React useLayoutEffect: Synchroniczny pomiar i aktualizacje DOM

React oferuje potężne hooki do zarządzania efektami ubocznymi w komponentach. Podczas gdy useEffect jest podstawowym narzędziem dla większości asynchronicznych efektów ubocznych, useLayoutEffect wkracza do akcji, gdy potrzebujesz wykonać synchroniczne pomiary i aktualizacje DOM. Ten przewodnik dogłębnie omawia useLayoutEffect, wyjaśniając jego cel, przypadki użycia i jak go efektywnie stosować.

Zrozumienie potrzeby synchronicznych aktualizacji DOM

Zanim zagłębimy się w szczegóły useLayoutEffect, kluczowe jest zrozumienie, dlaczego synchroniczne aktualizacje DOM są czasami konieczne. Proces renderowania w przeglądarce składa się z kilku etapów, w tym:

• Parsowanie HTML: Konwersja dokumentu HTML na drzewo DOM.
• Renderowanie: Obliczanie stylów i układu każdego elementu w DOM.
• Malowanie (Painting): Rysowanie elementów na ekranie.

Hook useEffect w React działa asynchronicznie po tym, jak przeglądarka namaluje ekran. Jest to generalnie pożądane ze względów wydajnościowych, ponieważ zapobiega blokowaniu głównego wątku i pozwala przeglądarce pozostać responsywną. Istnieją jednak sytuacje, w których musisz zmierzyć DOM, zanim przeglądarka go namaluje, a następnie zaktualizować DOM na podstawie tych pomiarów zanim użytkownik zobaczy początkowy render. Przykłady obejmują:

• Dostosowywanie pozycji dymka (tooltip) na podstawie rozmiaru jego zawartości i dostępnej przestrzeni na ekranie.
• Obliczanie wysokości elementu, aby upewnić się, że mieści się w kontenerze.
• Synchronizowanie pozycji elementów podczas przewijania lub zmiany rozmiaru.

Jeśli użyjesz useEffect do tego typu operacji, możesz doświadczyć wizualnego migotania lub usterki, ponieważ przeglądarka maluje początkowy stan, zanim useEffect zadziała i zaktualizuje DOM. Właśnie tutaj z pomocą przychodzi useLayoutEffect.

Wprowadzenie do useLayoutEffect

useLayoutEffect to hook Reacta, który jest podobny do useEffect, ale działa synchronicznie po tym, jak przeglądarka wykona wszystkie mutacje DOM, ale przed namalowaniem ekranu. Pozwala to na odczytanie pomiarów DOM i zaktualizowanie go bez powodowania wizualnego migotania. Oto podstawowa składnia:

import { useLayoutEffect } from 'react';

function MyComponent() {
  useLayoutEffect(() => {
    // Kod do wykonania po mutacjach DOM, ale przed malowaniem

    // Opcjonalnie zwróć funkcję czyszczącą
    return () => {
      // Kod do wykonania, gdy komponent jest odmontowywany lub ponownie renderowany
    };
  }, [dependencies]);

  return (
    

      {/* Zawartość komponentu */}
    
  );
}

Podobnie jak useEffect, useLayoutEffect przyjmuje dwa argumenty:

1. Funkcję zawierającą logikę efektu ubocznego.
2. Opcjonalną tablicę zależności. Efekt zostanie ponownie uruchomiony tylko wtedy, gdy zmieni się jedna z zależności. Jeśli tablica zależności jest pusta ([]), efekt uruchomi się tylko raz, po początkowym renderowaniu. Jeśli nie podano tablicy zależności, efekt będzie uruchamiany po każdym renderowaniu.

Kiedy używać useLayoutEffect

Kluczem do zrozumienia, kiedy używać useLayoutEffect, jest zidentyfikowanie sytuacji, w których musisz wykonywać pomiary i aktualizacje DOM synchronicznie, zanim przeglądarka je namaluje. Oto kilka typowych przypadków użycia:

1. Pomiar wymiarów elementu

Może być konieczne zmierzenie szerokości, wysokości lub pozycji elementu w celu obliczenia układu innych elementów. Na przykład, można użyć useLayoutEffect, aby upewnić się, że dymek (tooltip) jest zawsze umieszczony w obrębie widocznego obszaru okna (viewport).

import React, { useState, useRef, useLayoutEffect } from 'react';

function Tooltip() {
  const [isVisible, setIsVisible] = useState(false);
  const tooltipRef = useRef(null);
  const buttonRef = useRef(null);

  useLayoutEffect(() => {
    if (isVisible && tooltipRef.current && buttonRef.current) {
      const buttonRect = buttonRef.current.getBoundingClientRect();
      const tooltipWidth = tooltipRef.current.offsetWidth;
      const windowWidth = window.innerWidth;

