React-利用React-Profiler提升应用性能

2022-08-25 15:32:00 浏览数 (1)

大家好，我是柒八九。

在前面的-「性能优化」系列中，我们通过网络和页面渲染的角度来阐述，如何针对一个页面进行优化提效。

  • Web性能优化之延迟与带宽
  • Web性能优化之Worker线程(上)
  • Web性能优化之Worker线程(下)
  • 性能优化之关键渲染路径

上面的一些优化方式，无论使用何种前端框架(React/Vue)都适用，而今天，我们来讲讲如何使用React Profiler针对React项目进行性能分析和渲染提效。

老样子，话不多说，开始步入正题。

你能所学到的知识点

❝

  1. React Profiler 的组成 「推荐阅读指数」 ⭐️⭐️⭐️
  2. 如何通过React Profiler查询并改正页面耗时操作 「推荐阅读指数」 ⭐️⭐️⭐️⭐️⭐️

❞

你还在为得到一个组件的渲染次数和渲染时间而发愁吗？

你还在使用console.log来计算这些重要的性能指标吗？

你还在为React性能优化而抓狂吗？

不要998,只要..... (走错片场了)重新来

解决以上令你“魂牵梦绕”的问题，React-Profiler你值得拥有。它足够老牌(2018年推出)，它背景足够硬(有官方撑腰)

所以，总之就是要想React应用，变得丝滑，用它就对了。

案例实现

为了展示React Profiler，我们将有一个非常简单的应用程序。

  • 有一个自动生成的数字列表
  • 可以通过在文本框中输入的搜索词进行过滤

页面的整体结构 Filter/List

代码语言：javascript复制
import { Chance } from 'chance';
const chance = new Chance();
// 生成一个长度为200，内容整数的随机数组
const items = Array.from(
  { length: 200 }, 
  () => `${chance.integer()}`
);

export const FilterableList = () => {
    const [searchTerm, setSearchTerm] = useState('');
    return <div className={'filterableList'}>
        <Filter onValueUpdated={setSearchTerm} />
        <List entries={items.filter(
                item => item.includes(searchTerm)
              )} 
        />
    </div>
}

组件List/ListItem的实现

代码语言：javascript复制
export interface ListProps {
  entries: string[];
}

export const List: FC<ListProps> = ({entries}) => {
  return (
    <div className="list">
      {entries.map((value, index) => 
        <ListItem key={index} value={value}/>
      )}
    </div>
  );
}

interface ListItemProps {
    value: string;
}


export const ListItem: FC<ListItemProps> = 
({value}) => <div className={'item'}>{value}</div>

就是一个常规不能再常规的问题。一个长List，用于展示数据信息，一个输入框，用于检索列表信息。

React Profiler

我们假设，在你的浏览器环境下，已经安装了React-Dev-Tools的插件。如果没有，需要做一些额外的处理工作。如果能访问到「谷歌商店」，那就进行按照处理。如果不行的话，搜索react-devtools-extensions,然后按照指定的步骤进行操作。

「一旦安装，React-Dev-Tools能够被任何使用React技术栈构建的网站所访问」。

在React应用标签下，打开控制台，就会看到指定的插件信息。

针对页面的分析，我们需要先利用Profiler的录制功能，进行页面渲染过程的录制，然后才能对该渲染过程进行分析。

但是在开始录制之前，我们需要在Profiler启用一个重要的设置。点击右上角的齿轮图标。

在ProfilerTab下，勾选第一个选项--记录每个组件渲染的原因。

第二个选项（隐藏下面的提交）也很有用，特别是当你有很多commit，想过滤掉不重要的提交（那些低于某个阈值的commit）。

开始剖析

点击「蓝色」按钮，开始一个剖析工作。

或者，点击「循环按钮」使得「重新加载页面」并立即开始信息收录工作。

收录开始后，进行一些页面操作，然后点击「红色」按钮停止信息收录

对于测试案例，在文本框中输入111，然后一个一个地删除数字（111->11->1->''）。

停止收录后，得到的结果如下。

Profiler UI 界面

Profiler的UI界面在逻辑上可分为4个主要部分。

  1. 「图表类型」
    • 火焰图
    • 排序图
  2. 「图表区域」--在应用程序的剖析切片中，代表某次commit对应的组件渲染时间的相关信息。
  3. 「提交区域」--每个条形图代表应用程序在整个录制阶段所有的commit操作。每当你通过点击选择一个commit，「图表区域」和「提交信息」就会相应地更新。
  4. 「提交信息面板」--关于单个选定的commit阶段或单个选定组件的细节。

