React useInsertionEffect: Rewolucjonizowanie Optymalizacji CSS-in-JS

Ekosystem React stale ewoluuje, a nowe funkcje i API pojawiają się, aby rozwiązywać wąskie gardła wydajności i poprawiać doświadczenie programisty. Jednym z takich dodatków jest hook useInsertionEffect, wprowadzony w React 18. Ten hook oferuje potężny mechanizm optymalizacji bibliotek CSS-in-JS, prowadzący do znacznej poprawy wydajności, szczególnie w złożonych aplikacjach.

Co to jest CSS-in-JS?

Zanim przejdziemy do useInsertionEffect, przypomnijmy krótko, czym jest CSS-in-JS. Jest to technika, w której style CSS są pisane i zarządzane w komponentach JavaScript. Zamiast tradycyjnych arkuszy stylów CSS, biblioteki CSS-in-JS pozwalają programistom definiować style bezpośrednio w kodzie React. Popularne biblioteki CSS-in-JS to:

• Styled-components
• Emotion
• Linaria
• Aphrodite

CSS-in-JS oferuje kilka korzyści:

• Określanie zakresu na poziomie komponentu: Style są hermetyzowane w komponentach, co zapobiega konfliktom nazw i poprawia łatwość konserwacji.
• Dynamiczna stylizacja: Style można dynamicznie dostosowywać w oparciu o propsy komponentu lub stan aplikacji.
• Kolokacja: Style znajdują się obok komponentów, które stylizują, co poprawia organizację kodu.
• Eliminacja martwego kodu: Niewykorzystane style można automatycznie usuwać, zmniejszając rozmiar pakietu CSS.

Jednak CSS-in-JS wprowadza również wyzwania związane z wydajnością. Dynamiczne wstrzykiwanie CSS podczas renderowania może prowadzić do thrashingu układu, gdzie przeglądarka wielokrotnie przelicza układ z powodu zmian stylu. Może to skutkować szarpanymi animacjami i słabym doświadczeniem użytkownika, szczególnie na urządzeniach o niskiej mocy lub w aplikacjach z głęboko zagnieżdżonymi drzewami komponentów.

Zrozumienie Layout Thrashing

Layout thrashing występuje, gdy kod JavaScript odczytuje właściwości układu (np. offsetWidth, offsetHeight, scrollTop) po zmianie stylu, ale zanim przeglądarka zdąży przeliczyć układ. To zmusza przeglądarkę do synchronicznego przeliczenia układu, co prowadzi do wąskiego gardła wydajności. W kontekście CSS-in-JS często zdarza się to, gdy style są wstrzykiwane do DOM podczas fazy renderowania, a kolejne obliczenia opierają się na zaktualizowanym układzie.

Rozważmy ten uproszczony przykład:

            function MyComponent() {
  const [width, setWidth] = React.useState(0);
  const ref = React.useRef(null);

  React.useEffect(() => {
    // Inject CSS dynamically (e.g., using styled-components)
    ref.current.style.width = '200px';

    // Read layout property immediately after style change
    setWidth(ref.current.offsetWidth);
  }, []);

  return <div ref={ref}>My Element</div>;
}

            

              
                Copy
              
            
          

W tym scenariuszu offsetWidth jest odczytywany natychmiast po ustawieniu stylu width. To wyzwala synchroniczne obliczenie układu, potencjalnie powodując thrashing układu.

Wprowadzenie useInsertionEffect

useInsertionEffect to hook React zaprojektowany w celu rozwiązania problemów z wydajnością związanych z dynamicznym wstrzykiwaniem CSS w bibliotekach CSS-in-JS. Pozwala on na wstawianie reguł CSS do DOM przed tym, jak przeglądarka narysuje ekran, minimalizując thrashing układu i zapewniając płynniejsze renderowanie.

Oto kluczowa różnica między useInsertionEffect a innymi hookami React, takimi jak useEffect i useLayoutEffect:

• useInsertionEffect: Uruchamia się synchronicznie przed zmodyfikowaniem DOM, co pozwala na wstrzykiwanie stylów przed obliczeniem układu przez przeglądarkę. Nie ma dostępu do DOM i powinien być używany tylko do zadań takich jak wstawianie reguł CSS.
• useLayoutEffect: Uruchamia się synchronicznie po zmodyfikowaniu DOM, ale przed pomalowaniem przez przeglądarkę. Ma dostęp do DOM i może być używany do pomiaru układu i dokonywania korekt. Jednak może przyczynić się do thrashingu układu, jeśli nie jest używany ostrożnie.
• useEffect: Uruchamia się asynchronicznie po pomalowaniu przez przeglądarkę. Nadaje się do efektów ubocznych, które nie wymagają natychmiastowego dostępu do DOM lub pomiarów układu.

Używając useInsertionEffect, biblioteki CSS-in-JS mogą wstrzykiwać style wcześnie w potoku renderowania, dając przeglądarce więcej czasu na optymalizację obliczeń układu i zmniejszenie prawdopodobieństwa thrashingu układu.

