React 应用也是前端应用,如果之前你知道一些前端项目普适的性能优化手段,比如资源加载过程中的优化、减少重绘与回流、服务端渲染、启用 CDN 等,那么这些手段对于 React 来说也是同样奏效的。
不过对于 React 项目来说,它有一个区别于传统前端项目的重要特点,就是以 React 组件的形式来组织逻辑:组件允许我们将 UI 拆分为独立可复用的代码片段,并对每个片段进行独立构思。因此,除了前面所提到的普适的前端性能优化手段之外,React 还有一些充满了自身特色的性能优化思路,这些思路基本都围绕“组件性能优化”这个中心思想展开。本讲我将带你认识其中最关键的 3 个思路:
1. 使用 shouldComponentUpdate 规避冗余的更新逻辑
2. PureComponent + Immutable.js
3. React.memo 与 useMemo
注:这 3 个思路同时也是 React 面试中“性能优化”这一环的核心所在。大家在回答类似题目的时候,不管其他的细枝末节的优化策略能不能想起来,以上三点一定要尽量答全。
1. 朴素思路:善用 shouldComponentUpdate
shouldComponentUpdate 是 React 类组件的一个生命周期。关于 shouldComponentUpdate 是什么,我们已经在第 02 讲有过介绍,这里先简单复习一下。
shouldComponentUpdate 的调用形式如下:
shouldComponentUpdate(nextProps, nextState)
render 方法由于伴随着对虚拟 DOM 的构建和对比,过程可以说相当耗时。而在 React 当中,很多时候我们会不经意间就频繁地调用了 render。为了避免不必要的 render 操作带来的性能开销,React 提供了 shouldComponentUpdate 这个钩子。React 组件会根据 shouldComponentUpdate 的返回值,来决定是否执行该方法之后的生命周期,进而决定是否对组件进行 re-render(重渲染)。
shouldComponentUpdate 的默认值为 true,也就是说 “无条件 re-render”。在实际的开发中,我们往往通过手动往 shouldComponentUpdate 中填充判定逻辑,来实现“有条件的 re-render”。
接下来我们通过一个 Demo,来感受一下 shouldComponentUpdate 到底是如何解决问题的。在这个 Demo 中会涉及 3 个组件:子组件 ChildA、ChildB 及父组件 App 组件。
首先我们来看两个子组件的代码,这里为了尽量简化与数据变更无关的逻辑,ChildA 和 ChildB 都只负责从父组件处读取数据并渲染,它们的编码分别如下所示。
ChildA.js:
import React from "react";
export default class ChildA extends React.Component {render() {console.log("ChildA 的render方法执行了");return (<div className="childA">子组件A的内容:{this.props.text}</div>);}
}
ChildB.js:
import React from "react";
export default class ChildB extends React.Component {render() {console.log("ChildB 的render方法执行了");return (<div className="childB">子组件B的内容:{this.props.text}</div>);}
}
在共同的父组件 App.js 中,会将 ChildA 和 ChildB 组合起来,并分别向其中注入数据:
import React from "react";
import ChildA from './ChildA'
import ChildB from './ChildB'
class App extends React.Component {state = {textA: '我是A的文本',textB: '我是B的文本'}changeA = () => {this.setState({textA: 'A的文本被修改了'})}changeB = () => {this.setState({textB: 'B的文本被修改了'})}render() {return (<div className="App"><div className="container"><button onClick={this.changeA}>点击修改A处的文本</button><button onClick={this.changeB}>点击修改B处的文本</button><ul><li><ChildA text={this.state.textA} /></li><li><ChildB text={this.state.textB} /></li></ul></div></div>);}
}
export default App
App 组件最终渲染到界面上的效果如下图所示,两个子组件在图中分别被不同颜色的标注圈出:
通过点击左右两个按钮,我们可以分别对 ChildA 和 ChildB 中的文案进行修改。
由于初次渲染时,两个组件的 render 函数都必然会被触发,因此控制台在挂载完成后的输出内容如下图所示:
接下来我点击左侧的按钮,尝试对 A 处的文本进行修改。我们可以看到界面上只有 A 处的渲染效果发生了改变,如下图箭头处所示:
