本文分为两个部分
1 如何分析 React性能
1.1 性能分析指标有哪些
1.2 性能分析的两个阶段
1.3 通过工具查看指标和度量
2 16个React 性能优化方法
2.1 前端通用优化
2.2 减少不必要的组件更新
2.3 提交阶段优化
1 性能 分析
进行任何性能优化的首先你要知道有哪些衡量的指标?其次找出存在的问题?然后才能针对性地进行优化。
1.1 性能分析指标有哪些
定性:加载性能、运行性能:滚动&更新
定量:
加载性能指标:reponseStart、domInteractive、DomContentLoadedEventEnd、loadEventStart、FCP FSP FMP TTI
运行性能指标:FPS 、 内存 CPU I/O 网络 磁盘
治理:采集、运维
1.2 性能分析的两个阶段
分析阶段
优化阶段
优化阶段我们针对分析阶段抛出的问题进行解决,下面简单列举下React 进行渲染性能优化的三个方向:
1、前端通用优化。这类优化在所有前端框架中都存在,重点就在于如何将这些技巧应用在 React 组件中。
2、减少不必要的组件更新。这类优化是在组件状态发生变更后,通过减少不必要的组件更新来实现,对应到 React 中就是:减少渲染的节点 、降低组件渲染的复杂度、充分利用缓存避免重新渲染(利用缓存可以考虑使用PureComponent、React.memo、hook函数useCallback、useMemo等方法)
3 提交阶段优化。这类优化的目的是减少提交阶段耗时。
1.3 通过工具查看指标和度量
1、 React Dev Tools & Redux Dev Tools
React v16.5 引入了新的 Profiler 功能,让分析组件渲染过程变得更加简单,而且可以很直观地查看哪些组件被渲染.
高亮更新
首先最简单也是最方便的判断组件是否被重新渲染的方式是“高亮更新(Hightlight Updates)”,通过高亮更新,基本上可以确定哪些组件被重新渲染。
设置方式如下:
例如合理使用了React.memo的列表组件比不使用,性能更好,“纯组件”是 React 优化的第一张牌, 也是最有效的一张牌。
分析器
如果高亮更新无法满足你的需求,比如你需要知道具体哪些组件被渲染、渲染消耗多少时间、进行了多少次的提交(渲染)等等, 这时候就需要用到分析器了.
来了解一下 Profiler 面板的基本结构:
1、 commit 列表
commit 列表表示录制期间发生的 commit(可以认为是渲染) 操作,要理解 commit 的意思还需要了解 React 渲染的基本原理。在 v16 后 React 组件渲染会分为两个阶段,即 render 和 commit 阶段。
render 阶段决定需要进行哪些变更。这个阶段 React 会调用 render 函数,并将结果和上一次 render 的结果进行 diff, 计算出需要进行变更的操作队列
commit阶段。或者称为提交阶段, 在这个阶段会执行 render 阶段 diff 出来的变更请求。比如 DOM 插入、更新、删除、排序等等。在这个阶段 React 还会调用 componentDidMount 和 componentDidUpdate 生命周期函数.
2、选择其他图形展示形式
例如Ranked 视图,这个视图按照渲染消耗时间对组件进行排序:
3、火焰图
这个图其实就是组件树,Profiler 使用颜色来标记哪些组件被重新渲染。和 commit 列表以及 Ranked 图一样,颜色在这里是有意义的,比如灰色表示没有重新渲染;从渲染消耗的时间上看的话: 黑色 > 黄色 > 蓝色, 通过 Ranked 图可以直观感受到不同颜色之间的意义
4、另外可以通过设置,筛选 Commit,以及是否显示原生元素:
5、当前选中组件或者 Commit 的详情, 双击具体组件可以详细比对每一次 commit 消耗的时间
简单总结下查看流程:
1、改配置:排除影响因素,去掉无意义的 commit,开启 render 原因记录
2、横看缩略图
3、纵看火焰图
4、跟踪单个组件
2、Chrome Dev Tools
a、Performance
在 v16.5 之前,一般都是利用 Chrome 自带的 Performance 来进行 React 性能测量:
React 使用标准的User Timing API(所有支持该标准的浏览器都可以用来分析 React)来记录操作,所以我们在 Timings 标签中查看 React 的渲染过程。React 还特意使用 emoji 标记。
相对 React Devtool 而言 Performance 工具可能还不够直观,但是它非常强大, 使用 Performance 可以用来定位一些比较深层次的问题,这可能需要你对 React 的实现原理有一定了解, 就像使用 Wireshark 你需要懂点网络协议一样
所以说使用 Performance 工具有以下优势:
具体应该怎么看?
