React Ref-Callback-Kette: Die Aktualisierungssequenz von Referenzen entschlüsselt

In React bieten Referenzen (Refs) eine Möglichkeit, auf DOM-Knoten oder React-Elemente zuzugreifen, die in der Render-Methode erstellt wurden. Während die einfache Verwendung von Refs unkompliziert ist, eröffnet das Ref-Callback-Muster eine leistungsfähigere Kontrolle über die Referenzverwaltung. Dieser Artikel befasst sich mit den Feinheiten der React-Ref-Callback-Kette und konzentriert sich auf die Aktualisierungssequenz von Referenzen und wie man sie effektiv nutzt.

Was sind React Refs?

Refs sind ein Mechanismus, um direkt innerhalb einer React-Komponente auf einen DOM-Knoten zuzugreifen. Es gibt mehrere Möglichkeiten, Refs zu erstellen und zu verwenden:

• String-Refs (veraltet): Diese Methode wird aufgrund potenzieller Probleme bei der Auflösung von String-Refs nicht mehr empfohlen.
• `React.createRef()`: Ein moderner Ansatz, der ein Ref-Objekt erstellt, das an eine bestimmte Komponenteninstanz gebunden ist.
• Ref-Callbacks: Der flexibelste Ansatz, der es Ihnen ermöglicht, eine Funktion zu definieren, die React mit dem DOM-Element oder der Komponenteninstanz als Argument aufruft. Diese Funktion wird aufgerufen, wenn die Komponente eingehängt, ausgehängt und möglicherweise während Aktualisierungen aufgerufen wird.

Dieser Artikel konzentriert sich auf Ref-Callbacks, da sie die meiste Kontrolle und Flexibilität bieten.

Verständnis von Ref-Callbacks

Ein Ref-Callback ist eine Funktion, die React aufruft, um die Ref zu setzen oder zurückzusetzen. Diese Funktion erhält das DOM-Element oder die Komponenteninstanz als Argument. Die Magie liegt darin, wann und wie oft React diese Funktion während des Komponentenlebenszyklus aufruft.

Grundlegende Syntax:

            
<input type="text" ref={node => this.inputElement = node} />

            

              
                Copy
              
            
          

In diesem Beispiel ist `node` das tatsächliche DOM-Element für das Input-Feld. React ruft diese Funktion auf, wenn die Komponente eingehängt und wenn sie ausgehängt wird. Lassen Sie uns die vollständige Sequenz untersuchen.

Die React-Ref-Callback-Kette: Die Aktualisierungssequenz von Referenzen

Das Kernkonzept, das wir untersuchen, ist die Abfolge von Ereignissen, die bei der Verwendung eines Ref-Callbacks auftreten. Diese Sequenz umfasst das Einhängen (Mounting), Aushängen (Unmounting) und potenzielle Aktualisierungen. Das Verständnis dieser Sequenz ist entscheidend, um häufige Fallstricke zu vermeiden und die Leistungsfähigkeit von Ref-Callbacks zu maximieren.

1. Erstmaliges Einhängen (Initial Mount)

Wenn eine Komponente mit einem Ref-Callback zum ersten Mal eingehängt wird, führt React die Ref-Callback-Funktion mit dem DOM-Element als Argument aus. Dies ermöglicht es Ihnen, die Referenz auf das DOM-Element innerhalb Ihrer Komponente zu speichern.

Beispiel:

            
class MyComponent extends React.Component {
 constructor(props) {
 super(props);
 this.myRef = null; // Die Ref initialisieren
 this.setTextInputRef = element => {
 this.myRef = element;
 };
 this.focusTextInput = () => {
 if (this.myRef) {
 this.myRef.focus();
 }
 };
 }

 componentDidMount() {
 this.focusTextInput(); // Fokussiert das Eingabefeld, wenn die Komponente eingehängt wird
 }

 render() {
 return (
  <input
 type="text"
 ref={this.setTextInputRef}
 defaultValue="Hallo, Welt!"
 />
 );
 }
}

            

              
                Copy
              
            
          

In diesem Beispiel ruft React beim Einhängen von `MyComponent` die Funktion `this.setTextInputRef` mit dem Input-DOM-Element auf. Anschließend wird das Eingabefeld fokussiert.