但是如果我们打开控制台,会发现输出的内容如下图所示:
这样的输出结果告诉我们,在刚刚的点击动作后,不仅 ChildA 的 re-render 被触发了,ChildB 的 re-render 也被触发了。
在 React 中,只要父组件发生了更新,那么所有的子组件都会被无条件更新。这就导致了 ChildB 的 props 尽管没有发生任何变化,它本身也没有任何需要被更新的点,却还是会走一遍更新流程。
注:同样的情况也适用于组件自身的更新:当组件自身调用了 setState 后,那么不管 setState 前后的状态内容是否真正发生了变化,它都会去走一遍更新流程。
而在刚刚这个更新流程中,shouldComponentUpdate 函数没有被手动定义,因此它将返回“true”这个默认值。“true”则意味着对更新流程不作任何制止,也即所谓的“无条件 re-render”。在这种情总况下,我们就可以考虑使用 shouldComponentUpdate 来对更新过程进行管控,避免没有意义的 re-render 发生。
现在我们就可以为 ChildB 加装这样一段 shouldComponentUpdate 逻辑:
shouldComponentUpdate(nextProps, nextState) {// 判断 text 属性在父组件更新前后有没有发生变化,若没有发生变化,则返回 falseif (nextProps.text === this.props.text) {return false}// 只有在 text 属性值确实发生变化时,才允许更新进行下去return true
}
在这段逻辑中,我们对 ChildB 中的可变数据,也就是 this.props.text 这个属性进行了判断。
这样,当父组件 App 组件发生更新、进而试图触发 ChildB 的更新流程时,shouldComponentUpdate 就会充当一个“守门员”的角色:它会检查新下发的 props.text 是否和之前的值一致,如果一致,那么就没有更新的必要,直接返回“false”将整个 ChildB 的更新生命周期中断掉即可。只有当 props.text 确实发生变化时,它才会“准许” re-render 的发生。
在 shouldComponentUpdate 的加持下,当我们再次点击左侧按钮,试图修改 ChildA 的渲染内容时,控制台的输出就会变成下图这样:
我们看到,控制台中现在只有 ChildA 的 re-render 提示。ChildB “稳如泰山”,成功躲开了一次多余的渲染。
使用 shouldComponentUpdate 来调停不必要的更新,避免无意义的 re-render 发生,这是 React 组件中最基本的性能优化手段,也是最重要的手段。许多看似高级的玩法,都是基于 shouldComponentUpdate 衍生出来的。我们接下来要讲的 PureComponent,就是这类玩法中的典型。
2. 进阶玩法:PureComponent + Immutable.js
2.1. PureComponent:提前帮你安排好更新判定逻辑
shouldComponentUpdate 虽然一定程度上帮我们解决了性能方面的问题,但每次避免 re-render,都要手动实现一次 shouldComponentUpdate,未免太累了。作为一个不喜欢重复劳动的前端开发者来说,在写了不计其数个 shouldComponentUpdate 逻辑之后,难免会怀疑人生,进而发出由衷的感叹-“这玩意儿要是能内置到组件里该多好啊!”。
哪里有需求,哪里就有产品。React 15.3 很明显听到了开发者的声音,它新增了一个叫 PureComponent 的类,恰到好处地解决了“程序员写 shouldComponentUpdate 写出腱鞘炎”这个问题。
PureComponent 与 Component 的区别点,就在于它内置了对 shouldComponentUpdate 的实现:PureComponent 将会在 shouldComponentUpdate 中对组件更新前后的 props 和 state 进行浅比较,并根据浅比较的结果,决定是否需要继续更新流程。
“浅比较”将针对值类型数据对比其值是否相等,而针对数组、对象等引用类型的数据则对比其引用是否相等。
在我们开篇的 Demo 中,若把 ChildB 的父类从 Component 替换为 PureComponent(修改后的代码如下所示),那么无须手动编写 shouldComponentUpdate,也可以达到同样避免 re-render 的目的。
import React from "react";
export default class ChildB extends React.PureComponent {render() {console.log("ChildB 的render方法执行了");return (<div className="childB">子组件B的内容:{this.props.text}</div>);}
}
此时再去修改 ChildA 中的文本,我们会发现 ChildB 同样不受影响。点击左侧按钮后,控制台对应的输出内容如下图高亮处所示:
在值类型数据这种场景下,PureComponent 可以说是战无不胜。但是如果数据类型为引用类型,那么这种基于浅比较的判断逻辑就会带来这样两个风险:
1. 若数据内容没变,但是引用变了,那么浅比较仍然会认为“数据发生了变化”,进而触发一次不必要的更新,导致过度渲染;
2. 若数据内容变了,但是引用没变,那么浅比较则会认为“数据没有发生变化”,进而阻断一次更新,导致不渲染;
怎么办呢?Immutable.js 来帮忙!