提交区域

React调和算法分为两个阶段：「渲染」和「提交」。

  • 「渲染阶段」收录组件进行何种的信息变更。在这个阶段，React 调用 render，然后将结果与之前的render进行比较（ diff 算法）。
  • 「提交阶段」是React将需要变更的一些列操作，更新到真正的DOM树上。

具体的实现细节，可以参考React-Fiber机制1/React-Fiber机制2

下面展示了，针对类组件和函数组件的渲染步骤。

「类组件的生命周期」

「函数组件的渲染步骤」

如前所述，「提交区域的每个条形图代表一个commit，条形图越高，提交的时间越长」。这些提交也可以通过一个从绿色到黄色的颜色梯度来区分

❝

  • 黄色是性能较差的commit
  • 绿色是性能较好的commit

❞

因此，「较高的黄条代表commit时间比较短的绿条长」。

图表 - 火焰图

火焰图表示应用程序在「特定commit中的渲染树」。图表中的每一条都代表一个React组件。这些组件从上到下依次为根组件和叶子节点（根部是最上面的组件，叶子是最下面的）。

正如你所看到的，Header和FilterableList是App的孩子，所以它们并排在第二行，而第一行是App。

❝条形图的「宽度」表示该「组件及其子组件的渲染时间」 条形图的颜色代表组件「本身渲染的时间」（绿色代表快，黄色代表慢） ❞

因此，在上面的例子中，FilterableList 的宽度代表 FilterableList及其孩子节点List的渲染时间。

另一方面，你可以看到FilterableList是绿色的，List是黄色的，这与数字相关--FilterableList只花了0.5ms渲染，List花了1.6ms渲染。

但如果在某次提交中，某个组件根本没有被渲染，会发生什么情况呢？

我们选择第四次commit的情况来分析。

App和Header组件在过滤时不会改变，所以它们只在第一次commit时被渲染一次。在接下来的commit中，这两个组件都是「灰色」的，不过，它们看起来还是有点不同。

  • 「灰色填充」--在这次提交中没有渲染的组件，但它是「渲染路径的一部分」（例如，App没有渲染，但它是FilterableList的父组件，而FilterableList被渲染）。
  • 「灰色渐变条纹」--在本次commit中没有渲染的组件，也不是渲染路径的一部分（例如，Header没有渲染，但它也没有任何子代被渲染）。

同时，尽管App组件没有渲染，但它仍然有一个宽度。

所以，让我们把这个定义细化一下。

❝「条形图」

  • 「宽度」代表该组件最后一次被渲染时花费的时间
  • 「颜色」代表作为当前commit的一部分花费的时间

❞

「last but not least」，你可以通过点击某个组件来「放大」或「缩小」图表。

「缩小组件」 -- 从App整个commit到Filter组件

「放大组件」-- 重新点击上层组件

图表 - 排序图

与火焰图类似，排序图表示一个单一的提交。然而，与火焰图不同的是，组件是「按渲染时间而不是按渲染顺序排列的」。

这意味着，「渲染时间最长的组件在最上面」。

另一个区别是，「组件的条形宽度代表了该组件的渲染时间」，不包括其子组件。这意味着「颜色和宽度之间有直接的关联」。

正如你所看到的，List花了最长的时间来渲染，所以它位于顶部，它在条形图中是最宽的，它在条形图中是最黄的。

「在这次commit过程中没有渲染的组件不会出现在排序图中」。

与火焰图类似，通过点击组件可以放大和缩小。

提交信息面板

「提交信息面板」有两种不同的用途。

  1. 展示整个应用的渲染信息

当没有选择任何组件时（放大），它会显示当前在commit过程中的commit概况。数据包括commit的时间（自应用程序启动以来），渲染的时间，以及优先级。

  1. 展示单个组件的渲染信息

当你在某个图表区域中点击一个组件（放大它）时，「提交信息面板」会显示这个组件的细节。这包括该组件在这个特定的commit过程中「渲染的原因」（如果你在设置中启用了这个选项，我们在刚开始的时候，有过介绍）以及带有时间戳的「提交列表」。这个列表是交互式的，允许你在这个特定组件参与的不同提交之间轻松浏览。

