React性能优化总结

[Pines-Cheng]

初学者对React可能满怀期待，觉得React可能完爆其它一切框架，甚至不切实际地认为React可能连原生的渲染都能完爆——对框架的狂热确实会出现这样的不切实际的期待。让我们来看看React的官方是怎么说的。React官方文档在Advanced Performanec这一节，这样写道：

One of the first questions people ask when considering React for a project is whether their application will be as fast and responsive as an equivalent non-React version

显然React自己也其实只是想尽量达到跟非React版本相当的性能。

你所不知道的render

react的组件渲染分为初始化渲染和更新渲染。
在初始化渲染的时候会调用根组件下的所有组件的render方法进行渲染，如下图（绿色表示已渲染，这一层是没有问题的）：

但是当我们要更新某个子组件的时候，如下图的绿色组件（从根组件传递下来应用在绿色组件上的数据发生改变）：

我们的理想状态是只调用关键路径上组件的render，如下图：

但是react的默认做法是调用所有组件的render，再对生成的虚拟DOM进行对比，如不变则不进行更新。这样的render和虚拟DOM的对比明显是在浪费，如下图（黄色表示浪费的render和虚拟DOM对比）

Tips:

• 拆分组件是有利于复用和组件优化的。
• 生成虚拟DOM并进行比对发生在render()后，而不是render()前。

更新阶段的生命周期

• componentWillReceiveProps(object nextProps)：当挂载的组件接收到新的props时被调用。此方法应该被用于比较this.props 和 nextProps以用于使用this.setState()执行状态转换。（组件内部数据有变化，使用state，但是在更新阶段又要在props改变的时候改变state，则在这个生命周期里面）
• shouldComponentUpdate(object nextProps, object nextState)： -boolean 当组件决定任何改变是否要更新到DOM时被调用。作为一个优化实现比较this.props 和 nextProps 、this.state 和 nextState ，如果React应该跳过更新，返回false。
• componentWillUpdate(object nextProps, object nextState)：在更新发生前被立即调用。你不能在此调用this.setState()。
• componentDidUpdate(object prevProps, object prevState)： 在更新发生后被立即调用。（可以在DOM更新完之后，做一些收尾的工作）

Tips:

• React的优化是基于shouldComponentUpdate的，该生命周期默认返回true，所以一旦prop或state有任何变化，都会引起重新render。

shouldComponentUpdate

react在每个组件生命周期更新的时候都会调用一个shouldComponentUpdate(nextProps, nextState)函数。它的职责就是返回true或false，true表示需要更新，false表示不需要，默认返回为true，即便你没有显示地定义 shouldComponentUpdate 函数。这就不难解释上面发生的资源浪费了。

为了进一步说明问题，我们再引用一张官网的图来解释，如下图（ SCU表示shouldComponentUpdate，绿色表示返回true(需要更新)，红色表示返回false(不需要更新)；vDOMEq表示虚拟DOM比对，绿色表示一致(不需要更新)，红色表示发生改变(需要更新)）：

根据渲染流程，首先会判断shouldComponentUpdate(SCU)是否需要更新。如果需要更新，则调用组件的render生成新的虚拟DOM，然后再与旧的虚拟DOM对比(vDOMEq)，如果对比一致就不更新，如果对比不同，则根据最小粒度改变去更新DOM；如果SCU不需要更新，则直接保持不变，同时其子元素也保持不变。

• C1根节点，绿色SCU (true)，表示需要更新，然后vDOMEq红色，表示虚拟DOM不一致，需要更新。
• C2节点，红色SCU (false)，表示不需要更新，所以C4,C5均不再进行检查
• C3节点同C1，需要更新
• C6节点，绿色SCU (true)，表示需要更新，然后vDOMEq红色，表示虚拟DOM不一致，更新DOM。
• C7节点同C2
• C8节点，绿色SCU (true)，表示需要更新，然后vDOMEq绿色，表示虚拟DOM一致，不更新DOM。

带坑的写法：

• {...this.props} (不要滥用，请只传递component需要的props，传得太多，或者层次传得太深，都会加重shouldComponentUpdate里面的数据比较负担，因此，也请慎用spread attributes（<Component {...props} />）)。
• ::this.handleChange()。(请将方法的bind一律置于constructor)
• this.handleChange.bind(this,id)
• 复杂的页面不要在一个组件里面写完。
• 请尽量使用const element。
• map里面添加key，并且key不要使用index（可变的）。具体可参考使用Perf工具研究React Key对渲染的影响
• 尽量少用setTimeOut或不可控的refs、DOM操作。
• props和state的数据尽可能简单明了，扁平化。

性能检测工具

React官方提供的：React.addons.Perf

react官方提供一个插件React.addons.Perf可以帮助我们分析组件的性能，以确定是否需要优化。
打开console面板，先输入Perf.start()执行一些组件操作，引起数据变动，组件更新，然后输入Perf.stop()。（建议一次只执行一个操作，好进行分析）
再输入Perf.printInclusive查看所有涉及到的组件render，如下图（官方图片）：