b、Memory
c、Light House
16个React 性能优化方法
之前的总结先来回顾下性能优化的三个方面:
1、前端通用优化。这类优化在所有前端框架中都存在,重点就在于如何将这些技巧应用在 React 组件中。
2、减少不必要的组件更新。这类优化是在组件状态发生变更后,通过减少不必要的组件更新来实现,对应到 React 中就是:减少渲染的节点 、降低组件渲染的复杂度、充分利用缓存避免重新渲染(利用缓存可以考虑使用PureComponent、React.memo、hook函数useCallback、useMemo等方法)
PureComponent 是对类组件的 Props 和 State 进行浅比较;React.memo 是对函数组件的 Props 进行浅比较
3、提交阶段优化。这类优化的目的是减少提交阶段耗时。
前端通用优化
这类优化在所有前端框架中都存在,本文的重点就在于将这些技巧应用在 React 组件中。
1、组件按需加载
组件按需加载优化又可以分为:懒加载、懒渲染、虚拟列表 三类。
懒加载
在 SPA 中,懒加载优化一般用于从一个路由跳转到另一个路由。还可用于用户操作后才展示的复杂组件,比如点击按钮后展示的弹窗模块。在这些场景下,可以结合 Code Split 实现。
懒加载的实现主要是通过 Webpack 的动态导入和 React.lazy 方法。注意,实现懒加载优化时,不仅要考虑加载态,还需要对加载失败进行容错处理。
import { lazy, Suspense, Component } from "react"
import "./styles.css"
// 对加载失败进行容错处理
class ErrorBoundary extends Component {
constructor(props) {
super(props)
this.state = { hasError: false }
}
static getDerivedStateFromError(error) {
return { hasError: true }
}
render() {
if (this.state.hasError) {
return <h1>这里处理出错场景</h1>
}
return this.props.children
}
}
const Comp = lazy(() => {
return new Promise((resolve, reject) => {
setTimeout(() => {
if (Math.random() > 0.5) {
reject(new Error("模拟网络出错"))
} else {
resolve(import("./Component"))
}
}, 2000)
})
})
export default function App() {
return (
<div className="App">
<div style={{ marginBottom: 20 }}>
实现懒加载优化时,不仅要考虑加载态,还需要对加载失败进行容错处理。
</div>
<ErrorBoundary>
<Suspense fallback="Loading...">
<Comp />
</Suspense>
</ErrorBoundary>
</div>
)
}
懒渲染
懒渲染指当组件进入或即将进入可视区域时才渲染组件。常见的组件 Modal/Drawer 等,当 visible 属性为 true 时才渲染组件内容,也可以认为是懒渲染的一种实现。
懒渲染的使用场景有:
判断组件是否出现在可视区域内是通过 react-visibility-observer 进行监听。
import { useState, useEffect } from "react"
import VisibilityObserver, {
useVisibilityObserver,
} from "react-visibility-observer"
const VisibilityObserverChildren = ({ callback, children }) => {
const { isVisible } = useVisibilityObserver()
useEffect(() => {
callback(isVisible)
}, [callback, isVisible])
return <>{children}</>
}
export const LazyRender = () => {
const [isRendered, setIsRendered] = useState(false)
if (!isRendered) {
return (
<VisibilityObserver rootMargin={"0px 0px 0px 0px"}>
<VisibilityObserverChildren
callback={isVisible => {
if (isVisible) {
setIsRendered(true)
}
}}
>
<span />
</VisibilityObserverChildren>
</VisibilityObserver>
)
}
console.log("滚动到可视区域才渲染")
return <div>我是 LazyRender 组件</div>
}
export default LazyRender
虚拟列表
虚拟列表是懒渲染的一种特殊场景。实现虚拟列表的组件有 react-window 和 react-virtualized。react-window 是 react-virtualized 的轻量版本,其 API 和文档更加友好。新项目中推荐使用 react-window。
使用 react-window 很简单,只需要计算每项的高度即可。如果每项的高度是变化的,可给 itemSize 参数传一个函数。
import { FixedSizeList as List } from "react-window"
const Row = ({ index, style }) => <div style={style}>Row {index}</div>
const Example = () => (
<List
height={150}
itemCount={1000}
itemSize={35} // 每项的高度为 35
width={300}
>
{Row}
</List>
)
2、批量更新
关于如何实现批量更新可参考之前的文章:葡萄zi:React函数式组件中实现批量更新的两种方式,看下你用对了吗?
