React组件性能调优

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React是一个专注于UI层的框架，它使用虚拟DOM技术，以保证它UI的高速渲染；使用单向数据流，因此它数据绑定更加简单；那么它内部是如何保持简单高效的UI渲染呢？这种渲染机制有可能存在什么性能问题呢？

React组件渲染问题引出

React不直接操作DOM，它在内存中维护一个快速响应的DOM描述，render方法返回一个DOM的描述，React能够计算出两个DOM描述的差异，然后更新浏览器中的DOM。这就是著名的DOM Diff。

就是说React在接收到属性(props)或者状态(state)更新时，就会通过前面的方式更新UI。所以React整个UI渲染是比较快的。但是这里面可能出现的问题是：

假设我们定义一个父组件，其包含了5000个子组件。我们有一个输入框输入操作，每次输入一个数字，对应的那个子组件背景色变红。

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<Components>
  <Components-1 />
  <Components-2 />
  <Components-3 />
  ...
  <Components-5000 />
</Components>

这样我们输入数字1，则子组件1背景色变化，但是在这个过程中，所有的子组件都进行了重新渲染，导致整体渲染变慢。造成这种现象的原因是 React中父组件更新默认触发所有子组件更新。（具体例子见文章后demo链接）

同时，我们经常在遍历列表元素时候会遇到这样的提示：

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Warning: Each child in an array or iterator should have a unique "key" prop.

这就是我们今天要讨论的两个性能优化点：

  1. 父组件更新默认触发所有子组件更新
  2. 列表类型的组件默认更新方式非常复杂

React性能检测工具

我们利用 react-addons-perf 进行性能检测。引入方法如下：

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import Perf from 'react-addons-perf'
window.Perf = Perf // 挂载到全局变量方便使用

检测方法，在浏览器控制台输入如下命令：

  • 开始记录：Perf.start()
  • 结束记录：Perf.stop()
  • 打印结果：printInclusive()

react

控制台会以表格的形式展示出结果：

react

上图记录了每个组件的执行耗时，渲染次数等关键信息。我们可以有针对性的进行优化。

注意：生产环境不要引入Perf

React 性能优化原理

这是React官网对组件渲染机制的描述图，其中绿色组件代表不需要更新，红色组件需要更新，影响更新的条件主要有SCU(shouldComponentUpdate)及DOM DIff结果。

react

我们再来看看 组件触发更新的流程图：

react

通过上述流程图，再对比渲染的图解可以看到，React的性能瓶颈主要出现在生成DOM及DOM Diff的过程。如果进行性能优化，关键在：

  • shouldComponentUpdate 阶段判断，如果属性及状态与上一次相同，这个时候很明显UI不会变化，也不需要执行后续生成DOM，DOM Diff的过程了，可以提高性能。
  • DOM Diff 阶段优化，提高Diff的效率

如何提高组件的渲染效率

针对文章开头提出的两个性能问题，我们得到以下解决方案：

  • 子组件执行 shouldComponentUpdate 方法，自行决定是否更新
  • 给列表中的组件添加key属性

我们可以通过控制子组件的 shouldComponentUpdate 从而控制是否渲染：

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// 接收两个参数，分别为待更新的属性及状态值
shouldComponentUpdate(nextProps, nextState) {
    // 如果当前的value值与待更新不相等，才执行更新
    return this.props.value !== nextProps.value;
}

针对列表遍历类型，遍历时候增加唯一 key 属性值，对子组件进行唯一性识别，准确知道要操作的子组件，提高 DOM Diff 的效率。

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array.map(val, key) => {
   return <span key={key}>{val}</span>
})

PureRenderMixin 与 PureComponent

为了提高React组件渲染性能，React 针对组件的 shouldComponentUpdate 方法进行了封装处理，我们不需要在每个组件里面手动编写 shouldComponentUpdate。

PureRenderMixin

React在之前版本提供了 PureRenderMixin 的mixin形式，其用法如下：

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// react官方demo
import PureRenderMixin from 'react-addons-pure-render-mixin';
class FooComponent extends React.Component {
  constructor(props) {
    super(props);
    this.shouldComponentUpdate = PureRenderMixin.shouldComponentUpdate.bind(this);
  }

其原理就是重写了 shouldComponentUpdate 方法。

PureComponent

React 15.3.0 新增了一个 PureComponent 类，以 ES2015 class 的方式方便地定义纯组件 (pure component)，用于取代之前的 PureRenderMixin。

这个类的用法很简单，如果你有些组件是纯组件，那么把继承类从 Component 换成 PureComponent 即可。当组件更新时，如果组件的 props 和 state 都没发生改变，render 方法就不会触发，省去 Virtual DOM 的生成和比对过程，达到提升性能的目的。

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import React, { PureComponent } from 'react'
class Example extends PureComponent {
  render() {
    // ...
  }
}

这里要注意的是：PureRenderMixin、PureComponent 内进行的仅仅是浅比较对象(shallowCompare)。如果对象包含了复杂的数据结构，深层次的差异可能会产生误判。比如，如果我们的state变为：

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state = {
     value: { foo: 'bar' }
}
// 每次更改value值的时候进行：
this.setState({ value: newValue });

此时直接通过值的比较是行不通的，因为对象的引用关系，导致在子组件里面接受到的 this.props.value 与 nextProps.value 永远都是相等的。这里的解决方案主要有：

  • 深比较： 原理与深拷贝类似，比较耗时，不推荐
  • immutable.js：FaceBook官方提出的不可变数据解决方案，主要解决了复杂数据在deepClone和对比过程中性能损耗

总结

虽然React提供了Virtual DOM DOM Diff 等优秀的能力来提高渲染性能，但是在实际使用过程中，我们经常会遇到父组件更新，不需要更新所以子组件的场景（分页），此时必须考虑利用React本周的渲染机制来进行优化。

附： 文章涉及的相关代码