Jak używać useInsertionEffect

useInsertionEffect jest zwykle używany w bibliotekach CSS-in-JS do zarządzania wstawianiem reguł CSS do DOM. Rzadko używałbyś go bezpośrednio w kodzie aplikacji, chyba że budujesz własne rozwiązanie CSS-in-JS.

Oto uproszczony przykład tego, jak biblioteka CSS-in-JS może używać useInsertionEffect:

            import * as React from 'react';

const styleSheet = new CSSStyleSheet();
document.adoptedStyleSheets = [...document.adoptedStyleSheets, styleSheet];

function insertCSS(rule) {
  styleSheet.insertRule(rule, styleSheet.cssRules.length);
}

export function useMyCSS(css) {
  React.useInsertionEffect(() => {
    insertCSS(css);
  }, [css]);
}

function MyComponent() {
  useMyCSS('.my-class { color: blue; }');

  return <div className="my-class">Hello, World!</div>;
}

            

              
                Copy
              
            
          

Wyjaśnienie:

1. Tworzony jest nowy CSSStyleSheet. Jest to wydajny sposób zarządzania regułami CSS.
2. Arkusz stylów jest przyjmowany przez dokument, dzięki czemu reguły stają się aktywne.
3. Niestandardowy hook useMyCSS pobiera regułę CSS jako dane wejściowe.
4. Wewnątrz useInsertionEffect reguła CSS jest wstawiana do arkusza stylów za pomocą insertCSS.
5. Hook zależy od reguły css, zapewniając jej ponowne uruchomienie, gdy reguła się zmieni.

Ważne uwagi:

• useInsertionEffect działa tylko po stronie klienta. Nie zostanie wykonany podczas renderowania po stronie serwera (SSR). Dlatego upewnij się, że twoja biblioteka CSS-in-JS odpowiednio obsługuje SSR, zazwyczaj zbierając wygenerowany CSS podczas renderowania i wstrzykując go do HTML.
• useInsertionEffect nie ma dostępu do DOM. Unikaj prób odczytu lub manipulowania elementami DOM wewnątrz tego hooka. Skoncentruj się wyłącznie na wstawianiu reguł CSS.
• Kolejność wykonania wielu wywołań useInsertionEffect w drzewie komponentów nie jest gwarantowana. Pamiętaj o specyfice CSS i potencjalnych konfliktach między stylami. Jeśli kolejność ma znaczenie, rozważ użycie bardziej kontrolowanego mechanizmu zarządzania wstawianiem CSS.

Korzyści z używania useInsertionEffect

Główną korzyścią z useInsertionEffect jest poprawa wydajności, szczególnie w aplikacjach, które w dużym stopniu polegają na CSS-in-JS. Wstrzykując style wcześniej w potoku renderowania, może pomóc złagodzić thrashing układu i zapewnić płynniejsze doświadczenie użytkownika.

Oto podsumowanie kluczowych korzyści:

• Zmniejszony Layout Thrashing: Wstrzykiwanie stylów przed obliczeniami układu minimalizuje synchroniczne przeliczanie i poprawia wydajność renderowania.
• Płynniejsze animacje: Zapobiegając thrashingowi układu, useInsertionEffect może przyczynić się do płynniejszych animacji i przejść.
• Poprawiona wydajność: Ogólna wydajność renderowania może zostać znacznie poprawiona, szczególnie w złożonych aplikacjach z głęboko zagnieżdżonymi drzewami komponentów.
• Spójna stylizacja: Zapewnia spójne stosowanie stylów w różnych przeglądarkach i urządzeniach.

Przykłady z życia wzięte

Chociaż bezpośrednie użycie useInsertionEffect w kodzie aplikacji jest rzadkie, jest to kluczowe dla autorów bibliotek CSS-in-JS. Zobaczmy, jak wpływa to na ekosystem.

Styled-components

Styled-components, jedna z najpopularniejszych bibliotek CSS-in-JS, wewnętrznie przyjęła useInsertionEffect w celu optymalizacji wstrzykiwania stylów. Ta zmiana zaowocowała zauważalną poprawą wydajności w aplikacjach korzystających ze styled-components, szczególnie tych ze złożonymi wymaganiami dotyczącymi stylizacji.

Emotion

Emotion, kolejna szeroko stosowana biblioteka CSS-in-JS, również wykorzystuje useInsertionEffect w celu zwiększenia wydajności. Wstrzykując style wcześniej w procesie renderowania, Emotion redukuje thrashing układu i poprawia ogólną szybkość renderowania.

Inne biblioteki

Inne biblioteki CSS-in-JS aktywnie badają i wdrażają useInsertionEffect, aby wykorzystać jego zalety w zakresie wydajności. W miarę ewolucji ekosystemu React możemy spodziewać się, że więcej bibliotek włączy ten hook do swoich wewnętrznych implementacji.

Kiedy używać useInsertionEffect

Jak wspomniano wcześniej, zazwyczaj nie będziesz używać useInsertionEffect bezpośrednio w kodzie aplikacji. Zamiast tego jest używany głównie przez autorów bibliotek CSS-in-JS do optymalizacji wstrzykiwania stylów.

