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React 应用的性能优化思路

发布时间:2020-12-15 03:27:15 所属栏目:百科 来源:网络整理
导读:要点梗概 React 应用主要的性能问题在于多余的处理和组件的 DOM 比对。为了避免这些性能陷阱,你应该尽可能的在 shouldComponentUpdate 中返回 false 。 简而言之,归结于如下两点: 加速 shouldComponentUpdate 的检查 简化 shouldComponentUpdate 的检查

要点梗概

React 应用主要的性能问题在于多余的处理和组件的 DOM 比对。为了避免这些性能陷阱,你应该尽可能的在 shouldComponentUpdate 中返回 false

简而言之,归结于如下两点:

  1. 加速shouldComponentUpdate 的检查

  2. 简化shouldComponentUpdate 的检查

免责声明!

文章中的示例是用 React + Redux 写的。如果你用的是其它的数据流库,原理是相通的但是实现会不同。

在文章中我没有使用 immutability (不可变)库,只是一些普通的 es6 和一点 es7。有些东西用不可变数据库要简单一点,但是我不准备在这里讨论这一部分内容。

React 应用的主要性能问题是什么?

  1. 组件中那些不更新 DOM 的冗余操作

  2. DOM 比对那些无须更新的叶子节点

    • 虽则 DOM 比对很出色并加速了 React ,但计算成本是不容忽视的

React 默认的渲染行为是怎样的?

我们来看一下 React 是如何渲染组件的。

初始化渲染

在初始化渲染时,我们需要渲染整个应用

(绿色 = 已渲染节点)

每一个节点都被渲染 —— 这很赞!现在我们的应用呈现了我们的初始状态。

提出改变

我们想更新一部分数据。这些改变只和一个叶子节点相关

理想更新

我们只想渲染通向叶子节点的关键路径上的这几个节点

默认行为

如果你不告诉 React 别这样做,它便会如此

(橘黄色 = 浪费的渲染)

哦,不!我们所有的节点都被重新渲染了。

React 的每一个组件都有一个 shouldComponentUpdate(nextProps,nextState) 函数。它的职责是当组件需要更新时返回 true , 而组件不必更新时则返回 false 。返回 false 会导致组件的 render 函数不被调用。React 总是默认在 shouldComponentUpdate 中返回 true,即便你没有显示地定义一个 shouldComponentUpdate 函数。

// 默认行为

shouldComponentUpdate(nextProps,nextState) {

    return true;

}

这就意味着在默认情况下,你每次更新你的顶层级的 props,整个应用的每一个组件都会渲染。这是一个主要的性能问题。

我们如何获得理想的更新?

尽可能的在 shouldComponentUpdate 中返回 false

简而言之:

  1. 加速shouldComponentUpdate 的检查

  2. 简化shouldComponentUpdate 的检查

加速 shouldComponentUpdate 检查

理想情况下我们不希望在 shouldComponentUpdate 中做深等检查,因为这非常昂贵,尤其是在大规模和拥有大的数据结构的时候。

class Item extends React.component {

    shouldComponentUpdate(nextProps) {

      // 这很昂贵

      return isDeepEqual(this.props,nextProps);

    }

    // ...

}

一个替代方法是只要对象的值发生了变化,就改变对象的引用

const newValue = {

    ...oldValue

    // 在这里做你想要的修改

};



// 快速检查 —— 只要检查引用

newValue === oldValue; // false



// 如果你愿意也可以用 Object.assign 语法

const newValue2 = Object.assign({},oldValue);



newValue2 === oldValue; // false

在 Redux reducer 中使用这个技巧:

// 在这个 Redux reducer 中,我们将改变一个 item 的 description

export default (state,action) {



    if(action.type === 'ITEM_DESCRIPTION_UPDATE') {



        const { itemId,description } = action;



        const items = state.items.map(item => {

            // action 和这个 item 无关 —— 我们可以不作修改直接返回这个 item

            if(item.id !== itemId) {

              return item;

            }



            // 我们想改变这个 item

            // 这会保留原本 item 的值,但

            // 会返回一个更新过 description 的新对象

            return {

              ...item,description

            };

        });



        return {

          ...state,items

        };

    }



    return state;

}

如果你采用这个方法,那你只需在 shouldComponentUpdate 函数中作引用检查

// 超级快 —— 你所做的只是检查引用!

shouldComponentUpdate(nextProps) {

    return isObjectEqual(this.props,nextProps);

}

isObjectEqual 的一个实现示例

const isObjectEqual = (obj1,obj2) => {

    if(!isObject(obj1) || !isObject(obj2)) {

        return false;

    }



    // 引用是否相同

    if(obj1 === obj2) {

        return true;

    }



    // 它们包含的键名是否一致?

    const item1Keys = Object.keys(obj1).sort();

    const item2Keys = Object.keys(obj2).sort();



    if(!isArrayEqual(item1Keys,item2Keys)) {

        return false;

    }



    // 属性所对应的每一个对象是否具有相同的引用?