或者输入Perf.printWasted()查看下不需要的的浪费组件render，如下图（官方图片）：

优化前：

优化后：

其他的检测工具

react-perf-tool为React应用提供了一种可视化的性能检测方案，该工程同样是基于React.addons，但是使用图表来显示结果，更加方便。

React官方的解决方案

PureRenderMixin(es5)

var PureRenderMixin = require('react-addons-pure-render-mixin');
React.createClass({
  mixins: [PureRenderMixin],

  render: function() {
    return <div className={this.props.className}>foo</div>;
  }
});

Shallow Compare (es6)

var shallowCompare = require('react-addons-shallow-compare');
export class SampleComponent extends React.Component {
  shouldComponentUpdate(nextProps, nextState) {
    return shallowCompare(this, nextProps, nextState);
  }

  render() {
    return <div className={this.props.className}>foo</div>;
  }
}

es7装饰器的写法：

import pureRender from "pure-render-decorator"
...

@pureRender
class Person  extends Component {
  render() {
    console.log("我re-render了");
    const {name,age} = this.props;

      return (
        <div>
          <span>姓名:</span>
          <span>{name}</span>
          <span> age:</span>
          <span>{age}</span>
        </div>
      )
  }
}

pureRender很简单，就是把传进来的component的shouldComponentUpdate给重写掉了，原来的shouldComponentUpdate，无论怎样都是return ture，现在不了，我要用shallowCompare比一比，shallowCompare代码及其简单，如下：

function shallowCompare(instance, nextProps, nextState) {
  return !shallowEqual(instance.props, nextProps) || !shallowEqual(instance.state, nextState);
}

缺点

shallowEqual其实只比较props的第一层子属性是不是相同，如果props是如下

{
  detail: {
    name: "123",
    age: "123"
  }
}

他只会比较props.detail ===nextProps.detail，导致在传入复杂的数据的情况下，优化失效。

immutable.js

我们也可以在 shouldComponentUpdate() 中使用使用 deepCopy 和 deepCompare 来避免无必要的 render()，但 deepCopy 和 deepCompare 一般都是非常耗性能的。

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。请看下面动画：

Immutable 则提供了简洁高效的判断数据是否变化的方法，只需 === 和 is 比较就能知道是否需要执行 render()，而这个操作几乎 0 成本，所以可以极大提高性能。修改后的 shouldComponentUpdate 是这样的：

import { is } from 'immutable';

shouldComponentUpdate: (nextProps = {}, nextState = {}) => {
  const thisProps = this.props || {}, thisState = this.state || {};

  if (Object.keys(thisProps).length !== Object.keys(nextProps).length ||
      Object.keys(thisState).length !== Object.keys(nextState).length) {
    return true;
  }

  for (const key in nextProps) {
    if (!is(thisProps[key], nextProps[key])) {
      return true;
    }
  }

  for (const key in nextState) {
    if (thisState[key] !== nextState[key] || !is(thisState[key], nextState[key])) {
      return true;
    }
  }
  return false;
}

react-immutable-render-mixin

这是一个facebook/immutable-js的react pure render mixin 的库，可以简化很多写法。
使用react-immutable-render-mixin可以实现装饰器的写法。

import React from 'react';
import { immutableRenderDecorator } from 'react-immutable-render-mixin';

@immutableRenderDecorator
class Test extends React.Component {
  render() {
    return <div></div>;
  }
}

###参考文章
Immutable 详解及 React 中实践

无状态组件

为了避免一定程度的浪费，react官方还在0.14版本中加入了无状态组件，
这种组件没有状态，没有生命周期，只是简单的接受 props 渲染生成 DOM 结构。无状态组件非常简单，开销很低，如果可能的话尽量使用无状态组件。比如使用箭头函数定义：

// es6
const HelloMessage = (props) => <div> Hello {props.name}</div>;
render(<HelloMessage name="John" />, mountNode);

因为无状态组件只是函数，所以它没有实例返回，这点在想用 refs 获取无状态组件的时候要注意，参见DOM 操作。

高阶组件（接下来的方向）

大部分使用mixin和class extends的地方，高阶组件都是更好的方案——毕竟组合优于继承。

参考文章

使用ES6编写React应用（4）：使用高阶组件替代Mixins
Mixin 已死，Composition 万岁

React同构直出（接下来方向）

同构基于服务端渲染，却不止是服务端渲染。
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virtual DOM，但显示在首次渲染的时候React绝无可能超越原生的速度。因此，我们在做优化的时候，接下来可以做的事情就是：

• 首屏时间可能会比较原生的慢一些，但可以尝试用React Server Render (又称Isomorphic)去提高效率

参考文章

React同构直出优化总结
腾讯新闻React同构直出优化实践

参考文章

react组件性能优化探索实践
React移动web极致优化
React vs Angular 2：冰与火之歌

[Pines-Cheng]

补充：

1. React 16 干掉了React.addons.Perf，官方现在推荐使用 your browser’s profiling tools 。
2. 使用why-did-you-update检测多余的render效果不错。具体可见：High Performance React: 3 New Tools to Speed Up Your Apps