这段时间对自己写的React应用的性能做了一些分析以及优化，发现项目中产生性能问题的原因主要来自两个方面：
大量的数据渲染使组件进行不必要的diff过程，导致应用卡顿；
部分交互操作频繁的组件中使用了一些不必要的DOM操作，以及在处理比如scroll事件，resize事件等这类容易导致浏览器不停重新渲染的操作时，混杂了大量的计算以及混乱的DOM操作，导致浏览器卡顿。
今天主要想讨论的是关于第一点的优化，至于第二点，这并不是React为我们带来的问题，而是我们对浏览器的渲染机制理解和思考还有所欠缺的表现，下次我们再去深入的探讨这个问题。
这篇文章是我在探查原因的时候，在Medium上看到的。原文地址：Performance optimisations for React applications
先声明，作者的观点并不是完全可取的，他在文章中的阐述是基于React与Redux的，但事实上他并没有完全使用Redux的connect()函数，这一点Dan也在Tweet上指出了。不过即使这样，对我们单纯的使用React来说，也是很有意义的。针对Dan的观点，作者也在文章的评论中进行了补充。
TL;DR;
React应用主要的的性能瓶颈来自于一些冗余的程序处理以及组件中的DOM diff的过程。为了避免这种情况，在你的应用中尽可能多的让shouldComponentUpdate返回false。
并且你还要加快这个过程：
shouldComponentUpdate中的条件判断应该尽可能的快
shouldComponentUpdate中的条件判断要尽可能的简单
以下是正文
是什么造成了React应用的性能瓶颈？
不需要更新DOM的冗余处理
对大量不需要更新的DOM节点进行diff计算（虽然Diff算法是使React应用表现良好的关键，但这些计算并不能够完全忽略不计）
React中默认的渲染方式是什么？
让我来研究下React是如何渲染一个组件的
首次render
对于首次渲染来说，所有的节点都应当被渲染（绿色的表示被渲染的节点）
图中的每个节点都被渲染了，我们的应用目前处于初始状态。
发起改变
我们想要更新一段数据，而跟这个数据相关的只有一个节点。
理想中的更新
我们只想渲染到达叶子节点的关键路径。
默认的渲染行为
如果我们什么都不做的话，React默认会这样做：（orange = waste）
所有的节点都被渲染了。
每个React组件中都有一个shouldComponentUpdate(nextProps,nextState)方法。它返回一个Bool值，当组件应当被渲染时返回true，不应当被渲染时返回false。当return false时，组件中的render方法压根不会被执行。然而在React中，即便你没有明确的定义shouldComponentUpdate方法，shouldComponentUpdate还是会默认返回True。
// default behaviour
shouldComponentUpdate(nextProps,nextState) {
return true;
}
这意味着，当我们对默认行为不做任何修改时，每次改动顶层的props，整个应用的所有组件都会执行其render方法。这就是产生性能问题的原因。
那么我们如何实现理想化的更新操作呢？
在你的应用中尽可能多的让shouldComponentUpdate返回false。
并且你还要加快这个过程：
shouldComponentUpdate中的条件判断应该尽可能的快
shouldComponentUpdate中的条件判断要尽可能的简单
加快shouldComponentUpdate中的条件判断
理想化的情况中，我们不应该在shouldComponentUpdate函数中进行深度比较，因为深度比较是比较消耗资源的一件事，特别是我们的数据结构嵌套特别深，数据量特别大的时候。
class Item extends React.Component {
shouldComponentUpdate(nextProps) {
// expensive!
return isDeepEqual(this.props,nextProps);
}
// ...
}
一个可供替代的方法是在一个数据发生改变时，修改对象的引用而不是它的值。
const newValue = {
...oldValue
// any modifications you want to do
};
// fast check - only need to check references
newValue === oldValue; // false
// you can also use the Object.assign syntax if you prefer
const newValue2 = Object.assign({},oldValue);
newValue2 === oldValue; // false
可以把这个技巧用在Redux中的reducer中：
// in this Redux reducer we are going to change the description of an item
export default (state,action) => {
if(action.type === 'ITEM_DESCRIPTION_UPDATE') {
const {itemId,description} = action;
const items = state.items.map(item => {
// action is not relevant to this item - we can return the old item unmodified
if(item.id !== itemId) {
return item;
}
// we want to change this item
// this will keep the 'value' of the old item but
// return a new object with an updated description
return {
...item,description
};
});
return {
...state,items
};
}
return state;
}
如果你采用了这种方式，那么在你的shouldComponentUpdate方法中只需要检查对象的引用就可以。
// super fast - all you are doing is checking references!
shouldComponentUpdate(nextProps) {
return !isObjectEqual(this.props,nextProps);
}
下面是isObjectEqual函数的一种简易实现：
const isObjectEqual = (obj1,obj2) => {
if(!isObject(obj1) || !isObject(obj2)) {
return false;
}
// are the references the same?
