React re-render

1. 什么是 re-render

每当提及 React 的性能时，我们需要特别关注下面两个渲染阶段：

initial render：组件第一次在页面上进行渲染
re-render：已经在页面上渲染的组件进行第二次或后续多次渲染

当页面更新数据的时候，React 组件就会发生 re-render，比如用户与页面之间产生交互、异步请求数据或者订阅的外部数据更新等这些场景都会导致 re-render。那些没有任何异步数据更新的非交互式应用程序永远不会发生 re-render，因此这种应用场景不需要关心 re-render 的性能优化。

哪些是必要或非必要的 re-render

必要的 re-render：组件发生重新渲染的原因是数据发生了变化，组件要把最新的数据渲染到页面上。例如，用户在输入框中输入文字，组件在每次按键时通过状态管理完成更新和渲染，对于这个组件来说这就是必要的 re-render。

不必要的 re-render：由于错误的实现方式，某个组件的 re-render 导致了整个页面全部重新渲染，这就是不必要的 re-render。比如，用户在输入框中输入文字，并且在每次按键时整个页面都进行了渲染，对于整个页面来说这就是非必要的 re-render。

非必要的 re-render 本身不存在问题：React 非常快速，通常能够在用户还未注意到的情况下处理它们。然而，如果 re-render 过于频繁或在非常重的组件上进行时，可能会让用户感觉到 “卡顿”，在交互过程中会出现明显延迟，甚至页面完全没有响应。

2. 什么时候 React 组件会发生 re-render

组件发生重新渲染有四个原因：状态更改、父级（或子级）重新渲染、context 变化以及 hooks 变化。这里有一个很大的误区：当组件的 props 改变时，组件会重新渲染。就其本身而言，这并不是真的（见本文后面的介绍）。

re-render 原因：状态变化

当组件的状态发生变化时，它将重新渲染自身。通常，它发生在回调或 useEffect 中。状态变化是所有重新渲染的根因。

re-render 原因：父组件重新渲染

如果组件的父组件重新渲染，则组件将重新渲染自身。反过来看也是对的：当组件重新渲染时，它也会重新渲染其所有子组件。但是，子组件的重新渲染不会触发父级的 re-render。

re-render 原因：context 变化

当 Context Provider 中的值发生变化时，使用该 Context 的所有组件都要 re-render，即使它们并没有使用发生变化的那部分数据。这些 re-render 并不能直接通过 memoize 来避免掉，但是可以用一些变通的方法来避免（参见第 7 部分：防止由 Context 引起的重新渲染）。

re-render 原因：hooks 变化

hooks 中发生的一切都 “属于” 使用它的组件。因此 Context 和 State 的更新规则同样也适用于这里：

hooks 内部的状态变化会触发组件的 re-render
如果 hooks 使用了 context，并且 context 的值发生了变化，也会触发组件的 re-render

hooks 可以嵌套使用，其中每个 hooks 都 “属于” 使用它的组件，相同的规则适用于其中任何一个 hooks。

re-render 误区：props 变化

说到未被 memo 包裹的组件 re-render 时，组件的 props 是否发生变化并不重要。组件的 props 即便是发生了改变，也是由父组件来更新它们。也就是说，父组件的重新渲染触发了子组件的重新渲染，与子组件的 props 是否变化无关。只有那些使用了 React.memo 和 useMemo 的组件，props 的变化才会触发组件的重新渲染。

3. 避免 re-render：组件复合

反模式：在 render 函数中创建组件

在组件的渲染函数中创建一个组件是一种反模式，很有可能会引起性能问题。在每次重新渲染时，React 都会重新装载这个组件（即销毁它并从头开始重新创建），这比正常的重新渲染要慢得多。除此之外，还会导致以下问题：

在重新渲染期间可能出现内容 “闪烁”
每次重新渲染时在组件的状态会被重置
每次重新渲染时不会触发依赖项的 useEffect
如果组件被聚焦，则焦点将丢失

组件复合避免 re-render：state 下移到子组件中

这个模式非常有用，特别是对逻辑比较复杂的组件做状态管理时，并且这些状态仅仅用在了渲染树的一小部分上。一个典型的例子就是，在页面重要且复杂的组件中，实现单击按钮打开 / 关闭对话框。在这种情况下，控制对话框开关的状态可以封装在较小的组件中。这样，整个大组件就不会因为这些状态的更改而发生重新渲染。

