React爬坑秘籍（一）——提升渲染性能

React爬坑秘籍（一）——提升渲染性能

##前言

来到腾讯实习后，有幸八月份开始了腾讯办公助手PC端的开发。因为办公助手主推的是移动端，所以导师也是大胆的让我们实习生来技术选型并开发，他来做code review。之前也学习过React，当然也是非常合适这一次的开发。

我会梳理这一个月来，自己对架构的思考过程和踩过的坑。当然这一切都不一定是最佳的，所以希望能有更多的建议和讨论。

例子所需库：Webpack、React、Immutable。其中Webpack用于前端构建，如果不清楚的同学可以看这里：webpack前端构建体验。

##出现场景

一般来说，React作为一个高效的UI Library，如果合理使用是很难出现性能问题的。它内部提供了虚拟DOM搭配上Diff算法，和子组件必要的key属性，都是非常优秀的优化了绝大部分的性能。

但是我们来模拟一个场景，在一个数组里有10000个对象，我们把这个数组的数据渲染出来后，其中一个属性用于控制页面状态。

在这里我希望大家知道有一点就是，当父组件的状态state发生变化时，传入state的子组件都会进行重新渲染。

下面我们来模拟一下这种情况，一起来看看。

/**
 * Created by YikaJ on 15/9/17.
 */
'use strict';
var React = require("react");

var App = React.createClass({

    getInitialState(){
        return {
            list: this.props.dataArr
        }
    },

    // 对数据的状态进行变更
    toggleChecked(event){
        let checked = event.target.checked;
        let index = event.target.getAttribute("data-index");
        let list = this.state.list;
        list[index].checked = checked;

        this.setState({list});
    },

    render(){
        // 将数组的数据渲染出来
        return (
            <ul>
                {this.state.list.map((data, index)=>{
                    return (
                        <ListItem data={data}
                            index={index} key={data.name}
                            toggleChecked={this.toggleChecked}
                        />
                    )
                })}
            </ul>
        )
    }
});

// 代表每一个子组件
var ListItem = React.createClass({
    render(){
        let data = this.props.data;
        let index = this.props.index;
        
        // checkbox选择框是一个受限组件，用数据来决定它是否选中
        return (
            <li>
                <input type="checkbox" data-index={index} checked={data.checked} onChange={this.props.toggleChecked}/>
                <span>{data.name}</span>
            </li>
        )
    }
});

// 构造一个2000个数据的数组
let dataArr = [];
for(let i = 0; i < 2000; i++){
    let checked = Math.random() < 0.5;
    dataArr.push({
        name: i,
        checked
    });
}

React.render(<App dataArr={dataArr}/>, document.body);

这个就是我们的有性能问题的组件。当我们去点击选框时，因为父组件的state传到了子组件的props里，我们就会遇到10000个子组件重新渲染的情况。所以表现出来的情况就是，我点一下，等个一两秒那个框才真正被勾上。我相信用户在这一秒内肯定已经关掉页面了。

如果对React很熟悉的人，肯定知道一个生命周期的Hook，就是shouldComponentUpdate(nextProps, nextState)。这个API就是用来决定该组件是否重新Render。所以我们肯定很开心的说，只要属性的checked值不变，就不渲染呗！

// return true时，进行渲染；false时，不渲染
shouldComponentUpdate(nextProps, nextState){
    if(this.props.data.checked !== nextProps.data.checked){
        return true;
    }
    return false;
}

就这么简单么～我保存编译JSX后，迫不及待的刷新浏览器看一看了。一按
嗯，呵呵，组件都不会渲染了...那说明this.props.data和nextProps.data的数据是一致的，这怎么可能？！我明明是通过父组件的函数修改了数组然后重新setState的呀！

修改数组......嗯，当时我就意识到这肯定又和引用类型有关。我相信大家既然能看到这里，相信基础都是有的，就是数据的基本类型和引用类型的差别，但是我还是乐意再用代码展示一次。

