如何编写高性能的 React 代码：规则、模式、注意事项

时间：2021-09-21 15:20:11

首先会以常规的模式来实现组件，然后再考虑性能的情况下重构每个步骤，并从每个步骤中提取一个通用规则，这些规则可以应用于大多数应用程序。然后比较最后的结果。

下面将编写一个“国家设置”页面，用户可以从列表中选择国家，查看该国家的信息，可以保存国家：

如何编写高性能的 React 代码：规则、模式、注意事项

可以看到，左侧有一个国家列表，带有“已保存”和“已选择”状态，当点击列表中的选项时，右侧会显示该国家的详细信息。当按下保存按钮时，选定的国家会变成已保存，已保存的选项的背景会变成蓝色。

1. 构建应用程序

首先，根据设计图，我们要考虑应用的结构以及要实现哪些组件：

页面组件：在其中处理提交逻辑和国家选择逻辑;

国家列表组件：将呈现列表中的所有国家，并进行过滤和排序等操作;

国家选项组件：将所有国家呈现在国家列表组件中;

选定国家组件：将呈现选定国家的详细信息，并具有保存按钮。

如何编写高性能的 React 代码：规则、模式、注意事项

当然，这不是实现这个页面的唯一方式，实现方式仅供参考。下面就来看看如何实现这些组件。

2. 实现页面组件

下面终于要开始写代码了，下面就从根开始，实现Page组件，步骤如下：

  • 需要组件包含页面标题、国家列表和选定国家组件;
  • 将页面参数中的国家列表数据传递给CountriesList组件，以便它可以呈现这些数据;
  • 页面中应该有一个已选中国家的状态，它将从 CountriesList 件接收，并传递给 SelectedCountry 组件;
  • 页面中应该有一个已保存国家的状态，它将从 SelectedCountry 组件接收，并传递给 CountriesList 组件。
export const Page = ({ countries }: { countries: Country[] }) => { const [selectedCountry, setSelectedCountry] = useState<Country>(countries[0]); const [savedCountry, setSavedCountry] = useState<Country>(countries[0]); return ( <> <h1>Country settingsh1> <div css={contentCss}> <CountriesList
          countries={countries} onCountryChanged={(c) => setSelectedCountry(c)} savedCountry={savedCountry} /> <SelectedCountry
          country={selectedCountry} onCountrySaved={() => setSavedCountry(selectedCountry)} /> div>  ); };

3. 重构页面组件(考虑性能)

在 React 中，当组件的 state 或者 props 发生变化时，组件会重新渲染。在 Page 组件中，当 setSelectedCountry 或者 setSavedCountry 被调用时，组件就会重新渲染。当组件的国家列表数据(props)发生变化时，组件也会重新渲染。CountriesList 和 SelectedCountry 组件也是如此，当它们的 props 发生变化时，都会重新渲染。

我们知道，React 会对 props 进行严格相等的比较，并且内联函数每次都会创建新值。这就导致了一个错误的的观念：为了减少 CountriesList 和SelectedCountry 组件的重新渲染，需要通过在 useCallback 中包装内联函数来避免在每次渲染中重新创建内联函数。

export const Page = ({ countries }: { countries: Country[] }) => { const onCountryChanged = useCallback((c) => setSelectedCountry(c), []); const onCountrySaved = useCallback(() => setSavedCountry(selectedCountry), []); return ( <> ... <CountriesList
          onCountryChanged={onCountryChange} /> <SelectedCountry
          onCountrySaved={onCountrySaved} /> ...  ); };

而实际上，这样并不会起作用。因为它没有考虑到：如果父组件 Page 被重新渲染，子组件 CountriesList 也总是会重新渲染，即使它根本没有任何 props。

可以这样来简化 Page 组件：

const CountriesList = () => { console.log("Re-render!!!!!"); return <div>countries list, always re-rendersdiv>; }; export const Page = ({ countries }: { countries: Country[] }) => { const [counter, setCounter] = useState<number>(1); return ( <> <h1>Country settingsh1> <button onClick={() => setCounter(counter + 1)}> Click here to re-render Countries list (open the console) {counter} button> <CountriesList />  ); };

