React Context-optimalisering: Selector-mønster og ytelse

React Context gir en kraftig mekanisme for å administrere applikasjonsstatus og dele den på tvers av komponenter uten behov for prop drilling. Imidlertid kan naive implementeringer av Context føre til ytelsesflaskehalser, spesielt i store og komplekse applikasjoner. Hver gang Context-verdien endres, gjengis alle komponenter som bruker den Contexten på nytt, selv om de bare er avhengige av en liten del av dataene.

Denne artikkelen går inn i selector-mønsteret som en strategi for å optimalisere React Context-ytelsen. Vi vil utforske hvordan det fungerer, dets fordeler, og gi praktiske eksempler for å illustrere bruken. Vi vil også diskutere relaterte ytelseshensyn og alternative optimaliseringsteknikker.

Forstå problemet: Unødvendige re-renders

Kjerneproblemet oppstår fra det faktum at Reacts Context API, som standard, utløser en re-render av alle forbrukerkomponenter når Context-verdien endres. Tenk deg et scenario der Contexten din inneholder et stort objekt som inneholder brukerprofildata, temainnstillinger og applikasjonskonfigurasjon. Hvis du oppdaterer en enkelt egenskap i brukerprofilen, vil alle komponenter som bruker Contexten re-rendere, selv om de bare er avhengige av temainnstillingene.

Dette kan føre til betydelig ytelsesforringelse, spesielt når du arbeider med komplekse komponenthierarkier og hyppige Context-oppdateringer. Unødvendige re-renders sløser bort verdifulle CPU-sykluser og kan føre til trege brukergrensesnitt.

Selector-mønsteret: Målrettede oppdateringer

Selector-mønsteret gir en løsning ved å la komponenter bare abonnere på de spesifikke delene av Context-verdien de trenger. I stedet for å bruke hele Contexten, bruker komponenter selector-funksjoner for å trekke ut de relevante dataene. Dette reduserer omfanget av re-renders, og sikrer at bare komponenter som faktisk er avhengige av de endrede dataene, oppdateres.

Hvordan det fungerer:

1. Context Provider: Context Provider inneholder applikasjonsstatusen.
2. Selector-funksjoner: Dette er rene funksjoner som tar Context-verdien som input og returnerer en avledet verdi. De fungerer som filtre, og trekker ut spesifikke datadeler fra Contexten.
3. Forbrukerkomponenter: Komponenter bruker en egendefinert krok (ofte kalt `useContextSelector`) for å abonnere på output fra en selector-funksjon. Denne kroken er ansvarlig for å oppdage endringer i de valgte dataene og utløse en re-render bare når det er nødvendig.

Implementering av selector-mønsteret

Her er et grunnleggende eksempel som illustrerer implementeringen av selector-mønsteret:

1. Opprette Context

Først definerer vi Contexten vår. La oss forestille oss en kontekst for å administrere en brukers profil og temainnstillinger.

            import React, { createContext, useState, useContext } from 'react';

const AppContext = createContext({});

const AppProvider = ({ children }) => {
  const [user, setUser] = useState({
    name: 'John Doe',
    email: 'john.doe@example.com',
    location: 'New York'
  });
  const [theme, setTheme] = useState({
    primaryColor: '#007bff',
    secondaryColor: '#6c757d'
  });

  const updateUserName = (name) => {
    setUser(prevUser => ({ ...prevUser, name }));
  };

  const updateThemeColor = (primaryColor) => {
    setTheme(prevTheme => ({ ...prevTheme, primaryColor }));
  };

  const value = {
    user,
    theme,
    updateUserName,
    updateThemeColor
  };

  return (
    
      {children}
    
  );
};

export { AppContext, AppProvider };
            

              
                Copy
              
            
          

2. Opprette selector-funksjoner

Deretter definerer vi selector-funksjoner for å trekke ut ønskede data fra Contexten. For eksempel:

            const selectUserName = (context) => context.user.name;
const selectPrimaryColor = (context) => context.theme.primaryColor;

            

              
                Copy
              
            
          

3. Opprette en egendefinert krok (`useContextSelector`)

Dette er kjernen i selector-mønsteret. `useContextSelector`-kroken tar en selector-funksjon som input og returnerer den valgte verdien. Den administrerer også abonnementet på Contexten og utløser en re-render bare når den valgte verdien endres.

            import { useContext, useState, useEffect, useRef } from 'react';

const useContextSelector = (context, selector) => {
  const [selected, setSelected] = useState(() => selector(useContext(context)));
  const latestSelector = useRef(selector);
  const contextValue = useContext(context);

  useEffect(() => {
    latestSelector.current = selector;
  });

  useEffect(() => {
    const nextSelected = latestSelector.current(contextValue);
    if (!Object.is(selected, nextSelected)) {
      setSelected(nextSelected);
    }
  }, [contextValue]);

  return selected;
};

export default useContextSelector;
            