2.2. Immutable:“不可变值”让“变化”无处遁形
PureComponent 浅比较带来的问题,本质上是对“变化”的判断不够精准导致的。那有没有一种办法,能够让引用的变化和内容的变化之间,建立一种必然的联系呢?
这就是 Immutable.js 所做的事情。
Immutable 直译过来是“不可变的”,顾名思义,Immutable.js 是对“不可变值”这一思想的贯彻实践。它在 2014 年被 Facebook 团队推出,Facebook 给它的定位是“实现持久性数据结构的库”。所谓“持久性数据”,指的是这个数据只要被创建出来了,就不能被更改。我们对当前数据的任何修改动作,都会导致一个新的对象的返回。这就将数据内容的变化和数据的引用严格地关联了起来,使得“变化”无处遁形。
这里我用一个简单的例子,来演示一下 Immutable.js 的效果。请看下面代码:
// 引入 immutable 库里的 Map 对象,它用于创建对象
import { Map } from 'immutable'
// 初始化一个对象 baseMap
const baseMap = Map({name: '泰迪',career: '前端',age: 99
})
// 使用 immutable 暴露的 Api 来修改 baseMap 的内容
const changedMap = baseMap.set({age: 100
})
// 我们会发现修改 baseMap 后将会返回一个新的对象,这个对象的引用和 baseMap 是不同的
console.log('baseMap === changedMap', baseMap === changedMap)
由此可见,PureComonent 和 Immutable.js 真是一对好基友!在实际的开发中,我们也确实经常左手 PureComonent,右手 Immutable.js,研发质量大大地提升呀!
值得注意的是,由于 Immutable.js 存在一定的学习成本,并不是所有场景下都可以作为最优解被团队采纳。因此,一些团队也会基于 PureComonent 和 Immutable.js 去打造将两者结合的公共类,通过改写 setState 来提升研发体验,这也是不错的思路。
3. 函数组件的性能优化:React.memo 和 useMemo
以上咱们讨论的都是类组件的优化思路。那么在函数组件中,有没有什么通用的手段可以阻止“过度 re-render”的发生呢?
接下来我们就一起认识一下“函数版”的 shouldComponentUpdate/Purecomponent - React.memo。
3.1. React.memo:“函数版”shouldComponentUpdate/PureComponent
React.memo 是 React 导出的一个顶层函数,它本质上是一个高阶组件,负责对函数组件进行包装。基本的调用姿势如下面代码所示:
import React from "react";
// 定义一个函数组件
function FunctionDemo(props) {return xxx
}
// areEqual 函数是 memo 的第二个入参,我们之前放在 shouldComponentUpdate 里面的逻辑就可以转移至此处
function areEqual(prevProps, nextProps) {/*return true if passing nextProps to render would returnthe same result as passing prevProps to render,otherwise return false*/
}
// 使用 React.memo 来包装函数组件
export default React.memo(FunctionDemo, areEqual);
React.memo 会帮我们“记住”函数组件的渲染结果,在组件前后两次 props 对比结果一致的情况下,它会直接复用最近一次渲染的结果。如果我们的组件在相同的 props 下会渲染相同的结果,那么使用 React.memo 来包装它将是个不错的选择。
从示例中我们可以看出,React.memo 接收两个参数,第一个参数是我们需要渲染的目标组件,第二个参数 areEqual 则用来承接 props 的对比逻辑。之前我们在 shouldComponentUpdate 里面做的事情,现在就可以放在 areEqual 里来做。
比如开篇 Demo 中的 ChildB 组件,就完全可以用 Function Component + React.memo 来改造。改造后的 ChildB 代码如下:
import React from "react";
// 将 ChildB 改写为 function 组件
function ChildB(props) {console.log("ChildB 的render 逻辑执行了");return (<div className="childB">子组件B的内容:{props.text}</div>);
}
// areEqual 用于对比 props 的变化
function areEqual(prevProps, nextProps) {if (prevProps.text === nextProps.text) {return true}return false
}
// 使用 React.memo 来包装 ChildB
export default React.memo(ChildB, areEqual);
