React 模式之纯组件

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2022年11月12日 18:36 · 阅读数 25

什么是纯组件

纯组件(Pure Component)这概念衍生自纯函数。纯函数指的是返回结果只依赖于传入的参数，且对函数作用域外没有副作用的函数。这种函数在相同参数下，返回结果是不变的。纯函数的返回值能被安全地缓存起来，在下次调用时，跳过函数执行，直接读取缓存。因为函数没有外部副作用，不执行函数对整个程序没有影响。

与纯函数类似，如果一个组件在 props 和 state 相同的情况下，每次 render 的结果都是相同的，那这个组件就是纯组件。也就是说，纯组件的 render 结果只依赖于 props 和 state，如果两次渲染中，props 和 state 是相同的，那它们的 render 结果也是一样的。

纯组件解决了什么问题

在理解纯组件有什么用处之前，先来看一下 React 如何更新组件。

React 在更新组件时，会从触发组件开始，递归地调用整颗子树的 render 函数，构建新的虚拟树。即使子组件的 props 和 state 没有变化，render 函数还是会被执行。

看这个例子:

const defaultMessage = "Hello!";

function Messager() {
  console.log("render in parent");
  const [messageInput, setMessageInput] = useState(defaultMessage);
  const [messageData, setMessageData] = useState({
    id: 0,
    message: "",
  });
  return (
    <div className="logger">
      <input
        value={messageInput}
        onChange={(e) => setMessageInput(e.target.value)}
      ></input>
      <button
        onClick={() =>
          setMessageData((preData) => ({
            id: preData.id + 1,
            message: messageInput,
          }))
        }
      >
        发送消息
      </button>
      <MessageText message={messageData.message} />
    </div>
  );
}

function MessageText(props) {
  console.log("render in child");
  return <div>最新消息：{props.message}</div>;
}

连续点击几次按钮：

React 模式之纯组件

父组件 Messager 由于状态更新，需要重新执行 render 函数来更新组件，这个是符合预期的。子组件 MessageText 中，第一次更新，由于 message 属性改变，也需要更新，这个也容易理解。

问题在后面几次更新：

子组件的 props 没有变化，为什么执行了 render 函数？
render 函数执行了，是不是意味着 DOM 也更新了，只是我们看不出变化？
组件在 props 没有变化时，绘制的视图都是不变的，能不能跳过 render 函数的执行？

让我一个一个来回答。

Q：为什么需要执行 render 函数？

A：你的组件可能使用了任何变量，包括全局变量、环境变量等，React 没有能力做到监听这些变量，这些变量的变化是 React 无法感知的。为了保证渲染的视图与数据是一致的，React 只能牺牲性能，在每次更新的时候，都去执行 render 函数，获取最新的 render 输出。

Q: 执行了 render 函数就一定会更新 DOM 吗？

A：不一定。render 函数的输出结果是 React 虚拟 DOM，执行了 render 函数会更新虚拟 DOM，但 React 足够聪明，能够比对出浏览器 DOM 需要更新的地方，让浏览器只进行必要的重绘。这也是 React 能够保证性能的重要手段。

Q：能避免不必要的 render 执行吗？

A：可以。如果是 class 组件(CC)，你可以重写 shouldComponentUpdate() 方法或继承 React.PureComponent。如果是函数组件(FC)，你可以使用 React.memo() 。这样能够避免不必要的 render 执行，在一定程度上提升页面的性能，尤其是当 render 函数内有复杂计算时。这也正是纯组件想要解决的问题。

怎么使用纯组件

CC: `shouldComponentUpdate()` 和 `React.PureComponent`

💡 这一小节的内容基于 class 组件，FC 不适用。

React 组件更新前，会调用 shouldComponentUpdate(nextProps,nextState)，当返回 true 时，组件就会 re-render。所以，你可以重写这个方法，当不希望组件更新时，返回 false。