2. Aktualisierungen

Hier zeigt sich die Komplexität (und Stärke) von Ref-Callbacks. Ein Ref-Callback wird während Aktualisierungen erneut ausgeführt, wenn sich die Callback-Funktion selbst ändert. Dies kann passieren, wenn Sie eine neue Inline-Funktion als Ref-Prop übergeben.

Wichtige Überlegungen:

• Inline-Funktionen in `render`: Vermeiden Sie es, den Ref-Callback inline innerhalb der `render`-Methode zu definieren (z. B. `ref={node => this.inputElement = node}`). Dies erstellt bei jedem Rendern eine neue Funktion, was dazu führt, dass React den Callback zweimal aufruft: einmal mit `null` und dann erneut mit dem DOM-Element. Dies geschieht, weil React bei jedem Rendern eine andere Funktion sieht und eine Aktualisierung auslöst, um diese Änderung widerzuspiegeln. Dies kann zu Leistungsproblemen und unerwartetem Verhalten führen.
• Stabile Callback-Referenzen: Stellen Sie sicher, dass die Ref-Callback-Funktion stabil ist. Binden Sie die Funktion im Konstruktor, verwenden Sie eine Klassen-Eigenschaft als Pfeilfunktion oder den `useCallback`-Hook (in funktionalen Komponenten), um unnötige Neu-Renderings und Ausführungen des Ref-Callbacks zu vermeiden.

Beispiel für falsche Verwendung (Inline-Funktion):

            
class MyComponent extends React.Component {
 render() {
 return (
  <input type="text" ref={node => this.inputElement = node} />  <-- PROBLEM: Inline-Funktion wird bei jedem Rendern neu erstellt!
 );
 }
}

            

              
                Copy
              
            
          

Dies führt dazu, dass der Ref-Callback bei jedem Rendern zweimal aufgerufen wird, einmal mit `null` (um die alte Ref zu löschen) und dann mit dem DOM-Element.

Beispiel für korrekte Verwendung (Klassen-Eigenschaft als Pfeilfunktion):

            
class MyComponent extends React.Component {
 inputElement = null; // initialisieren
 setInputElement = (element) => {
  this.inputElement = element;
 };
 render() {
 return (
  <input type="text" ref={this.setInputElement} />
 );
 }
}

            

              
                Copy
              
            
          

Hier ist `this.setInputElement` eine Klassen-Eigenschaft als Pfeilfunktion, daher ist sie an die Instanz gebunden und ändert sich nicht bei jedem Rendern. Dies stellt sicher, dass der Ref-Callback nur beim Einhängen und Aushängen (und wenn sich die Ref-Prop tatsächlich ändern muss) ausgeführt wird.

3. Aushängen (Unmount)

Wenn die Komponente ausgehängt wird, ruft React den Ref-Callback erneut auf, diesmal jedoch mit `null` als Argument. Dies ermöglicht es Ihnen, die Referenz aufzuräumen und sicherzustellen, dass Sie keine Referenz auf ein nicht mehr existentes DOM-Element behalten. Dies ist besonders wichtig, um Speicherlecks zu vermeiden.

Beispiel:

            
class MyComponent extends React.Component {
 constructor(props) {
 super(props);
 this.myRef = null;
 this.setRef = element => {
 this.myRef = element;
 // Die Ref aufräumen, wenn die Komponente ausgehängt wird (indem sie auf null gesetzt wird).
 if(element === null){
 console.log("Komponente ausgehängt, Ref ist jetzt null");
 }
 };
 }

 componentWillUnmount() {
 // Obwohl hier nicht notwendig, können Sie hier die Logik für das Aushängen manuell handhaben,
 // wenn Sie das eingebaute Callback-Verhalten nicht nutzen.
 }
 render() {
 return <input type="text" ref={this.setRef} />;
 }
}

            

              
                Copy
              
            
          

In diesem Beispiel wird beim Aushängen von `MyComponent` `this.setRef(null)` aufgerufen, was sicherstellt, dass `this.myRef` auf `null` gesetzt wird.

