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使用immutable优化React

使用immutable优化React

作者: Nosaj | 来源:发表于2021-02-24 11:42 被阅读0次

    React在减少重复渲染方面确实是有一套独特的处理办法,那就是虚拟DOM,但显然在首次渲染的时候React绝无可能超越原生的速度,或者一定能将其它的框架比下去。尤其是在优化前的React,每次数据变动都会执行render,大大影响了性能,特别是在移动端。

    React 默认的渲染行为

    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)


    image.png

    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(绿色的)

    image.png

    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(绿色的)


    image.png

    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)

    image.png

    从上图可以看见,组件除了必要渲染的三个节点外,还渲染了其他不必要渲染的节点,这对性能是一个很大的浪费。如果对于复杂的页面,这将导致页面的整体体验效果非常差。因此要提高组件的性能,就应该想尽一切方法减少不必要的渲染。

    React的生命周期

    React的生命周期如下,还没熟悉的同学可以去熟悉一下。


    image.png

    shouldComponentUpdate

    因为其中的 shouldComponentUpdate 是优化的关键。React的重复渲染优化的核心其实就是在shouldComponentUpdate里面做数据比较。在优化之前,shouldComponentUpdate是默认返回true的,这导致任何时候触发任何的数据变化都会使component重新渲染。这必然会导致资源的浪费和性能的低下——你可能会感觉比较原生的响应更慢。

    React性能优化的关键在于shouldComponentUpdate

    image.png

    在上面的示例中,因为 C2 的 shouldComponentUpdate 返回 false,React 就不需要生成新的虚拟 DOM,也就不需要更新 DOM,注意 React 甚至不需要调用 C4 和 C5 的 shouldComponentUpdate

    C1 和 C3 的 shouldComponentUpdate 返回 true,所以 React 需要向下到叶子节点检查它们,C6 返回 true,因为虚拟 DOM 不相等,需要更新 DOM。最后感兴趣的是 C8,对于这个节点,React 需要计算虚拟 DOM,但是因为它和旧的相等,所以不需要更新 DOM。

    React.PureComponent

    在传入组件的props和state只有一层时,我们可以直接使用 React.PureComponent,它会自动帮我们进行浅比较(shallow-compare),从而控制shouldComponentUpdate的返回值。

    但是,当传入props或state不止一层,或者未array和object时,浅比较(shallow-compare)就失效了。当然我们也可以在 shouldComponentUpdate() 中使用使用 deepCopydeepCompare 来避免无必要的 render(),但 deepCopydeepCompare一般都是非常耗性能的。这个时候我们就需要 Immutable

    Immutable

    JavaScript 中的对象一般是可变的(Mutable),因为使用了引用赋值,新的对象简单的引用了原始对象,改变新的对象将影响到原始对象。如

    foo={a: 1}; 
    bar=foo; 
    bar.a=2
    

    你会发现此时 foo.a 也被改成了 2。虽然这样做可以节约内存,但当应用复杂后,这就造成了非常大的隐患,Mutable 带来的优点变得得不偿失。为了解决这个问题,一般的做法是使用 shallowCopy(浅拷贝)或 deepCopy(深拷贝)来避免被修改,但这样做造成了 CPU 和内存的浪费。

    而Immutable 可以很好地解决这些问题。

    什么是Immutable Data

    Immutable Data 就是一旦创建,就不能再被更改的数据。对 Immutable 对象的任何修改或添加删除操作都会返回一个新的 Immutable 对象。Immutable 实现的原理是 Persistent Data Structure(持久化数据结构),也就是使用旧数据创建新数据时,要保证旧数据同时可用且不变。同时为了避免 deepCopy 把所有节点都复制一遍带来的性能损耗,Immutable 使用了 Structural Sharing(结构共享),即如果对象树中一个节点发生变化,只修改这个节点和受它影响的父节点,其它节点则进行共享。

    可以看看下面这个经典的动画:

    4039331718-56cc22613b287_articlex.gif

    immutable.js

    Immutable.js本质上是一个JavaScript的持久化数据结构的库 ,但是由于同期的React太火,并且和React在性能优化方面天衣无缝的配合,导致大家常常把它们两者绑定在一起。

    Immutable.js是Facebook 工程师 Lee Byron 花费 3 年时间打造,但没有被默认放到 React 工具集里(React 提供了简化的 Helper)。它内部实现了一套完整的 Persistent Data Structure,且数据结构和方法非常丰富(完全不像JS出身的好不好)。像 Collection、List、Map、Set、Record、Seq。有非常全面的map、filter、groupBy、reduce、find函数式操作方法。同时 API 也尽量与 Object 或 Array 类似。 Immutable.js 压缩后下载有 16K。