重写上面的 MessageText 组件：

class MessageText extends React.Component {
  shouldComponentUpdate(nextProps) {
    if (nextProps.message === this.props.message) {
      return false;
    }
    return true;
  }

  render() {
    console.log("render in child with message=" + this.props.message);
    return <div>最新消息：{this.props.message}</div>;
  }
}

这样，render 函数只会在 props.message 变化的时候才会被调用。当然，你可以自己决定哪些条件下跳过 render。

💡 shouldComponentUpdate 返回 false 时并不能保证跳过 render。React 后续可能会增加自己的判断，只把这个返回结果作为一种提示。所以这个方法应该只能被用于性能优化，不能作为逻辑依赖。

大部分时候，我们期望在 props 和 state 不变的时候，跳过 render，因为这经常导致不必要的更新。上面的例子只有一个属性，有点过于简单了，组件可能会多个 props 和 state，需要在 () 中穷举比较。因为这种模式太过常见，React 提供了 React.PureComponent 类，你可以继承这个类，来实现纯组件的效果，即当 props 和 state 不变（浅比较）时，跳过 render。

class MessageText extends React.PureComponent {
  render() {
    console.log("render in child with message=" + this.props.message);
    return <div>最新消息：{this.props.message}</div>;
  }
}

FC: `React.memo()`

先回答一个普遍疑惑的问题。

Q：FC 是纯组件吗？或者无状态的 FC 是纯组件吗？

A：并不是。从最上面的例子就可以看出来。无状态 FC 与纯组件是独立的概念，状态并不是影响纯组件的因素，关键在于组件函数除了 state 和 props 有没有外部依赖，对外部有没有影响。

Q：既然如此，怎么把 FC 改造成纯组件？

A:很简单，用 class 重写组件并继承 React.PureComponent 就可以了。

说笑了，这年头，谁写 React 还用 class 啊。

然而，很遗憾，hooks 无法覆盖 shouldComponentUpdate() 的使用场景，FC 没有等效于 React.PureComponent 的写法。

不过，倒是可以使用 React.memo() 实现一个半吊子的纯组件。

const memorizedFC=React.memo(FC,arePropsEqual(preProps,nextProps)=>{
    // 返回true，跳过render
    // 返回false，执行render
})

React.memo() 把上次调用的结果保存在内存中，下次调用时，如果 arePropsEqual() 返回 true，那就直接使用上次的结果，不需要执行 FC。arePropsEqual 参数可选，默认使用浅比较。

利用 React.memo(), 把 MessageText 改造成纯组件 PureMessageText：

function MessageText(props) {
  console.log("render in child with message=" + props.message);
  return <div>最新消息：{props.message}</div>;
}

const PureMessageText = React.memo(MessageText);

注意 React.memo() 并不等效于 React.PureComponent，前者只能比较 props，对于状态导致的更新，FC 依然会执行。这也是为什么说是“半吊子纯组件”。

如果 FC 无状态，那 React.memo() 就可以等效于 React.PureComponent 了。既然如此，对有状态 FC，可以利用状态上移把 state 转为 props，再应用 React.memo(), 实现纯组件的效果。

所以，绝大多数情况下，React.memo() 已经足够了。

你可能并不需要纯组件

了解纯组件的概念，以及它对 React 应用性能的影响，对一个开发者有很大帮助，但这并不意味着你需要经常使用它。

React 提供了良好的性能保证，大部分情况下，你的应用不会有性能上的问题，使用纯组件反而增加理解成本。

即使出现了性能问题，一些通用的性能优化手段可能更有效果。只有当性能瓶颈出现在特定组件的 render，并且这个组件可以被改造成纯组件时，这个措施才会有效果。

React 模式之纯组件

什么是纯组件

纯组件解决了什么问题

怎么使用纯组件

CC: shouldComponentUpdate() 和 React.PureComponent

FC: React.memo()

你可能并不需要纯组件

CC: `shouldComponentUpdate()` 和 `React.PureComponent`

FC: `React.memo()`