      // Oblicz idealną pozycję dla dymka
      let left = buttonRect.left + (buttonRect.width / 2) - (tooltipWidth / 2);

      // Dostosuj pozycję, jeśli dymek wykraczałby poza viewport
      if (left < 0) {
        left = 10; // Minimalny margines od lewej krawędzi
      } else if (left + tooltipWidth > windowWidth) {
        left = windowWidth - tooltipWidth - 10; // Minimalny margines od prawej krawędzi
      }

      tooltipRef.current.style.left = `${left}px`;
      tooltipRef.current.style.top = `${buttonRect.bottom + 5}px`;
    }
  }, [isVisible]);

  return (
    

       setIsVisible(!isVisible)}>Przełącz dymek
      {isVisible && (
        

          To jest treść dymka.
        
      )}
    
  );
}

W tym przykładzie useLayoutEffect jest używany do obliczenia pozycji dymka na podstawie pozycji przycisku i wymiarów viewportu. Zapewnia to, że dymek jest zawsze widoczny i nie wychodzi poza ekran. Metoda getBoundingClientRect jest używana do uzyskania wymiarów i pozycji przycisku względem viewportu.

2. Synchronizacja pozycji elementów

Może być konieczne zsynchronizowanie pozycji jednego elementu z innym, na przykład przyklejonego nagłówka (sticky header), który podąża za użytkownikiem podczas przewijania. Ponownie, useLayoutEffect może zapewnić, że elementy są prawidłowo wyrównane przed malowaniem przez przeglądarkę, unikając wizualnych usterek.

import React, { useState, useRef, useLayoutEffect } from 'react';

function StickyHeader() {
  const [isSticky, setIsSticky] = useState(false);
  const headerRef = useRef(null);
  const placeholderRef = useRef(null);

  useLayoutEffect(() => {
    const handleScroll = () => {
      if (headerRef.current && placeholderRef.current) {
        const headerHeight = headerRef.current.offsetHeight;
        const headerTop = headerRef.current.offsetTop;
        const scrollPosition = window.pageYOffset;

        if (scrollPosition > headerTop) {
          setIsSticky(true);
          placeholderRef.current.style.height = `${headerHeight}px`;
        } else {
          setIsSticky(false);
          placeholderRef.current.style.height = '0px';
        }
      }
    };

    window.addEventListener('scroll', handleScroll);

    return () => {
      window.removeEventListener('scroll', handleScroll);
    };
  }, []);

  return (
    

      

      

        
Przyklejony nagłówek
      
      
{/* Jakaś treść do przewijania */}
    
  );
}

Ten przykład pokazuje, jak stworzyć przyklejony nagłówek, który pozostaje na górze viewportu, gdy użytkownik przewija stronę. useLayoutEffect jest używany do obliczenia wysokości nagłówka i ustawienia wysokości elementu zastępczego (placeholder), aby zapobiec przeskakiwaniu treści, gdy nagłówek staje się przyklejony. Właściwość offsetTop jest używana do określenia początkowej pozycji nagłówka względem dokumentu.

3. Zapobieganie przeskakiwaniu tekstu podczas ładowania czcionek

Gdy czcionki internetowe się ładują, przeglądarki mogą początkowo wyświetlać czcionki zastępcze, co powoduje ponowne przeformatowanie tekstu po załadowaniu niestandardowych czcionek. useLayoutEffect można użyć do obliczenia wysokości tekstu z czcionką zastępczą i ustawienia minimalnej wysokości dla kontenera, zapobiegając przeskakiwaniu.

import React, { useRef, useLayoutEffect, useState } from 'react';

function FontLoadingComponent() {
  const textRef = useRef(null);
  const [minHeight, setMinHeight] = useState(0);

  useLayoutEffect(() => {
    if (textRef.current) {
      // Zmierz wysokość przy użyciu czcionki zastępczej
      const height = textRef.current.offsetHeight;
      setMinHeight(height);
    }
  }, []);

  return (
    

      
To jest tekst, który używa niestandardowej czcionki.
    
  );
}

W tym przykładzie useLayoutEffect mierzy wysokość elementu akapitu przy użyciu czcionki zastępczej. Następnie ustawia właściwość stylu minHeight nadrzędnego diva, aby zapobiec przeskakiwaniu tekstu po załadowaniu niestandardowej czcionki. Zastąp "MyCustomFont" rzeczywistą nazwą swojej niestandardowej czcionki.

useLayoutEffect vs. useEffect: Kluczowe różnice

Najważniejszą różnicą między useLayoutEffect a useEffect jest czas ich wykonania:

• useLayoutEffect: Działa synchronicznie po mutacjach DOM, ale przed malowaniem przez przeglądarkę. Blokuje to przeglądarkę przed malowaniem, dopóki efekt nie zakończy swojego działania.
• useEffect: Działa asynchronicznie po tym, jak przeglądarka namalowała ekran. Nie blokuje to przeglądarki przed malowaniem.