              
                Copy
              
            
          

Forklaring:

• `useState`: Initialiser `selected` med den opprinnelige verdien returnert av selector.
• `useRef`: Lagre den siste `selector`-funksjonen, og sørg for at den mest oppdaterte selector brukes selv om komponenten re-renderer.
• `useContext`: Få den nåværende kontekstverdien.
• `useEffect`: Denne effekten kjøres når `contextValue` endres. Inne, beregner den den valgte verdien på nytt ved hjelp av `latestSelector`. Hvis den nye valgte verdien er forskjellig fra den gjeldende `selected`-verdien (ved hjelp av `Object.is` for dyp sammenligning), oppdateres `selected`-tilstanden, og utløser en re-render.

4. Bruke Contexten i komponenter

Nå kan komponenter bruke `useContextSelector`-kroken til å abonnere på spesifikke deler av Contexten:

            import React from 'react';
import { AppContext, AppProvider } from './AppContext';
import useContextSelector from './useContextSelector';

const UserName = () => {
  const userName = useContextSelector(AppContext, selectUserName);

  return 
User Name: {userName}
;
};

const ThemeColorDisplay = () => {
  const primaryColor = useContextSelector(AppContext, selectPrimaryColor);

  return 
Theme Color: {primaryColor}
;
};

const App = () => {
  return (
    
      
      
    
  );
};

export default App;
            

              
                Copy
              
            
          

I dette eksemplet re-rendereres `UserName` bare når brukernavnet endres, og `ThemeColorDisplay` re-rendereres bare når primærfargen endres. Å endre brukernes e-post eller plassering vil *ikke* føre til at `ThemeColorDisplay` re-rendereres, og omvendt.

Fordeler med selector-mønsteret

• Reduserte re-renders: Hovedfordelen er den betydelige reduksjonen i unødvendige re-renders, noe som fører til forbedret ytelse.
• Forbedret ytelse: Ved å minimere re-renders blir applikasjonen mer responsiv og effektiv.
• Kodeklarhet: Selector-funksjoner fremmer kodeklarhet og vedlikehold ved å eksplisitt definere dataregler for komponenter.
• Testbarhet: Selector-funksjoner er rene funksjoner, noe som gjør dem enkle å teste og resonnere om.

Vurderinger og optimaliseringer

1. Memoization

Memoization kan ytterligere forbedre ytelsen til selector-funksjoner. Hvis input Context-verdien ikke har endret seg, kan selector-funksjonen returnere et bufret resultat, og unngå unødvendige beregninger. Dette er spesielt nyttig for komplekse selector-funksjoner som utfører kostbare beregninger.

Du kan bruke `useMemo`-kroken i din `useContextSelector`-implementering for å memoisere den valgte verdien. Dette legger til et annet lag med optimalisering, og forhindrer unødvendige re-renders selv når kontekstverdien endres, men den valgte verdien forblir den samme. Her er en oppdatert `useContextSelector` med memoization:

            import { useContext, useState, useEffect, useRef, useMemo } from 'react';

const useContextSelector = (context, selector) => {
  const latestSelector = useRef(selector);
  const contextValue = useContext(context);

  useEffect(() => {
    latestSelector.current = selector;
  }, [selector]);

  const selected = useMemo(() => latestSelector.current(contextValue), [contextValue]);

  return selected;
};

export default useContextSelector;
            

              
                Copy
              
            
          

2. Objektumubrytelighet

Å sikre immutabilitet av Context-verdien er avgjørende for at selector-mønsteret skal fungere riktig. Hvis Context-verdien muteres direkte, kan det hende at selector-funksjonene ikke oppdager endringer, noe som fører til feil gjengivelse. Opprett alltid nye objekter eller matriser når du oppdaterer Context-verdien.

3. Dype sammenligninger

`useContextSelector`-kroken bruker `Object.is` for å sammenligne valgte verdier. Dette utfører en overflatisk sammenligning. For komplekse objekter må du kanskje bruke en dyp sammenligningsfunksjon for å nøyaktig oppdage endringer. Imidlertid kan dype sammenligninger være beregningsmessig dyre, så bruk dem med fornuft.