当每次点击按钮时，即使没有任何 props，都会看到 CountriesList 组件被重新渲染。由此，总结出第一条规则：「如果想把 props 中的内联函数提取到 useCallback 中，以此来避免子组件的重新渲染，请不要这样做，它不起作用。」

现在，有几种方法可以处理上述情况，最简单的一种就是使用 useMemo，它本质上就是缓存传递给它的函数的结果。并且仅在 useMemo 的依赖项发生变化时才会重新执行。这就就将 CountriesList 组件使用 useMemo 包裹，只有当 useMemo 依赖项发生变化时，才会重新渲染 ComponentList 组件：

export const Page = ({ countries }: { countries: Country[] }) => { const [counter, setCounter] = useState<number>(1); const list = useMemo(() => { return <CountriesList />; }, []); return ( <> <h1>Country settingsh1> <button onClick={() => setCounter(counter + 1)}> Click here to re-render Countries list (open the console) {counter} button> {list}  ); };

当然，在这个简化的例子中是不行的，因为它没有任何依赖项。那我们该如何简化 Page 页面呢?下面再来看一下它的结构：

export const Page = ({ countries }: { countries: Country[] }) => { const [selectedCountry, setSelectedCountry] = useState<Country>(countries[0]); const [savedCountry, setSavedCountry] = useState<Country>(countries[0]); return ( <> <h1>Country settingsh1> <div css={contentCss}> <CountriesList
          countries={countries} onCountryChanged={(c) => setSelectedCountry(c)} savedCountry={savedCountry} /> <SelectedCountry
          country={selectedCountry} onCountrySaved={() => setSavedCountry(selectedCountry)} /> div>  ); };

可以看到：

  • 在 CountriesList 组件中不会使到 selectedCountry 状态;
  • 在 SelectedCountry 组件中不会使用到 savedCountry 状态;

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这意味着当 selectedCountry 状态发生变化时，CountriesList 组件不需要重新渲染。savedCountry 状态发生变化时，SelectedCountry 组件也不需要重新渲染。可以使用 useMemo 来包裹它们，以防止不必要的重新渲染：

export const Page = ({ countries }: { countries: Country[] }) => { const [selectedCountry, setSelectedCountry] = useState<Country>(countries[0]); const [savedCountry, setSavedCountry] = useState<Country>(countries[0]); const list = useMemo(() => { return ( <CountriesList
        countries={countries} onCountryChanged={(c) => setSelectedCountry(c)} savedCountry={savedCountry} /> ); }, [savedCountry, countries]); const selected = useMemo(() => { return ( <SelectedCountry
        country={selectedCountry} onCountrySaved={() => setSavedCountry(selectedCountry)} /> ); }, [selectedCountry]); return ( <> <h1>Country settingsh1> <div css={contentCss}> {list} {selected} div>  ); };

由此总结出第二条规则：「如果组件需要管理状态，就找出渲染树中不依赖于已更改状态的部分，并将其使用 useMemo 包裹，以减少其不必要的重新渲染。」

4. 实现国家列表组件

Page 页面已经完美实现了，是时候编写它的子组件了。首先来实现比较复杂的 CountriesList 组件。这个组件一个接收国家列表数据，当在列表中选中一个国家时，会触发 onCountryChanged 回调，并应以不同的颜色突出显示保存的国家：

type CountriesListProps = { countries: Country[]; onCountryChanged: (country: Country) => void; savedCountry: Country; }; export const CountriesList = ({ countries, onCountryChanged, savedCountry }: CountriesListProps) => { const Item = ({ country }: { country: Country }) => { // 根据国家选项是否已选中来切换不同的className
    const className = savedCountry.id === country.id ? "country-item saved" : "country-item"; const onItemClick = () => onCountryChanged(country); return ( <button className={className} onClick={onItemClick}> <img src={country.flagUrl} /> <span>{country.name}span> button> ); }; return ( <div> {countries.map((country) => ( <Item country={country} key={country.id} /> ))} div> ); };