案例分析

现在我们已经熟悉了React Profiler，让我们看看如何将这些知识应用到实际开发中。

我们继续采用，文章开头的示例代码。

组件内部的逻辑是非常直接的，所以很难改进。

相反，我们将专注于渲染性能，尝试「减少渲染次数」。由于我们在commit之间所做的只是过滤，我们会假设item被渲染一次，然后在过滤操作后从DOM中移除。这意味着ListItem不应该在过滤时被渲染两次。然后，在我们提供的实验案例中，ListItem在每次commit的时候，都会被渲染。

让我们放大第二个commit中的一个ListItem，试着弄清楚。

放大后为我们提供了有用的信息--该item被重新渲染，因为它的props中value属性发生变化了。

为什么值会改变？因为，每次我们过滤列表时都会创建一个新的数组。由于我们使用item-index作为ListItem组件的键，每次我们改变过滤值时，对应的数据信息也会不同。

例如，在第一次渲染时，数组中的第一个item是用一个key=1的组件渲染的。然而，在第二次渲染时，当我们从数组中过滤掉一些值时，第一个item可能是不同的。React 会重新使用第一次渲染时的key=1的组件，但由于第一个item本身发生了变化，其内部包含的信息也发生了变化，因此要重新渲染。

为了解决这个问题，我们将在第一次创建数组时为数组中的每个item分配一个ID，并将其作为组件的键，而不是使用项目索引。

页面的整体结构 Filter/List

代码语言：javascript复制
import { Chance } from 'chance';
const chance = new Chance();
// 生成一个长度为200，内容整数的随机数组
const items = Array.from(
  { length: 200 }, 
  (_, index) => ({ value: `${chance.integer()}`, id: index})
);

export const FilterableList = () => {
    const [searchTerm, setSearchTerm] = useState('');
    return <div className={'filterableList'}>
        <Filter onValueUpdated={setSearchTerm} />
        <List entries={items.filter(
                item => item.includes(searchTerm)
              )} 
        />
    </div>
}

组件List/ListItem的实现

代码语言：javascript复制
export interface ListProps {
  entries: {value: string, id: number}[];
}

export const List: FC<ListProps> = ({entries}) => {
  return (
    <div className="list">
      {entries.map(({id, value}) => 
        <ListItem key={id} value={value}/>
      )}
    </div>
  );
}

interface ListItemProps {
    value: string;
}


export const ListItem: FC<ListItemProps> = 
({value}) => <div className={'item'}>{value}</div>

经过所谓的优化处理，在每次commit发生时，ListItem仍然会被重新渲染。

通过，查看「提交信息面板」中的渲染原因，发现是由于ListItems的父组件发生了渲染，导致了它也被重新渲染。而父组件重新渲染，是不管子组件内部的值是否发生变化。是一种强制性的渲染机制。

显然，这是一种不理想的渲染方式，而React也提供了一种规避这种无效渲染的方式-- React.memo。

代码语言：javascript复制
export const ListItem: FC<ListItemProps> = 
React.memo(({value}) => <div className={'item'}>{value}</div>)

经过React.memo处理后，在进行过滤操作，ListItems不会发生重新渲染了。

通过一个简单的例子展示了React-Profiler的配置和使用方式，让一些不易察觉的问题直观的显现出来，并通过针对某个组件进行放大处理，找到其渲染过长的原因，对其对症下药。然后，做到药到病除。

愿我们的应用，不在卡顿。

后记

「分享是一种态度」。

参考资料：

  • React-Fiber机制1
  • React-Fiber机制2
  • react-profiler
渲染 react

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