    其中有 3 种最重要的数据结构说明一下:(Java 程序员应该最熟悉了)

    • Map:键值对集合,对应于 Object,ES6 也有专门的 Map 对象

    • List:有序可重复的列表,对应于 Array

    • Set:无序且不可重复的列表

    简单示例

    
    import { Map } from "immutable";
    const map1 = Map({ a: 1, b: 2, c: 3 });
    const map2 = map1.set('b', 50);
    map1.get('b'); // 2
    map2.get('b'); // 50
    

    seamless-immutable

    seamless-immutable是另一套持久化数据结构的库,它并没有实现完整的 Persistent Data Structure,而是使用 Object.defineProperty(因此只能在 IE9 及以上使用)扩展了 JavaScript 的 Array 和 Object 对象来实现,只支持 Array 和 Object 两种数据类型,API 基于与 Array 和 Object ,因此许多不用改变自己的使用习惯,对代码的入侵非常小。同时,它的代码库也非常小,压缩后下载只有 2K。

    简单示例

    // 使用  seamless-immutable.js 后
    import Immutable from 'seamless-immutable';
    var array = Immutable(["totally", "immutable", {hammer: "Can’t Touch This"}]);
    
    array[1] = "I'm going to mutate you!"
    array[1] // "immutable"
    
    array[2].hammer = "hm, surely I can mutate this nested object..."
    array[2].hammer // "Can’t Touch This"
    
    for (var index in array) { console.log(array[index]); }
    // "totally"
    // "immutable"
    // { hammer: 'Can’t Touch This' }
    
    JSON.stringify(array) // '["totally","immutable",{"hammer":"Can’t Touch This"}]'
    

    seamless-immutable的实现依赖于ECMAScript 5 的一些特性,如Object.definePropertyObject.freeze,因此会在浏览器兼容性方面有所欠缺

    不过这不是问题啦,可以使用 polyfill es-shims/es5-shim 来解决。

    对比

    虽然 Immutable.js 尽量尝试把 API 设计的原生对象类似,有的时候还是很难区别到底是 Immutable 对象还是原生对象,容易混淆操作。

    Immutable 中的 Map 和 List 虽对应原生 Object 和 Array,但操作非常不同,比如你要用 map.get('key')而不是 map.keyarray.get(0) 而不是 array[0]。另外 Immutable 每次修改都会返回新对象,也很容易忘记赋值。

    当使用外部库的时候,一般需要使用原生对象,也很容易忘记转换。

    当然也有一些办法来避免类似问题发生:

    • 使用 Flow 或 TypeScript 这类有静态类型检查的工具

    • 约定变量命名规则:如所有 Immutable 类型对象以 开头。

    • 使用 Immutable.fromJS 而不是 Immutable.MapImmutable.List 来创建对象,这样可以避免 Immutable 和原生对象间的混用。

    但是还有一个致命的问题是,对现有代码的改造,使用 Immutable.js 成本实在太大。

    seamless-immutable虽然数据结构和API不如Immutable.js丰富,但是对于只想使用Immutable Data来对React进行优化以避免重复渲染的我们来说,已经是绰绰有余了。而且Array和Object原生的方法等都可以直接使用,原有项目改动极小。

    React中使用

    由于seamless-immutable的实现依赖于ECMAScript 5 和原生的Array、Object天然的兼容性,导致其在React中的使用非常简单,只要注意三点就可以达到效果:

    初始化state

    初始化state数据的时候,使用Immutable的初始化方式。

    import Immutable from 'seamless-immutable';
    
    state: {
        orderList: Immutable([]),
      }
    

    修改state数据

    修改state数据的时候,同样也要注意:

    saveOrderList(state, {payload: items}) {
          return {...state, orderList: Immutable(items)};
        }
    

    shouldComponentUpdate

    使用pure-render-decorator,真是方便、快捷又优雅。当然,由于decorator属于ES7的特性,babel还需要自己配置。

    import React from 'react';
    import pureRender from 'pure-render-decorator';
    
    @pureRender
    class OrderListView extends React.Component {
      render() {
        const {orderList} = this.props;
        return (
          <div>
            {
              orderList.map((item) => {
                return (
                  <div key={item.orderNum}>
                    <div>{item.orderNum}</div>
                    <div>{item.createTime}</div>
                    <div>{item.contact}</div>
                    <hr/>
                  </div>
                );
              })
            }
          </div>
        );
      }
    }
    
    export default OrderListView;
    
    

    怎么样,传说中的React的SCU的优化就是这么简单,赶紧去试试吧。

    参考

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