在React18中会有并发模式,在并发模式中,将默认以批量更新方式执行 setState。到那时候,或许就不需要这个优化了。
3、按优先级更新,及时响应用户
优先级更新是批量更新的逆向操作,其思想是:优先响应用户行为,再完成耗时操作。常见的场景是:页面弹出一个 Modal,当用户点击 Modal 中的确定按钮后,代码将执行两个操作。a) 关闭 Modal。b) 页面处理 Modal 传回的数据并展示给用户。当 b) 操作需要执行 500ms 时,用户会明显感觉到从点击按钮到 Modal 被关闭之间的延迟。
4、利用debounce、throttle 避免重复回调
在搜索组件中,当 input 中内容修改时就触发搜索回调。当组件能很快处理搜索结果时,用户不会感觉到输入延迟。但实际场景中,中后台应用的列表页非常复杂,组件对搜索结果的 Render 会造成页面卡顿,明显影响到用户的输入体验。
在搜索场景中一般使用 useDebounce + useEffect 的方式获取数据。
例子参考:debounce-search。
import { useState, useEffect } from "react"
import { useDebounce } from "use-debounce"
export default function App() {
const [text, setText] = useState("Hello")
const [debouncedValue] = useDebounce(text, 300)
useEffect(() => {
// 根据 debouncedValue 进行搜索
}, [debouncedValue])
return (
<div>
<input
defaultValue={"Hello"}
onChange={e => {
setText(e.target.value)
}}
/>
<p>Actual value: {text}</p>
<p>Debounce value: {debouncedValue}</p>
</div>
)
}
为什么搜索场景中是使用 debounce,而不是 throttle 呢?
throttle 是 debounce 的特殊场景,throttle 给 debounce 传了 maxWait 参数,可参考 useThrottleCallback。在搜索场景中,只需响应用户最后一次输入,无需响应用户的中间输入值,debounce 更适合使用在该场景中。而 throttle 更适合需要实时响应用户的场景中更适合,如通过拖拽调整尺寸或通过拖拽进行放大缩小(如:window 的 resize 事件)。实时响应用户操作场景中,如果回调耗时小,甚至可以用 requestAnimationFrame 代替 throttle。
5、缓存优化
缓存优化往往是最简单有效的优化方式,在 React 组件中常用 useMemo 缓存上次计算的结果。当 useMemo 的依赖未发生改变时,就不会触发重新计算。一般用在「计算派生状态的代码」非常耗时的场景中,如:遍历大列表做统计信息。
跳过不必要的组件更新
1、PureComponent、React.memo
在 React 工作流中,如果只有父组件发生状态更新,即使父组件传给子组件的所有 Props 都没有修改,也会引起子组件的 Render 过程。从 React 的声明式设计理念来看,如果子组件的 Props 和 State 都没有改变,那么其生成的 DOM 结构和副作用也不应该发生改变。当子组件符合声明式设计理念时,就可以忽略子组件本次的 Render 过程。PureComponent 和 React.memo 就是应对这种场景的,PureComponent 是对类组件的 Props 和 State 进行浅比较,React.memo 是对函数组件的 Props 进行浅比较。
2、 shouldComponentUpdate
在 React 刚开源的那段时期,数据不可变性还没有现在这样流行。当时 Flux 架构就使用的模块变量来维护 State,并在状态更新时直接修改该模块变量的属性值,而不是使用展开语法生成新的对象引用。例如要往数组中添加一项数据时,当时的代码很可能是 state.push(item),而不是 const newState = [...state, item]。这点可参考 Dan Abramov 在演讲 Redux 时演示的 Flux 代码。
在此背景下,当时的开发者经常使用 shouldComponentUpdate 来深比较 Props,只在 Props 有修改才执行组件的 Render 过程。如今由于数据不可变性和函数组件的流行,这样的优化场景已经不会再出现了。
接下来介绍另一种可以使用 shouldComponentUpdate 来优化的场景。在项目初始阶段,开发者往往图方便会给子组件传递一个大对象作为 Props,后面子组件想用啥就用啥。当大对象中某个「子组件未使用的属性」发生了更新,子组件也会触发 Render 过程。在这种场景下,通过实现子组件的 shouldComponentUpdate 方法,仅在「子组件使用的属性」发生改变时才返回 true,便能避免子组件重新 Render。
但使用 shouldComponentUpdate 优化第二个场景有两个弊端。
<A data="{data}">
{/* B 组件只使用了 data.a 和 data.b */}
<B data="{data}">
{/* C 组件只使用了 data.c */}
<C data="{data}"></C>
</B>
</A>
B 组件的 shouldComponentUpdate 中只比较了 data.a 和 data.b,目前是没任何问题的。之后开发者想在 C 组件中使用 data.c,假设项目中 data.a 和 data.c 是一起更新的,所以也没任何问题。但这份代码已经变得脆弱了,如果某次修改导致 data.a 和 data.c 不一起更新了,那么系统就会出问题。而且实际业务中代码往往更复杂,从 B 到 C 可能还有若干中间组件,这时就很难想到是 shouldComponentUpdate 引起的问题了。