4. Alternativer til `Object.is`

Når `Object.is` ikke er tilstrekkelig (f.eks. har du dypt nestede objekter i konteksten din), bør du vurdere alternativer. Biblioteker som `lodash` tilbyr `_.isEqual` for dype sammenligninger, men vær oppmerksom på ytelseseffekten. I noen tilfeller kan strukturelle delingsteknikker ved hjelp av uforanderlige datastrukturer (som Immer) være fordelaktige fordi de lar deg endre et nestet objekt uten å mutere originalen, og de kan ofte sammenlignes med `Object.is`.

5. `useCallback` for selectorer

`selector`-funksjonen i seg selv kan være en kilde til unødvendige re-renders hvis den ikke er riktig memoized. Send `selector`-funksjonen til `useCallback` for å sikre at den bare gjenopprettes når avhengighetene endres. Dette forhindrer unødvendige oppdateringer til den egendefinerte kroken.

            const UserName = () => {
  const userName = useContextSelector(AppContext, useCallback(selectUserName, []));

  return 
User Name: {userName}
;
};

            

              
                Copy
              
            
          

6. Bruke biblioteker som `use-context-selector`

Biblioteker som `use-context-selector` gir en forhåndsbygget `useContextSelector`-krok som er optimalisert for ytelse og inkluderer funksjoner som overflatisk sammenligning. Bruk av slike biblioteker kan forenkle koden din og redusere risikoen for å introdusere feil.

            import { useContextSelector } from 'use-context-selector';
import { AppContext } from './AppContext';

const UserName = () => {
  const userName = useContextSelector(AppContext, selectUserName);

  return 
User Name: {userName}
;
};

            

              
                Copy
              
            
          

Globale eksempler og beste praksis

Selector-mønsteret er aktuelt på tvers av forskjellige bruksområder i globale applikasjoner:

• Lokalisering: Se for deg en e-handelsplattform som støtter flere språk. Contexten kan inneholde gjeldende locale og oversettelser. Komponenter som viser tekst kan bruke selectorer for å trekke ut den relevante oversettelsen for gjeldende locale.
• Temahåndtering: En sosial medieapplikasjon kan tillate brukere å tilpasse temaet. Contexten kan lagre temainnstillingene, og komponenter som viser UI-elementer kan bruke selectorer for å trekke ut de relevante temaeiendommer (f.eks. farger, fonter).
• Autentisering: En global bedriftsapplikasjon kan bruke Context til å administrere brukerautentiseringsstatus og tillatelser. Komponenter kan bruke selectorer for å avgjøre om gjeldende bruker har tilgang til bestemte funksjoner.
• Datahentingsstatus: Mange applikasjoner viser lastestatuser. En kontekst kan administrere statusen for API-kall, og komponenter kan selektivt abonnere på lastestatusen for spesifikke endepunkter. For eksempel kan en komponent som viser en brukerprofil bare abonnere på lastestatusen for `GET /user/:id`-endepunktet.

Alternative optimaliseringsteknikker

Mens selector-mønsteret er en kraftig optimaliseringsteknikk, er det ikke det eneste verktøyet som er tilgjengelig. Vurder disse alternativene:

• `React.memo`: Pakk funksjonelle komponenter med `React.memo` for å forhindre re-renders når props ikke har endret seg. Dette er nyttig for å optimalisere komponenter som mottar props direkte.
• `PureComponent`: Bruk `PureComponent` for klassekomponenter for å utføre en overflatisk sammenligning av props og tilstand før du re-renderer.
• Kodeoppdeling: Bryt ned applikasjonen i mindre biter som kan lastes ned på forespørsel. Dette reduserer den første lastetiden og forbedrer den generelle ytelsen.
• Virtualisering: For å vise store datalister, bruk virtualiseringsteknikker for å bare gjengi de synlige elementene. Dette forbedrer ytelsen betydelig når du arbeider med store datasett.

Konklusjon

Selector-mønsteret er en verdifull teknikk for å optimalisere React Context-ytelsen ved å minimere unødvendige re-renders. Ved å la komponenter bare abonnere på de spesifikke delene av Context-verdien de trenger, forbedrer det applikasjonens respons og effektivitet. Ved å kombinere det med andre optimaliseringsteknikker som memoization og kodeoppdeling, kan du bygge høyytelses React-applikasjoner som leverer en jevn brukeropplevelse. Husk å velge riktig optimaliseringsstrategi basert på de spesifikke behovene til applikasjonen din, og vurder nøye avveiningene som er involvert.

Denne artikkelen ga en omfattende veiledning til selector-mønsteret, inkludert implementeringen, fordelene og vurderingene. Ved å følge den beste praksisen som er skissert i denne artikkelen, kan du effektivt optimalisere din React Context-bruk og bygge effektive applikasjoner for et globalt publikum.