if (obj1 === obj2) {
return true;
}
// does it contain objects with the same keys?
const item1Keys = Object.keys(obj1).sort();
const item2Keys = Object.keys(obj2).sort();
if (!isArrayEqual(item1Keys,item2Keys)) {
return false;
}
// does every object in props have the same reference?
return item2Keys.every(key => {
const value = obj1[key];
const nextValue = obj2[key];
if (value === nextValue) {
return true;
}
// special case for arrays - check one level deep
return Array.isArray(value) &&
Array.isArray(nextValue) &&
isArrayEqual(value,nextValue);
});
};
const isArrayEqual = (array1 = [],array2 = []) => {
if (array1 === array2) {
return true;
}
// check one level deep
return array1.length === array2.length &&
array1.every((item,index) => item === array2[index]);
};
让shouldComponentUpdate中的条件判断更简单
下面是一个比较复杂的shouldComponentUpdate函数：
// Data structure with good separation of concerns (normalised data)
const state = {
items: [
{
id: 5,description: 'some really cool item'
}
],// an object to represent the users interaction with the system
interaction: {
selectedId: 5
}
};
这样的数据结构让你的shouldComponentUpdate函数变得复杂：
import React,{Component,PropTypes} from 'react';
class List extends Component {
propTypes = {
items: PropTypes.array.isRequired,interaction: PropTypes.object.isRequired
}
shouldComponentUpdate (nextProps) {
// have any of the items changed?
if(!isArrayEqual(this.props.items,nextProps.items)){
return true;
}
// everything from here is horrible.
// if interaction has not changed at all then when can return false (yay!)
if(isObjectEqual(this.props.interaction,nextProps.interaction)){
return false;
}
// at this point we know:
// 1. the items have not changed
// 2. the interaction has changed
// we need to find out if the interaction change was relevant for us
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
});
// return true when something has changed
// return false when nothing has changed
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：庞大的shouldComponentUpdate函数
从上面的例子就可以看出来，即便是那么一小段很简单的数据结构，shouldConponentUpdate函数依然有如此繁杂的处理。这是因为这个函数需要了解数据结构，以及每个数据之间又怎样的关联。所以说，shouldComponentUpdate函数的大小和复杂度，是由数据结构决定的。
这很容易引起两个错误：
不该返回false时，返回了false（状态在程序中没有被正确处理，导致视图不更新）
不该返回true时，返回了true（视图每次都更新，引起了性能问题）
何必为难自己呢？你想要让你的程序足够简单，而不需要仔细考虑这些数据之间的关系。（所以，想要让程序变得简单，一定要设计好数据结构）
问题2：高度耦合的父子组件
应用普遍都是耦合度越低越好（组件之间要尽可能的不互相依赖）。父组件不应该试图去理解子组件是如何运行的。这允许你修改子组件的行为，而父组件不需要知道更改（假定子组件的PropTypes不变）。这同样意味着子组件可以独立运行，而不需要父组件严格的控制它的行为。
规范化你的数据结构
通过规范化你的数据结构，你可以很方便的只通过判断引用是否更改来判断视图是否需要更新。
const state = {
items: [
{
id: 5,description: 'some really cool item',// interaction now lives on the item itself
interaction: {
isSelected: true
}
}
]
};
这样的数据结构让你在shouldComponentUpdate函数中的更新检测更加简单。
import React,PropTypes} from 'react';
class List extends Component {
propTypes = {
items: PropTypes.array.isRequired
}
shouldComponentUpdate (nextProps) {
// so easy
return isObjectEqual(this.props,nextProps);
}
render() {
<div>
{this.props.items.map(item => {
return (
<Item item={item}
isSelected={item.interaction.isSelected} />);
})}
</div>
}
}
如果你想要更新其中的一个数据，比如interaction，你只需要更新整个对象的引用就可以了。
// 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;
}
// changing the reference to the whole object
return {
...item,interaction: {
isSelected: true
}
}
});
return {
...state,items
};
}
return state;
};
引用检查和动态props
先看一个创建动态props的例子
class Foo extends React.Component {
render() {
const {items} = this.props;
// this object will have a new reference every time
const newData = { hello: 'world' };
return <Item name={name} data={newData} />
}
}
class Item extends React.Component {
// this will always return true as `data` will have a new reference every time
// even if the objects have the same value