// 基本类型，number boolean string undefined null
var a = 10;
var b = a;
a = 12;
console.log(b) // => 10

// 引用类型，Object Function Array
var a = [{checked: false}, {checked: true}];
var b = a;
a[0].checked = true;
console.log(b) // => [{checked: true}, {checked: true}]

我们明显可以看到它们的差别，我们这里着重注意一下引用类型。因为变量不再直接存值，而是变成了存指针。所以我们的每一次都同一个指针所指内存进行修改时，都会影响到拥有该指针的变量。这里当然a和b都是指的同一个对象，所以他们修改的数据也同样是同步的。

对，我们的this.props.data和nextProps.data指的是同一个东西，所以任何修改都不会让它们区分开。那这样我们是不是就要开始考虑如何进行深拷贝？

## 深拷贝表示只是路过打个酱油

我们在开发过程中，既可以享受到使用引用类型的特点带来的便利，但是同时也会忍受到非常多稀奇古怪的问题，总而言之，弊大于利。

思路其实就是将一个引用类型通过递归的方式，逐层向下取最小的基本类型，然后拼装成一样的引用类型。一看就是耗性能的主啊！如果真有这个深拷贝需求的同学，这里推荐的是lodash库的_.cloneDeep方法，它是据我所知最完善的深拷贝方法。

当然如果你的引用类型并不复杂，例如没有函数或正则，只包含扁平化的数据时，我这里推荐一个奇淫巧计。

var newData = JSON.parse(JSON.stringify(data));

其实在我们这次这个案例里，就非常适合这个JSON序列化后再反序列化的方法，因为我们的数据其实也就是扁平化的。我们把它放到函数内看一下效果。

toggleChecked(event){
    let checked = event.target.checked;
    let index = event.target.getAttribute("data-index");
    let list = JSON.parse(JSON.stringify(this.state.list));
    list[index].checked = checked;

    this.setState({list});
},

这个世界瞬间清爽多了。但是我们知道，在真正的开发过程中，不一定可以用这种奇淫巧计的，那我们除了实在没办法耗性能的deepClone，我们还能怎么办？怎么办！？

## Immutable Data

Facebook自家有一个专门处理不可变数据的库，immutable-js。我们知道，React其实是非常接近函数式编程的思想的，我们可以用下面这个式子来表示React的渲染。

UI = fRender(state, props);

Immutable Data(不可变数据)的思想就是，不存在指向同一地址的变量，所有对Immutable Data的改变，最终都会返回一份新复制的数据，各自的数据并不会互相影响。在构建大型应用时，应该非常注意这样的数据独立性，不然你连数据在哪儿被改了你或许都不知道。那说了这么多它的概念，实际使用的时候是怎么样的？

// 这段代码可以直接在Immutable的文档页面的控制台执行
var arr = Immutable.fromJS([1]);
var arr1 = arr.push(2);
console.log(arr.toJS(), arr1.toJS()); // => [1], [1,2]  

我们执行后，确实原有的数据已经不可变了，又新生成了一个新的不可变数据，其实这里有个非常有趣的应用场景就是撤销。不用再担心引用类型数据的变化，因为一切数据都被你把控了。

我相信有人肯定好奇说，我每一次操作数据时都deepClone一下，也可以达到这种效果呀，这里的实现有什么不一样吗？deepClone是通过递归对象进行数据的拷贝，而Immutable数据的实现则是仅仅拷贝父节点，而其他不受影响的数据节点都是共享的用同一份数据，以大大提升性能。我们需要做的仅仅是将原生的数据转化成Immutable数据。