第二个场景最好的解决方案是使用发布者订阅者模式,只是代码改动要稍多一些,可参考本文的优化技巧「发布者订阅者跳过中间组件 Render 过程」。
第二个场景也可以在父子组件间增加中间组件,中间组件负责从父组件中选出子组件关心的属性,再传给子组件。相比于 shouldComponentUpdate 方法,会增加组件层级,但不会有第二个弊端。
本文中的跳过回调函数改变触发的 Render 过程也可以用 shouldComponentUpdate 实现,因为回调函数并不参与组件的 Render 过程。
3、useMemo、useCallback 实现稳定的 Props 值
如果传给子组件的派生状态或函数,每次都是新的引用,那么 PureComponent 和 React.memo 优化就会失效。所以需要使用 useMemo 和 useCallback 来生成稳定值,并结合 PureComponent 或 React.memo 避免子组件重新 Render。
拓展知识
useCallback 是「useMemo 的返回值为函数」时的特殊情况,是 React 提供的便捷方式。在 React Server Hooks 代码 中,useCallback 就是基于 useMemo 实现的。尽管 React Client Hooks 没有使用同一份代码,但 useCallback 的代码逻辑和 useMemo 的代码逻辑仍是一样的。
4、发布者订阅者跳过中间组件 Render 过程
React 推荐将公共数据放在所有「需要该状态的组件」的公共祖先上,但将状态放在公共祖先上后,该状态就需要层层向下传递,直到传递给使用该状态的组件为止。每次状态的更新都会涉及中间组件的 Render 过程,但中间组件并不关心该状态,它的 Render 过程只负责将该状态再传给子组件。在这种场景下可以将状态用发布者订阅者模式维护,只有关心该状态的组件才去订阅该状态,不再需要中间组件传递该状态。当状态更新时,发布者发布数据更新消息,只有订阅者组件才会触发 Render 过程,中间组件不再执行 Render 过程。
只要是发布者订阅者模式的库,都可以进行该优化。比如:redux、use-global-state、React.createContext 等。例子参考:发布者订阅者模式跳过中间组件的渲染阶段,本示例使用 React.createContext 进行实现。
import { useState, useEffect, createContext, useContext } from "react"
const renderCntMap = {}
const renderOnce = name => {
return (renderCntMap[name] = (renderCntMap[name] || 0) + 1)
}
// 将需要公共访问的部分移动到 Context 中进行优化
// Context.Provider 就是发布者
// Context.Consumer 就是消费者
const ValueCtx = createContext()
const CtxContainer = ({ children }) => {
const [cnt, setCnt] = useState(0)
useEffect(() => {
const timer = window.setInterval(() => {
setCnt(v => v + 1)
}, 1000)
return () => clearInterval(timer)
}, [setCnt])
return <ValueCtx.Provider value={cnt}>{children}</ValueCtx.Provider>
}
function CompA({}) {
const cnt = useContext(ValueCtx)
// 组件内使用 cnt
return <div>组件 CompA Render 次数:{renderOnce("CompA")}</div>
}
function CompB({}) {
const cnt = useContext(ValueCtx)
// 组件内使用 cnt
return <div>组件 CompB Render 次数:{renderOnce("CompB")}</div>
}
function CompC({}) {
return <div>组件 CompC Render 次数:{renderOnce("CompC")}</div>
}
export const PubSubCommunicate = () => {
return (
<CtxContainer>
<div>
<h1>优化后场景</h1>
<div>
将状态提升至最低公共祖先的上层,用 CtxContainer 将其内容包裹。
</div>
<div style={{ marginTop: "20px" }}>
每次 Render 时,只有组件A和组件B会重新 Render 。
</div>
<div style={{ marginTop: "40px" }}>
父组件 Render 次数:{renderOnce("parent")}
</div>
<CompA />
<CompB />
<CompC />
</div>
</CtxContainer>
)
}
export default PubSubCommunicate
5、状态下放,缩小状态影响范围
如果一个状态只在某部分子树中使用,那么可以将这部分子树提取为组件,并将该状态移动到该组件内部。如下面的代码所示,虽然状态 color 只在和
中使用,但 color 改变会引起重新 Render。
import { useState } from "react"
export default function App() {
let [color, setColor] = useState("red")