    return item2Keys.every(key => {

        const value = obj1[key];

        const nextValue = obj2[key];



        if(value === nextValue) {

            return true;

        }



        // 数组例外,再检查一个层级的深度

        return Array.isArray(value) && 

            Array.isArray(nextValue) && 

            isArrayEqual(value,nextValue);

    });

};



const isArrayEqual = (array1 = [],array2 = []) => {

    if(array1 === array2) {

        return true;

    }



    // 检查一个层级深度

    return array1.length === array2.length &&

        array1.every((item,index) => item === array2[index]);

};

简化 shouldComponentUpdate 检查

先看一个复杂shouldComponentUpdate 示例

// 关注分离的数据结构(标准化数据)

const state = {

    items: [

        {

            id: 5,description: 'some really cool item'

        }

    ]



    // 表示用户与系统交互的对象

    interaction: {

        selectedId: 5

    }

};

如果这样组织你的数据,会使得在 shouldComponentUpdate 中进行检查变得困难

import React,{ Component,PropTypes } from 'react'



class List extends Component {



    propTypes = {

        items: PropTypes.array.isRequired,iteraction: PropTypes.object.isRequired

    }



    shouldComponentUpdate (nextProps) {

        // items 中的元素是否发生了改变?

        if(!isArrayEqual(this.props.items,nextProps.items)) {

            return true;

        }



        // 从这里开始事情会变的很恐怖



        // 如果 interaction 没有变化,那可以返回 false (真棒!)

        if(isObjectEqual(this.props.interaction,nextProps.interaction)) {

            return false;

        }



        // 如果代码运行到这里,我们知道:

        //    1. items 没有变化

        //    2. interaction 变了

        // 我们需要 interaction 的变化是否与我们相干



        const wasItemSelected = this.props.items.any(item => {

            return item.id === this.props.interaction.selectedId

        })

        const isItemSelected = nextProps.items.any(item => {

            return item.id === nextProps.interaction.selectedId

        })



        // 如果发生了改变就返回 true

        // 如果没有发生变化就返回 false

        return wasItemSelected !== isItemSelected;

    }



    render() {

        <div>

            {this.props.items.map(item => {

                const isSelected = this.props.interaction.selectedId === item.id;

                return (<Item item={item} isSelected={isSelected} />);

            })}

        </div>

    }

}

问题1:shouldComponentUpdate 体积庞大

你可以看出一个非常简单的数据对应的 shouldComponentUpdate 即庞大又复杂。这是因为它需要知道数据的结构以及它们之间的关联。shouldComponentUpdate 函数的复杂度和体积只随着你的数据结构增长。这很容易导致两点错误:

  1. 在不应该返回 false 的时候返回 false(应用显示错误的状态)

  2. 在不应该返回 true 的时候返回 true(引发性能问题)

为什么要让事情变得这么复杂?你只想让这些检查变得简单一点,以至于你根本就不必考虑它们。

问题2:父子级之间强耦合

通常而言,应用都要推广松耦合(组件对其它的组件知道的越少越好)。父组件应该尽量避免知晓其子组件的工作原理。这就允许你改变子组件的行为而无须让父级知晓这些变化(假设 PropsTypes 保持不变)。它还允许子组件独立运转,而不必让父级紧密的控制其行为。

解决办法:压平你的数据

通过压平(合并)你的数据结构,你可以重新使用非常简单的引用检查来看是否有什么发生了变化。

const state = {

    items: [

        {

            id: 5,description: 'some really cool item',// interaction 现在存在于 item 的内部

            interaction: {

                isSelected: true

            }

        }

    }

};

这样组织你的数据使得在 shouldComponentUpdate 中做检查变得简单

import React,{Component,PropTypes} from 'react'



class List extends Component {



    propTypes = {

        items: PropTypes.array.isRequired

    }



    shouldComponentUpdate(nextProps) {

        // so easy,麻麻再也不用担心我的更新检查了

        return isObjectEqual(this.props,nextProps);

    }



    render() {

        <div>

            {this.props.items.map(item => {



                return (

                <Item item={item}

                    isSelected={item.interaction.isSelected} />)

            })}

        </div>

    }

}

如果你想要更新 interaction 你就改变整个对象的引用

// redux reducer

export default (state,action) => {



    if(action.type === 'ITEM_SELECT') {



        const { itemId } = action;



        const items = state.items.map(item => {

            if(item.id !== itemId) {

                return item;

            }



            // 改变整个对象的引用

            return {

                ...item,interaction: {

                    isSelected: true

                }

            }

        })



        return {

            ...state,items

        };

    }



    return state;

};

误区:引用检查与动态 props

一个创建动态 props 的例子

class Foo extends React.Component {

    render() {

        const {items} = this.props;



        // 这个对象每次都有一个新的引用

        const newData = { hello: 'world' };





        return <Item name={name} data={newData} />

    }

}



class Item extends React.Component {



    // 即便前后两个对象的值相同,检查也总会返回true,因为 `data` 每次都会得到一个新的引用

    shouldComponentUpdate(nextProps) {

        return isObjectEqual(this.props,nextProps);