Praktische Anwendungsfälle für Ref-Callbacks

Ref-Callbacks sind in einer Vielzahl von Szenarien wertvoll und bieten eine feingranulare Kontrolle über DOM-Elemente und Komponenteninstanzen.

1. Fokussieren eines Eingabeelements

Wie in den früheren Beispielen gezeigt, werden Ref-Callbacks häufig verwendet, um ein Eingabeelement zu fokussieren, wenn die Komponente eingehängt wird. Dies ist nützlich für die Erstellung interaktiver Formulare oder wenn Sie die Aufmerksamkeit des Benutzers auf ein bestimmtes Eingabefeld lenken möchten.

2. Messen von DOM-Elementen

Sie können Ref-Callbacks verwenden, um die Abmessungen oder die Position eines DOM-Elements zu messen. Dies ist hilfreich für die Erstellung responsiver Layouts oder Animationen, die von der Größe des Elements abhängen.

Beispiel:

            
class MyComponent extends React.Component {
 constructor(props) {
 super(props);
 this.state = {
 width: 0,
 height: 0,
 };
 this.myDiv = null;
 this.setDivRef = element => {
 this.myDiv = element;
 if (element) {
 this.setState({
 width: element.offsetWidth,
 height: element.offsetHeight,
 });
 }
 };
 }

 componentDidMount() {
 // Erzwingt ein Neu-Rendern, damit die korrekten Größen angezeigt werden
 this.forceUpdate();
 }

 render() {
 return (
  <div ref={this.setDivRef}>
 Mein Inhalt
  </div>
 );
 }
}

            

              
                Copy
              
            
          

In diesem Beispiel wird der `setDivRef`-Callback verwendet, um eine Referenz auf das div-Element zu erhalten. In `componentDidMount` werden die Abmessungen des Divs abgerufen und im Zustand der Komponente gespeichert.

3. Integration mit Drittanbieter-Bibliotheken

Ref-Callbacks können bei der Integration mit Drittanbieter-Bibliotheken, die direkten Zugriff auf DOM-Elemente erfordern, unerlässlich sein. Beispielsweise müssen Sie möglicherweise ein DOM-Element an eine Diagrammbibliothek oder ein JavaScript-Plugin übergeben.

4. Fokusverwaltung in einer Liste

Stellen Sie sich ein Szenario vor, in dem Sie eine Liste von Elementen haben, von denen jedes ein Eingabefeld enthält. Sie können Ref-Callbacks verwenden, um den Fokus innerhalb der Liste zu verwalten und sicherzustellen, dass immer nur ein Eingabefeld fokussiert ist oder um automatisch das nächste Eingabefeld zu fokussieren, wenn der Benutzer die Eingabetaste drückt.

5. Komplexe Komponenteninteraktionen

Ref-Callbacks sind in Szenarien mit komplexen Komponenteninteraktionen hilfreich. Beispielsweise müssen Sie möglicherweise eine Methode auf einer Kindkomponente direkt von einer Elternkomponente aus auslösen.

Best Practices für die Verwendung von Ref-Callbacks

Um sicherzustellen, dass Sie Ref-Callbacks effektiv verwenden und potenzielle Probleme vermeiden, befolgen Sie diese Best Practices:

• Vermeiden Sie Inline-Funktionen: Wie bereits erwähnt, vermeiden Sie die Definition von Ref-Callbacks inline in der `render`-Methode. Dies kann zu unnötigen Neu-Renderings und Leistungsproblemen führen.
• Verwenden Sie stabile Callback-Referenzen: Verwenden Sie Klassen-Eigenschaften als Pfeilfunktionen, binden Sie Funktionen im Konstruktor oder nutzen Sie den `useCallback`-Hook, um stabile Callback-Referenzen zu erstellen.
• Räumen Sie Referenzen auf: Stellen Sie sicher, dass Sie Referenzen aufräumen, wenn die Komponente ausgehängt wird, indem Sie die Ref in der Callback-Funktion auf `null` setzen.
• Berücksichtigen Sie die Leistung: Seien Sie sich der Leistungsimplikationen der Verwendung von Ref-Callbacks bewusst. Vermeiden Sie unnötige Ref-Aktualisierungen, indem Sie sicherstellen, dass die Callback-Funktion stabil ist.
• Verwenden Sie `React.forwardRef` für funktionale Komponenten: Wenn Sie mit funktionalen Komponenten arbeiten und eine Ref an die Elternkomponente weitergeben müssen, verwenden Sie `React.forwardRef`.