return (
<div>
<input value={color} onChange={e => setColor(e.target.value)} />
<p style={{ color }}>Hello, world!</p>
<ExpensiveTree />
</div>
)
}
function ExpensiveTree() {
let now = performance.now()
while (performance.now() - now < 100) {
// Artificial delay -- do nothing for 100ms
}
return <p>I am a very slow component tree.</p>
}
通过将 color 状态、和
提取到组件 Form 中,结果如下。
export default function App() {
return (
<>
<Form />
<ExpensiveTree />
</>
)
}
function Form() {
let [color, setColor] = useState("red")
return (
<>
<input value={color} onChange={e => setColor(e.target.value)} />
<p style={{ color }}>Hello, world!</p>
</>
)
}
这样调整之后,color 改变就不会引起组件 App 和 ExpensiveTree 重新 Render 了。
如果对上面的场景进行扩展,在组件 App 的顶层和子树中都使用了状态 color ,但仍然不关心它,如下所示。
import { useState } from "react"
export default function App() {
let [color, setColor] = useState("red")
return (
<div style={{ color }}>
<input value={color} onChange={e => setColor(e.target.value)} />
<ExpensiveTree />
<p style={{ color }}>Hello, world!</p>
</div>
)
}
在这种场景中,我们仍然将 color 状态抽取到新组件中,并提供一个插槽来组合,如下所示。
import { useState } from "react"
export default function App() {
return <ColorContainer expensiveTreeNode={<ExpensiveTree />}></ColorContainer>
}
function ColorContainer({ expensiveTreeNode }) {
let [color, setColor] = useState("red")
return (
<div style={{ color }}>
<input value={color} onChange={e => setColor(e.target.value)} />
{expensiveTreeNode}
<p style={{ color }}>Hello, world!</p>
</div>
)
}
这样调整之后,color 改变就不会引起组件 App 和 ExpensiveTree 重新 Render 了。
该优化技巧来源于before-you-memo,Dan 认为这种优化方式在 Server Component 场景下更有效,因为可以在服务端执行。
6、列表项使用 key 属性
当渲染列表项时,如果不给组件设置不相等的属性 key,就会收到如下报警。
相信很多开发者已经见过该报警成百上千次了,那 key 属性到底在优化了什么呢?举个 ,在不使用 key 时,组件两次 Render 的结果如下。
<!-- 前一次 Render 结果 -->
<ul>
<li>Duke</li>
<li>Villanova</li>
</ul>
<!-- 新的 Render 结果 -->
<ul>
<li>Connecticut</li>
<li>Duke</li>
<li>Villanova</li>
</ul>
此时 React 的 Diff 算法会按照
出现的先后顺序进行比较,得出结果为需要更新前两个
-
并创建内容为 Villanova 的li,一共会执行两次 DOM 更新、一次 DOM 创建。
如果加上 React 的 key 属性,两次 Render 结果如下。
<!-- 前一次 Render 结果 -->
<ul>
<li key="2015">Duke</li>
<li key="2016">Villanova</li>
</ul>
<!-- 新的 Render 结果 -->
<ul>
<li key="2014">Connecticut</li>
<li key="2015">Duke</li>
<li key="2016">Villanova</li>
</ul>
React Diff 算法会把 key 值为 2015 的虚拟 DOM 进行比较,发现 key 为 2015 的虚拟 DOM 没有发生修改,不用更新。同样,key 值为 2016 的虚拟 DOM 也不需要更新。结果就只需要创建 key 值为 2014 的虚拟 DOM。相比于不使用 key 的代码,使用 key 节省了两次 DOM 更新操作。
如果把例子中的
-
换成自定义组件,并且自定义组件使用了 PureComponent 或 React.memo 优化。那么使用 key 属性就不只节省了 DOM 更新,还避免了组件的 Render 过程。
React 官方推荐将每项数据的 ID 作为组件的 key,以达到上述的优化目的。并且不推荐使用每项的索引作为 key,因为传索引作为 key 时,就会退化为不使用 key 时的代码。那么是否在所有列表渲染的场景下,使用 ID 都优于使用索引呢?
