return React.createElement( 'div', null, React.createElement('h1', null, 'My App'), React.createElement(Button, { onClick: handleClick }, 'Click me!') ); } 第五章：Webpack – 模块打包器 在 Babel 转换代码之后，您仍然需要一种方法将所有 JavaScript、CSS 和图像文件打包成浏览器可以高效加载的内容。这就是 Webpack 的作用所在。

Webpack 的作用：

捆绑模块：将所有 JS 文件和依赖项合并到一个（或几个）捆绑文件中。 处理资产：可以使用加载器处理 CSS、图像、字体等。 优化代码：支持最小化、树形优化和代码拆分，使您的应用程序更快。 与插件一起使用：添加额外的功能，如 HTML 生成、环境变量和缓存。 简而言之，Babel 转换您的代码，然后 Webpack 将其打包在一起，以便浏览器可以理解并有效地运行您的应用程序。

第六章：虚拟 DOM - React 的秘密武器 虚拟 DOM 是 React 最具创新性的功能，它是真实 DOM 的轻量级内存表示。React 不会直接操作浏览器的 DOM（这很慢），而是在 JavaScript 内存中创建并维护一个虚拟副本。

虚拟 DOM 过程涉及几个步骤：​

初始渲染：React 创建一个完整的虚拟 DOM 树来代表整个 UI 状态变化：当数据发生变化时，React 会创建一个新的虚拟 DOM 树 差异：React 将新树与前一棵树进行比较 协调：仅将差异应用于真实 DOM 协调算法 React 的协调算法使虚拟 DOM 更加高效。它使用复杂的 diffing 过程来最小化 DOM 更新：

元素类型比较：如果两个元素具有不同的类型（例如 vs ），React 会拆除旧树并从头开始构建一棵新树。 相同类型元素：对于相同类型的元素，React 保持相同的 DOM 节点，并且只更新更改的属性。 列表协调：React 使用 key prop 来识别列表中哪些项目已更改、已添加或已删除，从而使更新更加高效。 第七章：React Fiber - 现代引擎 React Fiber 是 React 核心算法的完全重写，于 React 16 中引入。它通过启用增量渲染解决了原始“堆栈协调器”的局限性。​​

Fiber 的必要性 最初的 React 协调器存在一个问题：它是同步工作的，这意味着一旦它开始更新 UI，就无法被中断。对于复杂的应用程序来说，这可能会导致浏览器卡住，使应用程序感觉无响应。Fiber 通过以下方式解决了这个问题：

将工作分解成单元：每个组件更新都成为一个可以暂停和恢复的工作单元 优先更新：用户交互比后台更新具有更高的优先级 启用并发功能：可以同时进行多个更新 Fiber 架构 应用程序中的每个组件都对应一个 Fiber 节点 - 一个包含以下内容的 JavaScript 对象：

类型：组件类型 Props：组件的属性 状态：组件的内部状态 子/兄弟指针：指向其他 Fiber 节点的链接 这些 Fiber 节点形成一个 Fiber 树，反映了您的组件层次结构，使 React 能够有效地遍历和更新组件。

第 8 章：状态管理和数据流 React 遵循单向数据流。 数据通过 props 从父组件向下流向子组件， 而更改则通过回调函数向上流动。State 与 Prop

状态：

组件内部 可以由组件本身修改 更改触发重新渲染 使用 useState（功能）或 setState（类）进行管理 道具：

从父组件传递的外部数据 在接收组件内只读 实现组件可重用性 可以包括儿童 更改来自父组件 第 9 章：完整的 React 渲染过程 让我们把所有内容放在一起，看看运行 React 应用程序时会发生什么。

步骤 1：构建过程

您可以使用 JSX 和现代 JavaScript 编写 React 组件。 Babel 将您的代码转换为 React.createElement() 调用。 Webpack（或其他捆绑器）为浏览器打包所有文件。 步骤2：初始渲染

React 创建代表您的 UI 的初始虚拟 DOM 树。 协调器将虚拟 DOM 转换为真实的 DOM 元素。 浏览器显示您的应用程序。 步骤3：用户交互和更新

当用户与您的应用进行交互（点击、输入等）时， 状态更新通过 setState 或 hook 更新程序触发。 React 使用 Fiber 的调度程序安排重新渲染。 创建一个新的虚拟 DOM 树。 差异算法比较新旧虚拟 DOM 树。 协调器仅对真实 DOM 应用必要的最小更改。 浏览器仅更新 UI 中发生变化的部分。 步骤 4：光纤工作环

React Fiber 将工作分解为可以暂停和恢复的单元。 首先处理高优先级更新（如用户输入）。 不太紧急的工作会暂停并稍后完成，以保持应用程序的响应。 简而言之，React 转换您的代码→构建虚拟表示→使用协调和 Fiber 高效更新浏览器→保持您的 UI 快速且响应迅速。

第 10 章：性能优化 React 包含几个内置优化功能，可让您的应用程序运行更快：

批量更新 React 会自动批量处理同一事件处理程序中发生的多个状态更新，从而减少重新渲染的次数。​ 组件记忆化 React 可以使用 React.memo() 和 useMemo() 等技术，在组件的 props 没有改变时跳过重新渲染组件。 可以使用 React.lazy() 和 Suspense 按需加载延迟加载组件，从而减少初始包的大小。 总结 现在，我们已经完成了从编写 JSX 到在浏览器中查看应用的整个过程，您应该对幕后发生的事情有了清晰的了解。React 不仅仅是魔法，它是一个精心设计的系统，它使用 Babel 转换代码，使用 Webpack 打包代码，使用 Virtual DOM 和 Fiber 保持快速更新，并使用 state 和 props 管理数据流。

理解这一点会给你带来巨大的优势。你可以编写更简洁的代码，更智能地调试，甚至像专业人士一样优化你的应用。

所以，下次你点击“保存”并看到 UI 更新时，请花点时间欣赏一下后台发生的一系列流程。你对这个内部流程了解得越多，你作为一名 React 开发者就会越强大、越自信。

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