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如何编写高性能的 React 代码：规则、模式、注意事项

2023-02-28

组件 item 国家
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：可以看到，左侧有一个国家列表，带有“已保存”和“已选择”状

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：

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。

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 settings</h1>
      <div css={contentCss}>
        <CountriesList
          countries={countries}
          onCountryChanged={(c) => setSelectedCountry(c)}
          savedCountry={savedCountry}
        />
        <SelectedCountry
          country={selectedCountry}
          onCountrySaved={() => setSavedCountry(selectedCountry)}
        />
      </div>
    </>
  );
};

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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}
        />
      ...
    </>
  );
};

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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-renders</div>;
};

export const Page = ({ countries }: { countries: Country[] }) => {
  const [counter, setCounter] = useState<number>(1);

  return (
    <>
      <h1>Country settings</h1>
      <button onClick={() => setCounter(counter + 1)}>
        Click here to re-render Countries list (open the console) {counter}
      </button>
      <CountriesList />
    </>
  );
};

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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 settings</h1>
      <button onClick={() => setCounter(counter + 1)}>
        Click here to re-render Countries list (open the console) {counter}
      </button>
      {list}
    </>
  );
};

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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 settings</h1>
      <div css={contentCss}>
        <CountriesList
          countries={countries}
          onCountryChanged={(c) => setSelectedCountry(c)}
          savedCountry={savedCountry}
        />
        <SelectedCountry
          country={selectedCountry}
          onCountrySaved={() => setSavedCountry(selectedCountry)}
        />
      </div>
    </>
  );
};

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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;

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 settings</h1>
      <div css={contentCss}>
        {list}
        {selected}
      </div>
    </>
  );
};

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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>
  );
};

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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} />
      ))}
    </>
  );
};

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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} />
      ))}
    </>
  );
};

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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>
  );
};

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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>
  );
};

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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">Save</button>
    </>
  );
};

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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);
};

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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" : ""}`;
    // ...
}

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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 settings</h1>
      <button onClick={() => setCounter(counter + 1)}>
        Click here to re-render Countries list (open the console) {counter}
      </button>
      {list}
    </>
  );
};

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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>
  );
};

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context 在 Item 组件中：

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

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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>
  );
};

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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 theme</button>
      // ...
    </ThemeContext.Provider>
  )
}

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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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