答案是否定的,在常见的分页列表中,第一页和第二页的列表项 ID 都是不同,假设每页展示三条数据,那么切换页面前后组件 Render 结果如下。
<-- 第一页的列表项虚拟 DOM -->
<li key="a">dataA</li>
<li key="b">dataB</li>
<li key="c">dataC</li>
<-- 切换到第二页后的虚拟 DOM -->
<li key="d">dataD</li>
<li key="e">dataE</li>
<li key="f">dataF</li>
切换到第二页后,由于所有
的 key 值不同,所以 Diff 算法会将第一页的所有 DOM 节点标记为删除,然后将第二页的所有 DOM 节点标记为新增。整个更新过程需要三次 DOM 删除、三次 DOM 创建。如果不使用 key,Diff 算法只会将三个
-
节点标记为更新,执行三次 DOM 更新。参考 Demo 没有添加、删除、排序功能的分页列表,使用 key 时每次翻页耗时约为 140ms,而不使用 key 仅为 70ms。
尽管存在以上场景,React 官方仍然推荐使用 ID 作为每项的 key 值。其原因有两:
在列表中执行删除、插入、排序列表项的操作时,使用 ID 作为 key 将更高效。而翻页操作往往伴随着 API 请求,DOM 操作耗时远小于 API 请求耗时,是否使用 ID 在该场景下对用户体验影响不大。
使用 ID 做为 key 可以维护该 ID 对应的列表项组件的 State。举个例子,某表格中每列都有普通态和编辑态两个状态,起初所有列都是普通态,用户点击第一行第一列,使其进入编辑态。然后用户又拖拽第二行,将其移动到表格的第一行。如果开发者使用索引作为 key,那么第一行第一列的状态仍然为编辑态,而用户实际希望编辑的是第二行的数据,在用户看来就是不符合预期的。尽管这个问题可以通过将「是否处于编辑态」存放在数据项的数据中,利用 Props 来解决,但是使用 ID 作为 key 不是更香吗?
7、useMemo 返回虚拟 DOM
利用 useMemo 可以缓存计算结果的特点,如果 useMemo 返回的是组件的虚拟 DOM,则将在 useMemo 依赖不变时,跳过组件的 Render 阶段。该方式与 React.memo 类似,但与 React.memo 相比有以下优势:
更方便。React.memo 需要对组件进行一次包装,生成新的组件。而 useMemo 只需在存在性能瓶颈的地方使用,不用修改组件。
更灵活。useMemo 不用考虑组件的所有 Props,而只需考虑当前场景中用到的值,也可使用 useDeepCompareMemo 对用到的值进行深比较。
例子参考:useMemo 跳过组件 Render 过程。该例子中,父组件状态更新后,不使用 useMemo 的子组件会执行 Render 过程,而使用 useMemo 的子组件不会执行。
import { useEffect, useMemo, useState } from "react"
import "./styles.css"
const renderCntMap = {}
function Comp({ name }) {
renderCntMap[name] = (renderCntMap[name] || 0) + 1
return (
<div>
组件「{name}」 Render 次数:{renderCntMap[name]}
</div>
)
}
export default function App() {
const setCnt = useState(0)[1]
useEffect(() => {
const timer = window.setInterval(() => {
setCnt(v => v + 1)
}, 1000)
return () => clearInterval(timer)
}, [setCnt])
const comp = useMemo(() => {
return <Comp name="使用 useMemo 作为 children" />
}, [])
return (
<div className="App">
<Comp name="直接作为 children" />
{comp}
</div>
)
}
8、跳过回调函数改变触发的 Render 过程
React 组件的 Props 可以分为两类。a) 一类是在对组件 Render 有影响的属性,如:页面数据、getPopupContainer 和 renderProps 函数。b) 另一类是组件 Render 后的回调函数,如:onClick、onVisibleChange。b) 类属性并不参与到组件的 Render 过程,因为可以对 b) 类属性进行优化。当 b)类属性发生改变时,不触发组件的重新 Render ,而是在回调触发时调用最新的回调函数。
Dan Abramov 在 A Complete Guide to useEffect 文章中认为,每次 Render 都有自己的事件回调是一件很酷的特性。但该特性要求每次回调函数改变就触发组件的重新 Render ,这在性能优化过程中是可以取舍的。
例子参考:跳过回调函数改变触发的 Render 过程。Demo 中通过拦截子组件的 Props 实现,仅仅是因为笔者比较懒不想改了,这种实现方式也能开阔读者视野吧。实际上该优化思想应该通过 useMemo/React.memo 实现,且使用 useMemo 实现时也更容易理解。
import { Children, cloneElement, memo, useEffect, useRef } from "react"