Ref-Callbacks in funktionalen Komponenten

Obwohl die obigen Beispiele für Klassenkomponenten einwandfrei funktionieren, verwendet die moderne React-Entwicklung häufig funktionale Komponenten mit Hooks. Die Verwendung von Ref-Callbacks in funktionalen Komponenten erfordert die Hooks `useRef` und `useCallback`.

Beispiel:

            
import React, { useRef, useCallback, useEffect } from 'react';

function MyFunctionalComponent() {
 const inputRef = useRef(null);

 const setInputRef = useCallback(node => {
 // Logik für den Callback-Ref
 if (node) {
 console.log("DOM-Element angehängt", node);
 }
 inputRef.current = node; // Die aktuelle Referenz setzen
 }, []); // Leeres Abhängigkeits-Array stellt sicher, dass der Callback nur einmal erstellt wird

 useEffect(() => {
 if (inputRef.current) {
 inputRef.current.focus();
 }
 }, []); // Diesen Effekt nur einmal beim Einhängen ausführen

 return <input type="text" ref={setInputRef} />;
}

export default MyFunctionalComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

Erklärung:

• `useRef(null)`: Erstellt ein veränderbares Ref-Objekt, das über Neu-Renderings hinweg bestehen bleibt. Es wird anfangs auf `null` gesetzt.
• `useCallback`: Stellt sicher, dass die `setInputRef`-Funktion nur einmal erstellt wird. Das leere Abhängigkeits-Array `[]` verhindert, dass sie bei nachfolgenden Renderings neu erstellt wird.
• `inputRef.current = node`: Innerhalb von `setInputRef` setzen Sie die `current`-Eigenschaft des Ref-Objekts auf den DOM-Knoten. Auf diese Weise greifen Sie später auf den DOM-Knoten zu.
• `useEffect`: Fokussiert das Eingabefeld erst, nachdem es eingehängt wurde. `useEffect` mit einem leeren Abhängigkeits-Array wird nur einmal ausgeführt, wenn die Komponente eingehängt wird.

Häufige Fallstricke und wie man sie vermeidet

Auch mit einem soliden Verständnis der Ref-Callback-Kette ist es leicht, in einige häufige Fallen zu tappen. Hier ist eine Aufschlüsselung potenzieller Probleme und wie man sie vermeidet:

• Doppelter Aufruf aufgrund von Inline-Funktionen: Problem: Der Ref-Callback wird während Aktualisierungen zweimal aufgerufen. Lösung: Verwenden Sie stabile Callback-Referenzen (Klassen-Eigenschaften als Pfeilfunktionen, gebundene Funktionen oder `useCallback`).
• Speicherlecks: Problem: Festhalten an Referenzen auf DOM-Elemente, die nicht mehr existieren. Lösung: Räumen Sie Refs immer auf, indem Sie sie auf `null` setzen, wenn die Komponente ausgehängt wird.
• Unerwartete Neu-Renderings: Problem: Unnötige Neu-Renderings von Komponenten, die durch Ref-Aktualisierungen ausgelöst werden. Lösung: Stellen Sie sicher, dass der Ref-Callback nur bei Bedarf aktualisiert wird.
• Null-Referenz-Fehler: Problem: Versuch, auf ein DOM-Element zuzugreifen, bevor es angehängt wurde. Lösung: Prüfen Sie, ob die Ref gültig ist, bevor Sie darauf zugreifen (z. B. `if (this.myRef) { ... }`). Stellen Sie sicher, dass Sie warten, bis die Komponente eingehängt ist, bevor Sie auf die Ref zugreifen.