    }

}

通常我们不会在组件中创建一个新的 props 把它传下来 。但是,这在循环中更为常见

class List exntends React.Component {

    render() {

        const {items} = this.props;



        <div>

            {items.map((item,index) => {

                // 这个对象每次都会获得一个新引用

                const newData = {

                    hello: 'world',isFirst: index === 0

                };





                return <Item name={name} data={newData} />

            })}

        </div>

    }

}

这在创建函数时很常见

import myActionCreator from './my-action-creator';



class List extends React.Component {

    render() {

        const {items,dispatch} = this.props;



        <div>

            {items.map(item => {

                // 这个函数的引用每次都会变

                const callback = () => {

                    dispatch(myActionCreator(item));

                }



                return <Item name={name} onUpdate={callback} />

            })}

        </div>

    }

}

解决问题的策略

  1. 避免在组件中创建动态的 props

改善你的数据模型,这样你就可以直接把 props 传下来

  1. 把动态 props 转化成满足全等(===)的类型传下来

eg:

  • boolean

  • number

  • string

const bool1 = true;

const bool2 = true;



bool1 === bool2; // true



const string1 = 'hello';

const string2 = 'hello';



string1 === string2; // true

如果你实在需要传递动态对象,那就把它当作字符串传下来,再在子级进行解构

render() {

    const {items} = this.props;



    <div>

        {items.map(item => {

            // 每次获得新引用

            const bad = {

                id: item.id,type: item.type

            };



            // 相同的值可以满足严格的全等 '==='

            const good = `${item.id}::${item.type}`;



            return <Item identifier={good} />

        })}

    </div>

}

特殊情况:函数

  1. 如果可以的话,尽量避免传递函数。相反,让子组件自由的 dispatch 动作。这还有个附加的好处就是把业务逻辑移出组件。

  2. shouldComponetUpdate 中忽略函数检查。这样不是很理想,因我们不知道函数的值是否变化了。

  3. 创建一个 data -> function 的不可变绑定。你可以在 componentWillReceiveProps 函数中把它们存到 state 中去。这样就不会在每一次 render 时拿到新的引用。这个方法极度笨重,因为你须要维护和更新一个函数列表。

  4. 创建一个拥有正确 this 绑定的中间组件。这也不够理想,因为你在层级中引入了一个冗余层。

  5. 任何其它你能够想到的、能够避免每次 render 调用时创建一个新函数的方法。

方案4 的示例

// 引入另外一层 'ListItem'

<List>

    <ListItem> // 你可以在这里创建正确的 this 绑定

        <Item />

    </ListItem>

</List>



class ListItem extends React.Component {



    // 这样总能得到正确的 this 绑定,因为它绑定在了实例上

    // 感谢 es7!

    const callback = () => {

        dispatch(doSomething());

    }



    render() {

        return <Item callback={this.callback} item={this.props.item} />

    }

}

工具

以上列出来的所有规则和技巧都是通过使用性能测量工具发现的。使用工具可以帮助你发现你的应用的具体性能问题所在。

console.time

这一个相当简单:

  1. 开始一个计时器

  2. 做点什么

  3. 停止计时器

一个比较好的做法是使用 Redux 中间件:

export default store => next => action => {

    console.time(action.type)



    // `next` 是一个函数,它接收 'action' 并把它发送到 ‘reducers' 进行处理

    // 这会导致你应有的一次重渲

    const result = next(action);



    // 渲染用了多久?

    console.timeEnd(action.type);



    return result;

};

用这个方法可以记录你应用的每一个 action 和它引起的渲染所花费的时间。你可以快速知道哪些 action 渲染时间最长,这样当你解决性能问题时就可以从那里着手。拿到时间值还能帮助你判断你所做的性能优化是否奏效了。

React.perf

这个工具的思路和 console.time 是一致的,只不过用的是 React 的性能工具:

  1. Perf.start()

  2. do stuff

  3. Perf.stop()

Redux 中间件示例:

import Perf from 'react-addons-perf';



export default store => next => action => {

    const key = `performance:${action.type}`;

    Perf.start();



    // 拿到新的 state 重渲应用

    const result = next(action);

    Perf.stop();



    console.group(key);

    console.info('wasted');

    Perf.printWasted();

    // 你可以在这里打印任何你感兴趣的 Perf 测量值



    console.groupEnd(key);

    return result;

};

console.time 方法类似,它能让你看到你每一个 action 的性能指标。更多关于 React 性能 addon 的信息请点击这里

浏览器工具

CPU 分析器火焰图表在寻找你的应用程序的性能问题时也能发挥作用。

在做性能分析时,火焰图表会展示出每一毫秒你的代码的 Javascript 堆栈的状态。在记录的时候,你就可以确切地知道任意时间点执行的是哪一个函数,它执行了多久,又是谁调用了它。—— Mozilla

Firefox: 点击查看

Chrome: 点击查看

感谢阅读,祝你顺利构建出高性能的 React 应用!

(编辑:李大同)

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