import { useDeepCompareMemo } from "use-deep-compare"
import omit from "lodash.omit"
let renderCnt = 0
export function SkipNotRenderProps({ children, skips }) {
if (!skips) {
// 默认跳过所有回调函数
skips = prop => prop.startsWith("on")
}
const child = Children.only(children)
const childProps = child.props
const propsRef = useRef({})
const nextSkippedPropsRef = useRef({})
Object.keys(childProps)
.filter(it => skips(it))
.forEach(key => {
// 代理函数只会生成一次,其值始终不变
nextSkippedPropsRef.current[key] =
nextSkippedPropsRef.current[key] ||
function skipNonRenderPropsProxy(...args) {
propsRef.current[key].apply(this, args)
}
})
useEffect(() => {
propsRef.current = childProps
})
// 这里使用 useMemo 优化技巧
// 除去回调函数,其他属性改变生成新的 React.Element
return useShallowCompareMemo(() => {
return cloneElement(child, {
...child.props,
...nextSkippedPropsRef.current,
})
}, [omit(childProps, Object.keys(nextSkippedPropsRef.current))])
}
// SkipNotRenderPropsComp 组件内容和 Normal 内容一样
export function SkipNotRenderPropsComp({ onClick }) {
return (
<div className="case">
<div className="caseHeader">
跳过『与 Render 无关的 Props』改变触发的重新 Render
</div>
Render 次数为:{++renderCnt}
<div>
<button onClick={onClick} style={{ color: "blue" }}>
点我回调,回调弹出值为 1000(优化成功)
</button>
</div>
</div>
)
}
export default SkipNotRenderPropsComp
9、 Hooks 按需更新
如果自定义 Hook 暴露多个状态,而调用方只关心某一个状态,那么其他状态改变就不应该触发组件重新 Render。
export const useNormalDataHook = () => {
const [data, setData] = useState({ info: null, count: null })
useEffect(() => {
const timer = setInterval(() => {
setData(data => ({
...data,
count: data.count + 1,
}))
}, 1000)
return () => {
clearInterval(timer)
}
})
return data
}
如上所示,useNormalDataHook 暴露了两个状态 info 和 count 给调用方,如果调用方只关心 info 字段,那么 count 改变就没必要触发调用方组件 Render。
按需更新主要通过两步来实现,参考Hooks 按需更新
根据调用方使用的数据进行依赖收集,Demo 中使用 Object.defineProperties 实现。只在依赖发生改变时才触发组件更新。
10、动画库直接修改 DOM 属性
这个优化在业务中应该用不上,但还是非常值得学习的,将来可以应用到组件库中。参考 react-spring 的动画实现,当一个动画启动后,每次动画属性改变不会引起组件重新 Render ,而是直接修改了 dom 上相关属性值。
例子演示:CodeSandbox 在线 Demo
import React, { useState } from "react"
import { useSpring, animated as a } from "react-spring"
import "./styles.css"
let renderCnt = 0
export function Card() {
const [flipped, set] = useState(false)
const { transform, opacity } = useSpring({
opacity: flipped ? 1 : 0,
transform: `perspective(600px) rotateX(${flipped ? 180 : 0}deg)`,
config: { mass: 5, tension: 500, friction: 80 },
})
// 尽管 opacity 和 transform 的值在动画期间一直变化
// 但是并没有组件的重新 Render
return (