shouldComponentUpdate(nextProps) {
return isObjectEqual(this.props,nextProps);
}
}
通常我们不在组件中创建新的props，只是将它传递下去。
然而下面这种内部循环的方式却越来越普遍了：
class List extends React.Component {
render() {
const {items} = this.props;
<div>
{items.map((item,index) => {
// this object will have a new reference every time
const newData = {
hello: 'world',isFirst: index === 0
};
return <Item name={name} data={newData} />
})}
</div>
}
}
这是在创建函数中经常使用的。
import myActionCreator from './my-action-creator';
class List extends React.Component {
render() {
const {items,dispatch} = this.props;
<div>
{items.map(item => {
// this function will have a new reference every time
const callback = () => {
dispatch(myActionCreator(item));
}
return <Item name={name} onUpdate={callback} />
})}
</div>
}
}
解决这个问题的策略
避免在组件内部创建动态props（改善你的数据结构，使props可以被直接用来传递）
将动态props当做满足===不等式的类型传递（eg: Bool,Number,String）
const bool1 = true; const bool2 = true; bool1 === bool2; // true const string1 = 'hello'; const string2 = 'hello'; string1 === string2; // true
如果你真的需要传递一个动态对象，你可以传递一个对象的字符串表示，并且这个字符串应当可以在子组件中重新解读为相应的对象。
render() {
const {items} = this.props;
<div>
{items.map(item => {
// will have a new reference every time
const bad = {
id: item.id,type: item.type
};
// equal values will satify strict equality '==='
const good = `${item.id}::${item.type}`;
return <Item identifier={good} />
})}
</div>
}
特例：函数
尽量不要传递函数。在子组件需要时才去触发相应的actions。这样做还有一个好处是将业务逻辑与组件分离开来。
忽略shouldComponentUpdate函数中对functions的检查，因为我们无法知晓函数的值是否发生改变。
创建一个不可变数据与函数的映射。你可以在执行componentWillReveiveProps函数时，把这个映射放到state中。这样的话每次render时将不会得到一个新的引用，便于执行在shouldComponentUpdate时的引用检查。这个方法比较麻烦，因为需要维护和更新函数列表。
创建一个有正确this绑定的中间组件。这样也并不理想，因为在组件的层次结构中引入了冗余层。（实际上作者的意思是将函数的定义从render函数中移出，这样每次的render就不会创建新的引用了）
避免每次执行render函数时，都创建一个新的函数。
关于第四点的例子：
// introduce another layer 'ListItem'
<List>
<ListItem> // you can create the correct this bindings in here
<Item />
</ListItem>
</List>
class ListItem extends React.Component {
// this will always have the correct this binding as it is tied to the instance
// thanks es7!
const callback = () => {
dispatch(doSomething(item));
}
render() {
return <Item callback={this.callback} item={this.props.item} />
}
}
工具
上面列出的所有规则和技术都是通过使用性能测量工具发现的。 使用工具将帮助你找到应用程序中特定的性能问题。
console.time
这个工具相当简单。
开始计时
程序运行
结束计时
一个很棒的方式是用Redux的中间件来测试性能。
export default store => next => action => {
console.time(action.type);
// `next` is a function that takes an 'action' and sends it through to the 'reducers'
// this will result in a re-render of your application
const result = next(action);
// how long did the render take?
console.timeEnd(action.type);
return result;
};
用这个方法，你可以记录每个操作及其在应用程序中渲染所花费的时间。 你可以快速查看是哪些操作需要耗费很多时间来执行，这给我们提供了解决性能问题的一个起点。 有了这个时间值，还有助于我们查看我们对代码的更改对应用程序产生的影响。
React.perf
这个工具跟console.time用起来很像，但是它是专门用来检测React应用性能的。
Perf.start
程序运行
Perf.stop
依然是用Redux的中间件举个例子
import Perf from 'react-addons-perf';
export default store => next => action => {
const key = `performance:${action.type}`;
Perf.start();
// will re-render the application with new state
const result = next(action);
Perf.stop();
console.group(key);
console.info('wasted');
Perf.printWasted();
// any other Perf measurements you are interested in
console.groupEnd(key);
return result;
};
与console.time方法类似，您可以查看每个操作的表现数据。 有关React性能插件的更多信息，请参阅此处
浏览器开发者工具
CPU分析器的Flame图也有助于在应用程序中查找性能问题。
Flame图显示性能展示文件中每毫秒代码的JavaScript堆栈的状态。 这给你一个方法来确切地知道哪个函数在记录期间的哪个点执行，运行了多长时间，以及是从哪里被调用的 - Mozilla
Firefox: see here
Chrome: see here
感谢阅读以及一切能让React应用性能提高的方式！
作者的补充：
在检查每个子组件的列表组件上使用shouldComponentUpdate（），并不是非常有用。
当你有很多大列表的时候，这个方法是很有用的。能够完全跳过列表的重新渲染时一个巨大的胜利。但是如果你的应用中只有一个大列表，那么这样做其实没有任何效果，因为你的任何操作都是基于这个列表的，意味着列表中的数据肯定会有所改变，那么你完全可以跳过对更新条件的检查。
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