组件复合避免 re-render：children 作为 props

这个模式与状态下移比较类似，也是将状态变化封装在较小的组件中。不同之处在于，这里的状态是作用于包裹复杂组件的父组件上，因此无法通过状态下移的方式作用于较小的组件。一个典型的例子是绑定到组件根元素上 onScroll 或 onMouseMove 回调。在这种场景下，可以将状态管理和使用该状态的组件提取到较小的组件中，并且可以将较复杂的组件作为 children props 传递给它。从较小的组件角度来看，children 只是 props，因此它们不会受到状态更改的影响，因此不会重新渲染。

组件复合避免 re-render：组件作为 props

与前面的模式基本相同，将状态封装在一个较小的组件中，而较重的组件作为 props 传递给它。props 不受 state 变化的影响，因此该较重的组件不会被重新渲染。这个模式适用于那些状态独立的复杂组件，并且不能抽离成一个 children 属性的场景。

4. 避免 re-render：使用 React.memo

用 React.memo 包装的组件会阻止重新渲染，除非这个组件的 props 发生了变化。这对于不依赖于重新渲染的组件，是非常有用的。

React.memo: 带有 props 的组件

对于非基础数据类型的 props 都要用 React.memo 包装成为 memoize 值。

React.memo: 作为 props 或 children 的组件

React.memo 可用于作为 props 或 children 的元素。仅对父组件进行包装是不起作用的：children 和 props 作为对象类型会在每次父组件渲染时都会变化，进而引起子组件重新渲染。

5. 用 useMemo/useCallback 提高 re-render 性能

反模式：无用的 useMemo/useCallback props

将子组件的 props 包装成 memoize 值，是不能避免该子组件重新渲染的。只要父组件重新渲染，那么子组件就会被重新渲染，与 props 没有关系。

有用的 useMemo/useCallback

如果子组件被 React.memo 包装，那么它的所有非基础数据类型的 props 也要做 memoize 处理。

如果组件使用的 hooks（比如 useEffect、useMemo、useCallback）依赖了非基础数据类型的值，那么要做 memoize 处理。

使用 useMemo 处理昂贵的计算

useMemo 的其中一个使用场景是避免每次重新渲染时进行昂贵的计算。useMemo 也是有其成本的（消耗一点内存并使初始渲染稍微慢一点），因此不应将其用于每次计算。在 React 中，挂载和更新组件在大多数情况下都是最昂贵的计算（除非您实际计算的是基础类型，而您无论如何都不应该在前端这样做）。

因此，useMemo 的典型场景是对 React 元素做 memoize 处理。与组件更新相比，数组的排序或过滤等 “纯” JavaScript 操作的成本基本可以忽略不计。

6. 提高列表的重新渲染性能

除了上述的 re-render 规则和模式之外，key 的值会影响列表的渲染性能。仅仅设置 key 值并不会提高列表的性能。为了避免列表元素的重新渲染，还要用 React.memo 包装它们，并且还要遵循一些最佳实践。

key 的值应为字符串，列表中的元素在每次重新渲染时，这个字符串要保持一致。通常使用数据的 id 或数组的索引作为 key 值。如果列表是静态的，比如元素不会有增加、删除、插入、排序等操作，使用数组的 index 作为 key 是没有问题的。但是在动态列表中使用数组的索引会导致一些问题：

如果列表数据中具有状态或任何不受控制的元素（如表单输入），则会出现错误
如果列表数据包装在 React.memo 中，性能会下

反模式：使用随机数作为 key 值

随机数不要作为列表的 key 值，因为随机数会导致列表元素在每次重新渲染时重新挂载元素：

列表渲染性能较差
如果列表数据中具有状态或任何不受控制的元素（如表单输入），则会出现错

7. 避免 Context 引起 re-render

将 Provider 的值做 memoize 处理

如果 Context Provider 没有在页面的根节点上，那么祖先节点的变化也会导致它被重新渲染，所以它的值也应该被 memoize。

避免 Context 引起 re-render：对数据和 API 做拆分

如果在 Context 中存在数据和 API 的组合（getter 和 setter），则可以将它们拆分为同一组件下的不同 Providers。这样，仅使用 API 的组件在数据变化时不会重新渲染。

避免 Context 引起 re-render：对数据拆分

如果 Context 管理几个独立的数据块，则可以将它们拆分为同一 Provider 下的较小 Provider。这样，只有变化的数据块的使用者才会重新渲染。

避免 Context 引起 re-render：Context selector

对于那些部分使用了 Context 值的组件，即使使用了 useMemo hooks 也无法避免组件的重新渲染。但是，我们可以使用高阶组件和 React.memo 可以伪造出 Context selector。

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