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React 全新编译器太好用了!

2024-05-11码农

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React 18 已经发布两年多了,现在终于要迎来 React 19 了。这个版本将引入期待已久的全新 React 编译器!它通过自动化优化来简化前端开发流程,减少手动进行记忆化优化的需求。本文就来看看 React 编译器是什么?它是如何工作的?又带来了哪些好处?

React 19 新特性

React 19 不仅是向前迈进的一步,而且想要改变开发人员在 React 中构建应用的方式。React 19 计划引入的一些最令人兴奋的特性包括:

  • 服务端组件 :通过服务端组件,React 19 能够实现更快的页面加载速度和更好的 SEO 效果。这意味着在将页面交付给用户之前,服务器会预先处理组件,从而提升用户体验和搜索引擎可见性。

  • Actions :React 19 引入了 Actions,这是一个全新的机制,用于简化网页内数据和交互的管理。通过 Actions,开发人员可以更方便地通过表单更新页面信息,减少复杂性并优化用户体验。

  • 优化的资源加载 :React 19 在资源加载方面进行了优化,允许在后台加载站点资源,以实现更平滑的页面过渡。这意味着用户可以在浏览当前页面时,提前加载下一页所需的图片和其他文件,从而减少页面切换时的等待时间。

  • 文档元数据 :React 19 引入了一个新的 <DocumentHead > 组件,用于简化 SEO 管理。通过该组件,开发人员可以更方便地向页面添加标题和元标签,提高搜索引擎优化效果,而无需进行重复的编码工作。

  • Web Components :React 19 改善了与 Web Components 标准的兼容性,使开发人员能够更轻松地使用 Web Components 构建灵活、兼容的 Web 应用。

  • React 编译器

    React 编译器一项自动优化工具,旨在通过先进的编译技术减少不必要的重新渲染,提高 React 应用的性能。在深入探究 React 编译器的工作原理之前,我们先回顾一下 React 的核心思维模型。

    React 心智模型

    React的核心是一个 声明式 基于组件 的心智模型。在前端开发中,声明式编程意味着描述 UI 的期望最终状态,而无需通过 DOM 操作来指定达到该状态的每一步。同时,基于组件的方法将 UI 元素分解为可重用、简洁、自包含的构建块,促进了模块化并简化了维护。

    为了有效地识别需要更新的特定 DOM 元素,React使用了一个称为虚拟 DOM 的内存中UI表示。当应用状态发生变化时,React会将虚拟DOM与真实DOM进行比较,识别出所需的最小更改集,并精确地更新真实DOM。

    简而言之,React的心智模型是:每当应用状态发生变化时,React就会重新渲染。然而,有时React可能会过于「反应灵敏」,导致不必要的重新渲染,从而降低应用的性能。

    重新渲染的困境

    React 对应用状态变化的快速响应能力是一把双刃剑。一方面,由于其声明式方法,它简化了前端开发。另一方面,它可能导致 UI 中组件对状态变化的过度重新渲染。

    当处理如对象和数组这样的 JavaScript 数据结构时,重新渲染问题尤为常见。问题在于,JavaScript中没有一种计算效率高的方法来比较两个对象或数组是否相等(即具有相同的键和值)。

    考虑以下场景:有一个React组件,它在每次渲染时都会生成一个新的对象或数组,如下所示:

    import React from"react";
    constAlphabetList=()=>{
    const alphabet =Array.from({length:26},(_, i)=>String.fromCharCode(65+ i));
    return(
    <div>
    <h2>Alphabet List</h2>
    <ul>
    {alphabet.map((letter, index)=>(
    <li key={index}>{letter}</li>
    ))}
    </ul>
    </div>
    );
    };
    exportdefault AlphabetList;

    尽管React组件在每次渲染时可能生成内容相同的本地数组,但React无法直接识别出这一点,因此可能会不必要地触发依赖于该数组中值的组件及其嵌套DOM元素的重新渲染,即使 UI 实际上没有变化。这种不受控制的重新渲染会很快导致性能下降,影响用户体验。

    为了优化这种情况并减少不必要的重新渲染,React 开发人员可以利用记忆化技术。记忆化允许缓存基于特定输入的计算结果或组件输出,并在输入未变时直接复用这些结果。这种方法能够显著减少组件的重新渲染次数,提高 React 应用的整体性能和效率。

    React 18 提供了以下记忆化工具来帮助我们实现这一目标:

  • React.memo() :一个高阶组件,允许基于props的浅比较来避免组件的重新渲染,只要 props 没有发生变化。

  • useMemo() :用于在组件重新渲染之间缓存计算的结果。只有当依赖项之一发生变化时, useMemo() 才会重新计算并返回新的结果。

  • useCallback() :用于缓存函数的定义,确保在依赖项未变时不会重新创建函数。

  • 通过使用 useMemo() Hook,可以优化 <AlphabetList> 组件,避免在其依赖的数据(如数组)未发生变化时进行不必要的重新渲染。这种方法能够显著提高组件的性能,确保 UI 的流畅性和响应性。

    import React,{ useMemo }from"react";
    constAlphabetList=()=>{
    const alphabet =useMemo(()=>{
    returnArray.from({length:26},(_, i)=>String.fromCharCode(65+ i));
    },[]);
    return(
    <div>
    <h2>Alphabet List</h2>
    <ul>
    {alphabet.map((letter, index)=>(
    <li key={index}>{letter}</li>
    ))}
    </ul>
    </div>
    );
    };
    exportdefault AlphabetList;