Oto kilka scenariuszy, w których useInsertionEffect jest szczególnie przydatny:

• Budowanie biblioteki CSS-in-JS: Jeśli tworzysz własną bibliotekę CSS-in-JS, useInsertionEffect jest niezbędny do optymalizacji wstrzykiwania stylów i zapobiegania thrashingowi układu.
• Współtworzenie biblioteki CSS-in-JS: Jeśli współtworzysz istniejącą bibliotekę CSS-in-JS, rozważ użycie useInsertionEffect, aby poprawić jej wydajność.
• Doświadczanie problemów z wydajnością z CSS-in-JS: Jeśli napotykasz wąskie gardła wydajności związane z CSS-in-JS, sprawdź, czy twoja biblioteka używa useInsertionEffect. Jeśli nie, rozważ zasugerowanie jego wdrożenia osobom odpowiedzialnym za utrzymanie biblioteki.

Alternatywy dla useInsertionEffect

Chociaż useInsertionEffect jest potężnym narzędziem do optymalizacji CSS-in-JS, istnieją inne techniki, których możesz użyć, aby poprawić wydajność stylizacji.

• Moduły CSS: Moduły CSS oferują określanie zakresu na poziomie komponentu i można ich używać, aby uniknąć konfliktów nazw. Nie zapewniają dynamicznej stylizacji, takiej jak CSS-in-JS, ale mogą być dobrym rozwiązaniem dla prostszych potrzeb w zakresie stylizacji.
• Atomowy CSS: Atomowy CSS (znany również jako utility-first CSS) obejmuje tworzenie małych, wielokrotnego użytku klas CSS, które można łączyć w celu stylizowania elementów. To podejście może zmniejszyć rozmiar pakietu CSS i poprawić wydajność.
• Statyczny CSS: W przypadku stylów, które nie muszą być dynamicznie dostosowywane, rozważ użycie tradycyjnych arkuszy stylów CSS. Może to być bardziej wydajne niż CSS-in-JS, ponieważ style są ładowane z góry i nie wymagają dynamicznego wstrzykiwania.
• Ostrożne użycie useLayoutEffect: Jeśli musisz odczytać właściwości układu po zmianie stylu, użyj useLayoutEffect ostrożnie, aby zminimalizować thrashing układu. Unikaj niepotrzebnego odczytywania właściwości układu i grupuj aktualizacje, aby zmniejszyć liczbę przeliczeń układu.

Najlepsze praktyki optymalizacji CSS-in-JS

Niezależnie od tego, czy używasz useInsertionEffect, istnieje kilka najlepszych praktyk, których możesz przestrzegać, aby zoptymalizować wydajność CSS-in-JS:

• Minimalizuj dynamiczne style: Unikaj używania dynamicznych stylów, chyba że jest to konieczne. Style statyczne są na ogół bardziej wydajne.
• Grupuj aktualizacje stylów: Jeśli musisz dynamicznie aktualizować style, grupuj aktualizacje, aby zmniejszyć liczbę ponownych renderowań.
• Używaj memoizacji: Używaj technik memoizacji (np. React.memo, useMemo, useCallback), aby zapobiec niepotrzebnym ponownym renderowaniom komponentów, które polegają na CSS-in-JS.
• Profiluj swoją aplikację: Użyj React DevTools, aby profilować swoją aplikację i identyfikować wąskie gardła wydajności związane z CSS-in-JS.
• Rozważ użycie zmiennych CSS (właściwości niestandardowych): Zmienne CSS mogą zapewnić wydajny sposób zarządzania dynamicznymi stylami w całej aplikacji.

Wniosek

useInsertionEffect to cenny dodatek do ekosystemu React, oferujący potężny mechanizm optymalizacji bibliotek CSS-in-JS. Wstrzykując style wcześniej w potoku renderowania, może pomóc złagodzić thrashing układu i zapewnić płynniejsze doświadczenie użytkownika. Chociaż zazwyczaj nie będziesz używać useInsertionEffect bezpośrednio w kodzie aplikacji, zrozumienie jego celu i korzyści jest kluczowe dla bycia na bieżąco z najnowszymi najlepszymi praktykami React. W miarę jak CSS-in-JS będzie się rozwijać, możemy spodziewać się, że więcej bibliotek wdroży useInsertionEffect i inne techniki optymalizacji wydajności, aby dostarczać szybsze i bardziej responsywne aplikacje internetowe użytkownikom na całym świecie.

Rozumiejąc niuanse CSS-in-JS i wykorzystując narzędzia takie jak useInsertionEffect, programiści mogą tworzyć wysoce wydajne i łatwe w utrzymaniu aplikacje React, które zapewniają wyjątkowe doświadczenia użytkownikom na różnych urządzeniach i sieciach na całym świecie. Pamiętaj, aby zawsze profilować swoją aplikację w celu identyfikacji i rozwiązywania wąskich gardeł wydajności oraz być na bieżąco z najnowszymi najlepszymi praktykami w stale zmieniającym się świecie tworzenia stron internetowych.