Ponieważ useLayoutEffect blokuje malowanie przez przeglądarkę, należy go używać oszczędnie. Nadużywanie useLayoutEffect może prowadzić do problemów z wydajnością, zwłaszcza jeśli efekt zawiera złożone lub czasochłonne obliczenia.

Oto tabela podsumowująca kluczowe różnice:

Cecha	useLayoutEffect	useEffect
Czas wykonania	Synchroniczny (przed malowaniem)	Asynchroniczny (po malowaniu)
Blokowanie	Blokuje malowanie przeglądarki	Nieblokujący
Przypadki użycia	Pomiary i aktualizacje DOM wymagające synchronicznego wykonania	Większość innych efektów ubocznych (wywołania API, timery itp.)
Wpływ na wydajność	Potencjalnie wyższy (z powodu blokowania)	Niższy

Najlepsze praktyki używania useLayoutEffect

Aby efektywnie używać useLayoutEffect i unikać problemów z wydajnością, postępuj zgodnie z tymi najlepszymi praktykami:

1. Używaj oszczędnie

Używaj useLayoutEffect tylko wtedy, gdy absolutnie musisz wykonać synchroniczne pomiary i aktualizacje DOM. Dla większości innych efektów ubocznych useEffect jest lepszym wyborem.

2. Utrzymuj funkcję efektu krótką i wydajną

Funkcja efektu w useLayoutEffect powinna być jak najkrótsza i najbardziej wydajna, aby zminimalizować czas blokowania. Unikaj złożonych obliczeń lub czasochłonnych operacji wewnątrz funkcji efektu.

3. Mądrze używaj zależności

Zawsze podawaj tablicę zależności do useLayoutEffect. Zapewnia to, że efekt jest ponownie uruchamiany tylko wtedy, gdy jest to konieczne. Starannie rozważ, które zmienne powinny być zawarte w tablicy zależności. Włączanie niepotrzebnych zależności może prowadzić do niepotrzebnych ponownych renderowań i problemów z wydajnością.

4. Unikaj nieskończonych pętli

Uważaj, aby nie tworzyć nieskończonych pętli poprzez aktualizowanie zmiennej stanu wewnątrz useLayoutEffect, która jest również zależnością tego efektu. Może to prowadzić do wielokrotnego ponownego uruchamiania efektu, powodując zawieszenie przeglądarki. Jeśli musisz zaktualizować zmienną stanu na podstawie pomiarów DOM, rozważ użycie refa do przechowywania zmierzonej wartości i porównania jej z poprzednią wartością przed aktualizacją stanu.

5. Rozważ alternatywy

Przed użyciem useLayoutEffect rozważ, czy istnieją alternatywne rozwiązania, które nie wymagają synchronicznych aktualizacji DOM. Na przykład, być może uda Ci się użyć CSS, aby osiągnąć pożądany układ bez interwencji JavaScriptu. Przejścia i animacje CSS mogą również zapewnić płynne efekty wizualne bez potrzeby używania useLayoutEffect.

useLayoutEffect a renderowanie po stronie serwera (SSR)

useLayoutEffect polega na DOM przeglądarki, więc wywoła ostrzeżenie, gdy zostanie użyty podczas renderowania po stronie serwera (SSR). Dzieje się tak, ponieważ na serwerze nie ma dostępnego DOM. Aby uniknąć tego ostrzeżenia, można użyć warunkowego sprawdzania, aby upewnić się, że useLayoutEffect działa tylko po stronie klienta.

import React, { useLayoutEffect, useEffect, useState } from 'react';

function MyComponent() {
  const [isClient, setIsClient] = useState(false);

  useEffect(() => {
    setIsClient(true);
  }, []);

  useLayoutEffect(() => {
    if (isClient) {
      // Kod, który polega na DOM
      console.log('useLayoutEffect działa po stronie klienta');
    }
  }, [isClient]);

  return (
    

      {/* Zawartość komponentu */}
    
  );
}

W tym przykładzie hook useEffect jest używany do ustawienia zmiennej stanu isClient na true po zamontowaniu komponentu po stronie klienta. Hook useLayoutEffect uruchamia się wtedy tylko, jeśli isClient ma wartość true, co zapobiega jego uruchomieniu na serwerze.