这里只做了两件事：

根据接收到的 props 来生成 Item 组件，它依赖于onCountryChanged和savedCountry;

遍历 props 中的国家数组，来渲染国家列表。

5. 重构国家列表组件(考虑性能)

如果在一个组件渲染期间创建了另一个组件(如上面的 Item 组件)，会发生什么呢?从 React 的角度来看，Item 只是一个函数，每次渲染都会返回一个新的结果。它将删除以前生成的组件，包括其DOM树，将其从页面中删除，并生成和装载一个全新的组件。每次父组件重新渲染时，都会使用一个全新的DOM树。

如果简化国家示例来展示这个过程，将是这样的：

const CountriesList = ({ countries }: { countries: Country[] }) => { const Item = ({ country }: { country: Country }) => { useEffect(() => { console.log("Mounted!"); }, []); console.log("Render"); return <div>{country.name}div>; }; return ( <> {countries.map((country) => ( <Item country={country} /> ))}  ); };

从性能角度来看，与完全重新创建组件相比，正常的重新渲染的性能会好很多。在正常情况下，带有空依赖项数组的 useEffect 只会在组件完成装载和第一次渲染后触发一次。之后，React 中的轻量级重新渲染过程就开始了，组件不是从头开始创建的，而是只在需要时更新。这里假如有100个国家，当点击按钮时，就会输出100次 Render 和100次 Mounted，Item 组件会重新装载和渲染100次。

解决这个问题最直接的办法就是将 Item 组件移到渲染函数外：

const Item = ({ country }: { country: Country }) => { useEffect(() => { console.log("Mounted!"); }, []); console.log("Render"); return <div>{country.name}div>; }; const CountriesList = ({ countries }: { countries: Country[] }) => { return ( <> {countries.map((country) => ( <Item country={country} /> ))}  ); };

这样在点击按钮时，Item组件就会重现渲染100次，只输出100次 Render，而不会重新装载组件。保持了不同组件之间的边界，并使代码更简洁。下面就来看看国家列表组件在修改前后的变化。

修改前：

export const CountriesList = ({ countries, onCountryChanged, savedCountry }: CountriesListProps) => { const Item = ({ country }: { country: Country }) => { // ... }; return ( <div> {countries.map((country) => ( <Item country={country} key={country.id} /> ))} div> ); };

修改后：

type ItemProps = { country: Country; savedCountry: Country; onItemClick: () => void; }; const Item = ({ country, savedCountry, onItemClick }: ItemProps) => { // ... }; export const CountriesList = ({ countries, onCountryChanged, savedCountry }: CountriesListProps) => { return ( <div> {countries.map((country) => ( <Item
          country={country} key={country.id} savedCountry={savedCountry} onItemClick={() => onCountryChanged(country)} /> ))} div> ); };

现在，每次父组件重新渲染时不会再重新装载 Item 组件，由此可以总结出第三条规则：「不要在一个组件的渲染内创建新的组件。」

6. 实现选定国家组件

这个组件比较简单，就是接收一个属性和一个回调函数，并呈现国家信息：

const SelectedCountry = ({ country, onSaveCountry }: { country: Country; onSaveCountry: () => void }) => { return ( <> <ul> <li>Country: {country.name}li> ... // 要渲染的国家信息 ul> <button onClick={onSaveCountry} type="button">Savebutton>  ); };

7. 实现页面主题

最后来实现页面的黑暗模式和明亮模式的切换。考虑到当前主题会在很多组件中使用，如果通过 props 传递就会非常麻烦。因此 Context 是比较合适的解决方案。

首先，创建主题 context：

type Mode = 'light' | 'dark'; type Theme = { mode: Mode }; const ThemeContext = React.createContext<Theme>({ mode: 'light' }); const useTheme = () => { return useContext(ThemeContext); };

添加 context provider ，以及切换主题的按钮：

为国家选项根据主题上色：

const Item = ({ country }: { country: Country }) => { const { mode } = useTheme(); const className = `country-item ${mode === "dark" ? "dark" : ""}`; // ... }