<div onClick={() = set(state = !state)}>
<div style={{ position: "fixed", top: 10, left: 10 }}>
Render 次数:{++renderCnt}
</div>
<a.div
class="c back"
style={{ opacity: opacity.interpolate(o => 1 - o), transform }}
/>
<a.div
class="c front"
style={{
opacity,
transform: transform.interpolate(t => `${t} rotateX(180deg)`),
}}
/>
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提交阶段优化
这类优化的目的是减少提交阶段耗时,该分类中仅有一条优化技巧。
1、避免在 didMount、didUpdate 中更新组件 State
这个技巧不仅仅适用于 didMount、didUpdate,还包括 willUnmount、useLayoutEffect 和特殊场景下的 useEffect(当父组件的 cDU/cDM 触发时,子组件的 useEffect 会同步调用),本文为叙述方便将他们统称为「提交阶段钩子」。
React 工作流提交阶段的第二步就是执行提交阶段钩子,它们的执行会阻塞浏览器更新页面。如果在提交阶段钩子函数中更新组件 State,会再次触发组件的更新流程,造成两倍耗时。
一般在提交阶段的钩子中更新组件状态的场景有:
React Profiler 定位 Render 过程瓶颈
React Profiler 是 React 官方提供的性能审查工具,本文只介绍笔者的使用心得,详细的使用手册请移步官网文档。
Profiler 只记录了 Render 过程耗时
通过 React Profiler,开发者可以查看组件 Render 过程耗时,但无法知晓提交阶段的耗时。尽管 Profiler 面板中有 Committed at 字段,但这个字段是相对于录制开始时间,根本没有意义。所以提醒读者不要通过 Profiler 定位非 Render 过程的性能瓶颈问题。
通过在 React v16 版本上进行实验,同时开启 Chrome 的 Performance 和 React Profiler 统计。如下图,在 Performance 面板中,调和阶段和提交阶段耗时分别为 642ms 和 300ms,而 Profiler 面板中只显示了 642ms,没有提交阶段的耗时信息。
React 在 v17 版本后已移除 User Timing 统计功能,具体原因可参考 PR#18417。在 v17 版本上,笔者也通过测试代码验证了 Profiler 中的统计信息并不包含提交阶段,有兴趣的读者可以看看。
开启「记录组件更新原因」
点击面板上的齿轮,然后勾选「Record why each component rendered while profiling.」,如下图。
然后点击面板中的虚拟 DOM 节点,右侧便会展示该组件重新 Render 的原因。
定位产生本次 Render 过程原因
由于 React 的批量更新(Batch Update)机制,产生一次 Render 过程可能涉及到很多个组件的状态更新。那么如何定位是哪些组件状态更新导致的呢?
在 Profiler 面板左侧的虚拟 DOM 树结构中,从上到下审查每个发生了渲染的(不会灰色的)组件。如果组件是由于 State 或 Hook 改变触发了 Render 过程,那它就是我们要找的组件,如下图。
总结
通过本文,我们先掌握了 React 的工作流,React 组件一次状态更新分为调和阶段和提交阶段。React 项目的性能优化点主要集中在调和阶段,通过尽量避免不必要的组件进入 Render 过程达到优化的目的。在真实项目中,如果遇到性能问题,先通过 React Profiler 定位耗时原因,然后根据具体情况#选择优化手段。
选择优化技巧
如果是因为存在不必要更新的组件进入了 Render 过程,则选择跳过不必要的组件更新进行优化。
如果是因为页面挂载了太多不可见的组件,则选择懒加载、懒渲染或虚拟列表进行优化。
如果是因为多次设置状态,引起了多次状态更新,则选择批量更新或debounce、throttle 优化频繁触发的回调进行优化。
如果组件 Render 逻辑的确非常耗时,我们需要先定位到耗时代码,并判断能否通过缓存优化它。如果能,则选择缓存优化,否则选择按优先级更新,及时响应用户,将组件逻辑进行拆解,以便更快响应用户
计算并更新组件的派生状态(Derived State)。在该场景中,类组件应使用 getDerivedStateFromProps 钩子方法代替,函数组件应使用函数调用时执行 setState的方式代替。使用上面两种方式后,React 会将新状态和派生状态在一次更新内完成。
根据 DOM 信息,修改组件状态。在该场景中,除非想办法不依赖 DOM 信息,否则两次更新过程是少不了的,就只能用其他优化技巧了。use-swr 的源码就使用了该优化技巧。当某个接口存在缓存数据时,use-swr 会先使用该接口的缓存数据,并在 requestIdleCallback 时再重新发起请求,获取最新数据。如果 use-swr 不做该优化的话,就会在 useLayoutEffect 中触发重新验证并设置 isValidating 状态为 true,引起组件的更新流程,造成性能损失。
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