我知道仅仅通过语言是很难生动表现出来的，所以找到几幅图来进行解释。

---

我们需要修改某个节点的数据，这个节点用黄色标了出来。

按照我们刚才所说的，仅对父节点进行一次数据的拷贝，我们把全新的数据拉出来，拷贝的是绿色的节点。

而其他的节点数据其实并不受影响，所以我们可以直接使用他们的内存地址，共享一份数据。共享的数据，我们用橙色标出。

最后我们以最优的性能得到了一份全新的数据。

---

当我们在shouldComponentUpdate里判断是否更新时，变化的数据是新的引用，而不变的数据是原来的引用，这样我们就可以非常轻松的判断新旧数据的差异，从而大大提升性能。那我们知道了这个Immutable可以很好的解决我们的痛点之后，我们该如何使用到我们的实际项目中呢？其实很简单的，就是数据初始化时，就让它变成Immutable数据，然后之后对数据的操作就可以参照一下文档了，这里我直接重写了demo，其实也就是把取值和赋值做个改变，我会用注释标识出来。

/**
 * Created by YikaJ on 15/9/17.
 */
'use strict';
var React = require('react');
var Immutable = require('immutable');

var App = React.createClass({

    getInitialState(){
        return {
            // 这里将传入的数据转化成Immutable数据
            list: Immutable.fromJS(this.props.dataArr)
        }
    },

    // 对数据的状态进行变更
    toggleChecked(event){
        let checked = event.target.checked;
        let index = event.target.getAttribute("data-index");
        
        // 这里不再是直接修改对象的checked的值了，而是通过setIn，从而获得一个新的list数据
        let list = this.state.list.setIn([index, "checked"], checked);

        this.setState({list});
    },

    render(){
        return (
            <ul>
                {this.state.list.map((data, index)=>{
                    return (
                        <ListItem data={data}
                            index={index} key={index}
                            toggleChecked={this.toggleChecked}
                        />
                    )
                })}
            </ul>
        )
    }
});

// 代表每一个子组件
var ListItem = React.createClass({

    shouldComponentUpdate(nextProps){
        // 这里直接对传入的data进行检测，因为只需要检测它们的引用是否一致即可，所以并不影响性能。
        return this.props.data !== nextProps.data;
    },

    render(){
        let data = this.props.data;
        let index = this.props.index;

        // 取值也不再是直接.出来，而是通过get或者getIn
        return (
            <li>
                <input type="checkbox" data-index={index} checked={data.get("checked")} onChange={this.props.toggleChecked}/>
                <span>{data.get("name")}</span>
            </li>
        )
    }
});

// 构造一个2000个数据的数组
let dataArr = [];
for(let i = 0; i < 2000; i++){
    let checked = Math.random() < 0.5;
    dataArr.push({
        name: i,
        checked
    });
}

React.render(<App dataArr={dataArr}/>, document.body);

就这样，我们非常优雅的解决了引用类型带来的问题。其实Immutable的功能并不只这些。它内部提供了非常多种的数据结构以供使用，例如和ES6一致的Set，这种特殊的数组不会存有相同的值。相信利用好不同的数据结构，会非常有利于你构建复杂应用。

##PureRenderMixin表示也要来打个酱油

这里插多个React.addons内添加的东西，在我一开始探索这些性能相关问题的时候，我就注意到了这个东西。它会自行为该组件增添shouldComponentUpdate，对现有的子组件的state和props进行判断。但是它只支持基本类型的浅度比较，所以实际开发时并不能直接拿来使用。但是！我们一旦使用了Immutable数据后，比较是否是同一指针这样的事情，自然就是浅比较，所以换句话而言，我们可以使用PureRenderMixin配合上Immutable，非常优雅的实现性能提升，而且我们也不用再手动去shouldComponentUpdate进行判断。

var React = require("react/addons");

var ListItem = React.createClass({
    mixins: [React.addons.PureRenderMixin],
    
    // .....以下代码省略
});

##总结

我相信这次提供的方法，已经可以非常优雅的解决绝大部分的性能问题了。但如果还不行，那么你可能要对你的业务逻辑代码进行优化了。下一篇，我将会介绍一下React-hot-loader这一开发神器，它可以利用webpack的模块热插拔的特性，实时对浏览器的js进行无刷新的更新，非常的酷炫！我在配置它的过程中也摸了一些坑，所以希望能帮助大家跳过这个坑。相信如果能好好使用它，将会大大提升大家的开发效率。