Fortgeschrittene Szenarien

Über die grundlegenden Anwendungsfälle hinaus können Ref-Callbacks in komplexeren und differenzierteren Szenarien eingesetzt werden:

1. Dynamisch erstellte Refs

Manchmal müssen Sie Refs dynamisch erstellen, insbesondere beim Rendern einer Liste von Elementen. Obwohl Sie technisch gesehen mehrere Refs mit `React.createRef()` erstellen können, kann deren Verwaltung umständlich sein. Ref-Callbacks bieten einen saubereren und flexibleren Ansatz.

Beispiel:

            
class MyListComponent extends React.Component {
 constructor(props) {
 super(props);
 this.itemRefs = {}; // Refs für jedes Listenelement speichern
 }

 setItemRef = (index) => (element) => {
 this.itemRefs[index] = element; // Das Element im itemRefs-Objekt speichern
 };

 render() {
 return (
  <ul>
 {this.props.items.map((item, index) => (
  <li key={index} ref={this.setItemRef(index)}>
 {item}
  </li>
 ))}
  </ul>
 );
 }
}

            

              
                Copy
              
            
          

In diesem Beispiel ist `setItemRef` eine Funktion, die eine andere Funktion zurückgibt (ein Closure). Diese innere Funktion ist der Ref-Callback und hat Zugriff auf den `index` des Listenelements. Dies ermöglicht es Ihnen, die Ref für jedes Listenelement im `itemRefs`-Objekt zu speichern.

2. Refs zu funktionalen Komponenten mit `forwardRef`

Wenn Sie eine Ref zu einer funktionalen Komponente benötigen, müssen Sie `React.forwardRef` verwenden. Dies ermöglicht es Ihnen, die Ref von der Elternkomponente an ein bestimmtes Element innerhalb der funktionalen Komponente "weiterzuleiten".

Beispiel:

            
import React, { forwardRef } from 'react';

const MyInput = forwardRef((props, ref) => (
 <input type="text" ref={ref} {...props} />
));

class ParentComponent extends React.Component {
 constructor(props) {
 super(props);
 this.inputRef = React.createRef();
 }

 componentDidMount() {
 this.inputRef.current.focus();
 }

 render() {
 return <MyInput ref={this.inputRef} defaultValue="Hallo" />;
 }
}

            

              
                Copy
              
            
          

In diesem Beispiel umschließt `React.forwardRef` die `MyInput`-Komponente, und die `ref`-Prop wird an das Input-Element weitergegeben. Die `ParentComponent` kann dann über `this.inputRef.current` auf das Input-Element zugreifen.

Fazit

React-Ref-Callbacks sind ein leistungsstarkes Werkzeug zur Verwaltung von DOM-Elementen und Komponenteninstanzen in Ihren React-Anwendungen. Das Verständnis der Ref-Callback-Kette – der Abfolge von Einhängen, Aktualisieren und Aushängen – ist entscheidend für das Schreiben von effizientem, vorhersagbarem und wartbarem Code. Indem Sie die in diesem Artikel beschriebenen Best Practices befolgen und häufige Fallstricke vermeiden, können Sie Ref-Callbacks nutzen, um interaktivere und dynamischere Benutzeroberflächen zu erstellen. Die Beherrschung von Refs ermöglicht eine fortgeschrittene Komponentensteuerung, eine nahtlose Integration mit externen Bibliotheken und insgesamt verbesserte React-Entwicklungsfähigkeiten. Denken Sie daran, immer auf stabile Callback-Referenzen abzuzielen, um unerwartete Neu-Renderings zu vermeiden, und Referenzen beim Aushängen ordnungsgemäß aufzuräumen, um Speicherlecks zu verhindern. Mit sorgfältiger Planung und Implementierung werden Ref-Callbacks zu einem wertvollen Gut in Ihrer React-Toolbox und ermöglichen anspruchsvollere und performantere Anwendungen.