Innym podejściem jest użycie niestandardowego hooka, który w przypadku SSR przełącza się na useEffect:

import { useLayoutEffect, useEffect } from 'react';

const useIsomorphicLayoutEffect = typeof window !== 'undefined' ? useLayoutEffect : useEffect;

export default useIsomorphicLayoutEffect;

Następnie możesz użyć useIsomorphicLayoutEffect zamiast bezpośrednio używać useLayoutEffect lub useEffect. Ten niestandardowy hook sprawdza, czy kod jest uruchamiany w środowisku przeglądarki (tj. typeof window !== 'undefined'). Jeśli tak, używa useLayoutEffect; w przeciwnym razie używa useEffect. W ten sposób unikasz ostrzeżenia podczas SSR, jednocześnie wykorzystując synchroniczne zachowanie useLayoutEffect po stronie klienta.

Globalne uwarunkowania i przykłady

Używając useLayoutEffect w aplikacjach skierowanych do globalnej publiczności, weź pod uwagę następujące kwestie:

• Różne renderowanie czcionek: Renderowanie czcionek może się różnić w zależności od systemu operacyjnego i przeglądarki. Upewnij się, że Twoje dostosowania układu działają spójnie na różnych platformach. Rozważ przetestowanie aplikacji na różnych urządzeniach i systemach operacyjnych, aby zidentyfikować i rozwiązać wszelkie rozbieżności.
• Języki od prawej do lewej (RTL): Jeśli Twoja aplikacja obsługuje języki RTL (np. arabski, hebrajski), pamiętaj o tym, jak pomiary i aktualizacje DOM wpływają na układ w trybie RTL. Używaj logicznych właściwości CSS (np. margin-inline-start, margin-inline-end) zamiast właściwości fizycznych (np. margin-left, margin-right), aby zapewnić prawidłową adaptację układu.
• Internacjonalizacja (i18n): Długość tekstu może znacznie się różnić między językami. Dostosowując układ na podstawie treści tekstowej, weź pod uwagę potencjalnie dłuższe lub krótsze ciągi tekstowe w różnych językach. Używaj elastycznych technik układu (np. CSS flexbox, grid), aby pomieścić różne długości tekstu.
• Dostępność (a11y): Upewnij się, że Twoje dostosowania układu nie wpływają negatywnie na dostępność. Zapewnij alternatywne sposoby dostępu do treści, jeśli JavaScript jest wyłączony lub jeśli użytkownik korzysta z technologii wspomagających. Używaj atrybutów ARIA, aby dostarczyć semantycznych informacji o strukturze i celu Twoich dostosowań układu.

Przykład: Dynamiczne ładowanie treści i dostosowywanie układu w kontekście wielojęzycznym

Wyobraź sobie serwis informacyjny, który dynamicznie ładuje artykuły w różnych językach. Układ każdego artykułu musi dostosowywać się do długości treści i preferowanych ustawień czcionek użytkownika. Oto jak useLayoutEffect może być użyty w tym scenariuszu:

1. Pomiar treści artykułu: Po załadowaniu i wyrenderowaniu treści artykułu (ale przed jej wyświetleniem), użyj useLayoutEffect, aby zmierzyć wysokość kontenera artykułu.
2. Obliczenie dostępnej przestrzeni: Określ dostępną przestrzeń dla artykułu na ekranie, uwzględniając nagłówek, stopkę i inne elementy interfejsu użytkownika.
3. Dostosowanie układu: Na podstawie wysokości artykułu i dostępnej przestrzeni, dostosuj układ, aby zapewnić optymalną czytelność. Na przykład, możesz dostosować rozmiar czcionki, wysokość linii lub szerokość kolumny.
4. Zastosowanie dostosowań specyficznych dla języka: Jeśli artykuł jest w języku z dłuższymi ciągami tekstowymi, może być konieczne dokonanie dodatkowych dostosowań, aby pomieścić zwiększoną długość tekstu.

Używając useLayoutEffect w tym scenariuszu, możesz zapewnić, że układ artykułu jest prawidłowo dostosowany, zanim zobaczy go użytkownik, zapobiegając wizualnym usterkom i zapewniając lepsze wrażenia z czytania.

Podsumowanie

useLayoutEffect to potężny hook do wykonywania synchronicznych pomiarów i aktualizacji DOM w React. Jednakże, powinien być używany z rozwagą ze względu na jego potencjalny wpływ na wydajność. Rozumiejąc różnice między useLayoutEffect a useEffect, stosując najlepsze praktyki i biorąc pod uwagę globalne implikacje, możesz wykorzystać useLayoutEffect do tworzenia płynnych i atrakcyjnych wizualnie interfejsów użytkownika.

Pamiętaj, aby priorytetowo traktować wydajność i dostępność podczas korzystania z useLayoutEffect. Zawsze rozważaj alternatywne rozwiązania, które nie wymagają synchronicznych aktualizacji DOM, i dokładnie testuj swoją aplikację na różnych urządzeniach i przeglądarkach, aby zapewnić spójne i przyjemne doświadczenie użytkownika dla globalnej publiczności.