    React 的记忆化工具确实在提升性能上起到了关键作用,但它们确实增加了开发者的工作量和代码复杂度,因为它要求开发者不仅描述 UI 的状态,还需显式管理渲染的优化。这在一定程度上违背了 React 强调的声明式编程哲学。

    为了减轻开发者的负担,理想的解决方案是一个智能的编译器或工具链,它能够自动分析 React 组件的依赖关系,并生成优化的代码。这样的工具能够确保组件仅在状态值发生实质性变化时重新渲染,从而在不牺牲性能的前提下,保持代码的简洁性和可维护性。

    React 编译器是什么?

    React 编译器,亦名React Forget,是一款针对 React 的优化编译器。它目前已在 Instagram 的网页门户中投入生产使用,并计划在首次开源发布前,扩展至 Meta 旗下的其他应用。

    最初,React 编译器旨在通过自动生成类似于 memo useMemo useCallback 的调用,来强化React的核心编程模型,进而降低重新渲染的开销。随着时间的推移,该项目已从「自动记忆化编译器」演进为更为先进的「自动响应性编译器」。

    React Forget 的核心目标,是确保 React 应用能够默认拥有合理的响应性。这意味着应用仅在状态值发生实质性变化时才会触发重新渲染。传统的 React 在对象标识改变时会重新渲染组件,而 React Forget 则通过智能判断,仅在对象的语义内容变化时触发重新渲染,同时避免了深度比较带来的性能损耗。从技术实现来看,React 编译器采用了自动记忆化技术。但开发团队认为,响应性框架是理解其工作原理的更全面视角。

    尽管 JavaScript 的动态特性和宽松规则使其优化变得复杂,但 React 编译器通过模拟JavaScript和React的规则,确保了代码编译的安全性和效率。这些规则在限制开发人员操作的同时,也为编译器执行优化提供了安全的操作空间。

    React 编译器好处

    React 编译器的引入带来了显著的益处:

  • 简化记忆化管理 :开发者无需手动编写和维护复杂的记忆化策略,从而降低了代码的复杂性,减少了出错的风险,并极大简化了开发流程。

  • 提升开发者体验 :开发者能够更专注于核心功能的构建,无需分心于繁琐的性能优化工作。不仅提高了生产力,还让他们能更充分地利用React的声明式编程优势。

  • 加速React应用性能 :React 编译器智能地决定何时渲染组件,有效减少了不必要的计算和资源消耗。这使得用户界面更加流畅和响应迅速,为用户带来了更好的体验,并显著提升了整体应用的性能。

  • 尽管这些改变令人充满期待,但我们仍需观察 React 编译器在实际代码开发中的具体效果。为了确保编译器能够高效运行,开发者需要确保他们的代码严格遵循 React 的规则。因此,官方团队强烈推荐使用 ESLint 等工具来准备和检查代码,以确保其兼容性并充分利用 React 编译器的潜力。

    React 的规则

    React 设定了一套严格的规范,以确保Web应用的高质量。开发者需遵循这些原则,它们同样是 React 编译器背后的基石。

    以下是React的几个核心规则:

  • 幂等性组件 :React组件在接收到相同的输入(包括 props state context )时,应始终产生一致的输出。

  • 副作用外部化 :副作用操作(如数据获取、订阅或DOM更新)不应嵌入在组件的渲染流程中。它们应被放置在如 useEffect 等生命周期 Hook 中执行。

  • 不可变props与state :React组件中的 props state 应被视为不可变。直接修改它们可能导致错误和不可预测的行为。

  • Hooks参数与返回值的不变性 :一旦值被传递给 React Hooks,它们应保持不变。Hooks依赖其参数和返回值的稳定性来确保组件行为的一致性和可预测性。

  • 不可变JSX值 :在 JSX 渲染后,不应修改其中使用的值。任何必要的修改应在JSX创建之前进行,以确保渲染结果的稳定性。

  • 组件函数的使用限制 :React组件应通过JSX使用,而非直接作为普通函数调用。

  • Hooks的正确使用 :React Hooks(如 useState useEffect )应仅在函数组件内部使用。将它们作为普通值传递可能会导致不符合预期的行为并违反Hooks的使用规则。从常规的JavaScript函数中调用hooks可能会导致错误并违反hooks的规则。

  • 只在顶层调用hooks :React hooks 应该始终在函数组件的顶层调用,即在任何条件语句或循环之前。这确保了hooks在每次渲染时都以相同的顺序被调用,并保持其预期的行为。