这是一种实现页面主题的最常见的方式。

8. 重构主题(考虑性能)

在发现上面组件的问题之前，先来看看导致组件重新渲染的另一个原因：如果一个组件使用 context，当 provider 提供的值发生变化时，该组件就会重新渲染。

再来看看简化的例子，这里记录了渲染结果以避免重新渲染：

const Item = ({ country }: { country: Country }) => { console.log("render"); return <div>{country.name}div>; }; const CountriesList = ({ countries }: { countries: Country[] }) => { return ( <> {countries.map((country) => ( <Item country={country} /> ))}  ); }; export const Page = ({ countries }: { countries: Country[] }) => { const [counter, setCounter] = useState<number>(1); const list = useMemo(() => <CountriesList countries={countries} />, [ countries ]); return ( <> <h1>Country settingsh1> <button onClick={() => setCounter(counter + 1)}> Click here to re-render Countries list (open the console) {counter} button> {list}  ); };

每次点击按钮时，页面状态发生变化，页面组件会重新渲染。但 CountriesList 组件使用useMemo缓存了，会独立于该状态，因此不会重新渲染，因此 Item 组件也不会重新渲染。

如果现在添加Theme context，Provider 在 Page 组件中：

export const Page = ({ countries }: { countries: Country[] }) => { // ...
  const list = useMemo(() => <CountriesList countries={countries} />, [ countries ]); return ( <ThemeContext.Provider value={{ mode }}> // ... ThemeContext.Provider> ); };

context 在 Item 组件中：

const Item = ({ country }: { country: Country }) => { const theme = useTheme(); console.log("render"); return <div>{country.name}div>; };

如果它们只是普通的组件和Hook，那什么都不会发生—— Item 不是 Page 组件的子级，CountriesList 组件因为被缓存而不会重新渲染，所以 Item 组件也不会。但是，本例是提供者-使用者的模式，因此每次提供者提供的值发生变化时，所有使用者都将重新渲染。由于一直在向该值传递新对象，因此每个计数器上都会重新呈现不必要的项。Context 基本绕过了useMemo，使它毫无用处。

解决方法就是确保 provider 中的值不会发生超出需要的变化。这里只需要把它记下来：

export const Page = ({ countries }: { countries: Country[] }) => { // ...
  const theme = useMemo(() => ({ mode }), [mode]); return ( <ThemeContext.Provider value={theme}> // ... ThemeContext.Provider> ); };

现在计数器就不会再导致所有 Items 重新渲染。下面就将这个解决方案应用于主题组件，以防止不必要的重新渲染：

export const Page = ({ countries }: { countries: Country[] }) => { // ...
  const [mode, setMode] = useState<Mode>("light"); const theme = useMemo(() => ({ mode }), [mode]); return ( <ThemeContext.Provider value={theme}> <button onClick={() => setMode(mode === 'light' ? 'dark' : 'light')}>Toggle themebutton> // ... ThemeContext.Provider> ) }

根据这个结果就可以得出第四条规则：「在使用 context 时，如果 value 属性不是数字、字符串或布尔值，请使用 useMemo 来缓存它。」

9. 总结

导致 React 组件重新渲染的时机主要有以下三种:

  • 当state或props发生变化时;
  • 当父组件重现渲染时;
  • 当组件使用 context，并且 provider 的值发生变化时。

避免不必要的重新渲染的规则如下：

  • 如果想把 props 中的内联函数提取到 useCallback 中，以此来避免子组件的重新渲染，不要这样做，它不起作用。
  • 如果组件需要管理状态，就找出渲染树中不依赖于已更改状态的部分，并将其使用 useMemo 包裹，以减少其不必要的重新渲染。
  • 不要在一个组件的渲染内创建新的组件;
  • 在使用 context 时，如果value属性不是数字、字符串或布尔值，请使用useMemo来缓存它。

这些规则将有助于从开始就编写高性能的 React 应用程序。

作者：NADIA MAKAREVICH

译者：CUGGZ

原文：https://www.developerway.com/posts/how-to-write-performant-react-code

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