改造后的组件在效果上就等价于 shouldComponentUpdate 加持后的类组件 ChildB。
这里的 areEqual 函数是一个可选参数,当我们不传入 areEqual 时,React.memo 也可以工作,此时它的作用就类似于 PureComponent-React.memo 会自动为你的组件执行 props 的浅比较逻辑。
和 shouldComponentUpdate 不同的是,React.memo 只负责对比 props,而不会去感知组件内部状态(state)的变化。
3.2. useMemo:更加“精细”的 memo
通过上面的分析我们知道,React.memo 可以实现类似于 shouldComponentUpdate 或者 PureComponent 的效果,对组件级别的 re-render 进行管控。但是有时候,我们希望复用的并不是整个组件,而是组件中的某一个或几个部分。这种更加“精细化”的管控,就需要 useMemo 来帮忙了。
简而言之,React.memo 控制是否需要重渲染一个组件,而 useMemo 控制的则是是否需要重复执行某一段逻辑。
useMemo 的使用方式如下面代码所示:
const memoizedValue = useMemo(() => computeExpensiveValue(a, b), [a, b]);
我们可以把目标逻辑作为第一个参数传入,把逻辑的依赖项数组作为第二个参数传入。这样只有当依赖项数组中的某个依赖发生变化时,useMemo 才会重新执行第一个入参中的目标逻辑。
这里我仍然以开篇的示例为例,现在我尝试向 ChildB 中传入两个属性:text 和 count,它们分别是一段文本和一个数字。当我点击右边的按钮时,只有 count 数字会发生变化。改造后的 App 组件代码如下:
class App extends React.Component {state = {textA: '我是A的文本',stateB: {text: '我是B的文本',count: 10}}changeA = () => {this.setState({textA: 'A的文本被修改了'})}changeB = () => {this.setState({stateB: {...this.state.stateB,count: 100}})}render() {return (<div className="App"><div className="container"><button onClick={this.changeA}>点击修改A处的文本</button><button onClick={this.changeB}>点击修改B处的文本</button><ul><li><ChildA text={this.state.textA} /></li><li><ChildB {...this.state.stateB} /></li></ul></div></div>);}
}
export default App;
在 ChildB 中,使用 useMemo 来加持 text 和 count 各自的渲染逻辑。改造后的 ChildB 代码如下所示:
import React, { useMemo } from "react";
export default function ChildB({ text, count }) {console.log("ChildB 的render 逻辑执行了");// text 文本的渲染逻辑const renderText = (text) => {console.log('renderText 执行了')return <p>子组件B的文本内容:{text}</p>}// count 数字的渲染逻辑const renderCount = (count) => {console.log('renderCount 执行了')return <p>子组件B的数字内容:{count}</p>}// 使用 useMemo 加持两段渲染逻辑const textContent = useMemo(() => renderText(text), [text])const countContent = useMemo(() => renderCount(count), [count])return (<div className="childB">{textContent}{countContent}</div>);
}
渲染 App 组件,我们可以看到初次渲染时,renderText 和 renderCount 都执行了,控制台输出如下图所示:
点击右边按钮,对 count 进行修改,修改后的界面会发生如下的变化:
可以看出,由于 count 发生了变化,因此 useMemo 针对 renderCount 的逻辑进行了重计算。而 text 没有发生变化,因此 renderText 的逻辑压根没有执行。
使用 useMemo,我们可以对函数组件的执行逻辑进行更加细粒度的管控(尤其是定向规避掉一些高开销的计算),同时也弥补了 React.memo 无法感知函数内部状态的遗憾,这对我们整体的性能提升是大有裨益的。
4. 总结
本讲,我们学习了 React 组件性能优化中最重要的 3 个思路。
这 3 个思路不仅可以作为大家日常实战的知识储备,更能够帮助你在面试场景下做到言之有物。事实上,在“React 性能优化”这个问题下,许多候选人的回答犹如隔靴搔痒,总在一些无关紧要的细节上使劲儿。若你能把握好本讲的内容,择其中一个或多个方向深入探究,相信你已经超越了大部分的同行。