React useInsertionEffect: Optymalizacja bibliotek CSS-in-JS pod kątem wydajności

Hook useInsertionEffect w React to stosunkowo nowe narzędzie, zaprojektowane do rozwiązania specyficznego problemu wydajnościowego w określonych sytuacjach, zwłaszcza podczas pracy z bibliotekami CSS-in-JS. Ten artykuł stanowi kompleksowy przewodnik po useInsertionEffect, wyjaśniając jego cel, sposób działania i zastosowanie do optymalizacji bibliotek CSS-in-JS w celu poprawy wydajności i redukcji zjawiska „layout thrashing”. Informacje tu zawarte są ważne dla każdego dewelopera React pracującego nad aplikacjami wrażliwymi na wydajność lub chcącego poprawić postrzeganą wydajność swoich aplikacji internetowych.

Zrozumienie problemu: CSS-in-JS i Layout Thrashing

Biblioteki CSS-in-JS oferują potężny sposób na zarządzanie stylami CSS w kodzie JavaScript. Do popularnych przykładów należą:

• styled-components
• Emotion
• stitches

Biblioteki te zazwyczaj działają poprzez dynamiczne generowanie reguł CSS na podstawie propsów i stanu komponentu. Chociaż takie podejście zapewnia doskonałą elastyczność i kompozycyjność, może wprowadzać wyzwania wydajnościowe, jeśli nie jest obsługiwane ostrożnie. Głównym problemem jest layout thrashing.

Czym jest Layout Thrashing?

Layout thrashing występuje, gdy przeglądarka jest zmuszona do wielokrotnego przeliczania układu (pozycji i rozmiarów elementów na stronie) w trakcie jednej klatki. Dzieje się tak, gdy kod JavaScript:

1. Modyfikuje DOM.
2. Natychmiastowo żąda informacji o układzie (np. offsetWidth, offsetHeight, getBoundingClientRect).
3. Przeglądarka następnie przelicza układ.

Jeśli ta sekwencja powtarza się wielokrotnie w tej samej klatce, przeglądarka spędza znaczną ilość czasu na ponownym obliczaniu układu, co prowadzi do problemów z wydajnością, takich jak:

• Wolne renderowanie
• Zacinające się animacje
• Słabe doświadczenie użytkownika

Biblioteki CSS-in-JS mogą przyczyniać się do zjawiska layout thrashing, ponieważ często wstrzykują reguły CSS do DOM po tym, jak React zaktualizuje strukturę DOM komponentu. Może to wywołać ponowne przeliczenie układu, zwłaszcza jeśli style wpływają na rozmiar lub pozycję elementów. W przeszłości biblioteki często używały useEffect do dodawania stylów, co dzieje się po tym, jak przeglądarka już wyrenderowała stronę. Teraz mamy lepsze narzędzia.

Wprowadzenie do useInsertionEffect

useInsertionEffect to hook Reacta zaprojektowany do rozwiązania tego konkretnego problemu wydajnościowego. Pozwala on na uruchomienie kodu przed wyrenderowaniem przez przeglądarkę, ale po zaktualizowaniu DOM. Jest to kluczowe dla bibliotek CSS-in-JS, ponieważ pozwala im na wstrzykiwanie reguł CSS, zanim przeglądarka wykona swoje początkowe obliczenia układu, minimalizując w ten sposób layout thrashing. Można go uznać za bardziej wyspecjalizowaną wersję useLayoutEffect.

Kluczowe cechy useInsertionEffect:

• Uruchamiany przed renderowaniem: Efekt uruchamia się, zanim przeglądarka wyrenderuje ekran.
• Ograniczony zakres: Przeznaczony głównie do wstrzykiwania stylów; mutacje DOM poza określonym zakresem prawdopodobnie spowodują nieoczekiwane rezultaty lub problemy.
• Uruchamiany po mutacjach DOM: Efekt uruchamia się po tym, jak DOM zostanie zmodyfikowany przez React.
• Renderowanie po stronie serwera (SSR): Nie zostanie wykonany na serwerze podczas renderowania po stronie serwera. Dzieje się tak, ponieważ renderowanie po stronie serwera nie obejmuje malowania ani obliczeń układu.

Jak działa useInsertionEffect

Aby zrozumieć, jak useInsertionEffect pomaga w optymalizacji wydajności, kluczowe jest zrozumienie cyklu życia renderowania w React. Oto uproszczony przegląd:

1. Faza renderowania (Render Phase): React określa, jakie zmiany należy wprowadzić w DOM na podstawie stanu i propsów komponentu.
2. Faza zatwierdzania (Commit Phase): React wprowadza zmiany do DOM.
3. Renderowanie przez przeglądarkę (Browser Paint): Przeglądarka oblicza układ i renderuje ekran.

Tradycyjnie biblioteki CSS-in-JS wstrzykiwały style za pomocą useEffect lub useLayoutEffect. useEffect uruchamia się po wyrenderowaniu przez przeglądarkę, co może prowadzić do mignięcia niestylizowanej treści (FOUC) i potencjalnego layout thrashing. useLayoutEffect uruchamia się przed renderowaniem przez przeglądarkę, ale po mutacjach DOM. Chociaż useLayoutEffect jest ogólnie lepszy niż useEffect do wstrzykiwania stylów, wciąż może przyczyniać się do layout thrashing, ponieważ zmusza przeglądarkę do ponownego obliczenia układu po zaktualizowaniu DOM, ale przed pierwszym renderowaniem.

useInsertionEffect rozwiązuje ten problem, uruchamiając się przed renderowaniem przez przeglądarkę, ale po mutacjach DOM i przed useLayoutEffect. Pozwala to bibliotekom CSS-in-JS wstrzykiwać style, zanim przeglądarka wykona swoje początkowe obliczenia układu, minimalizując potrzebę kolejnych przeliczeń.

Praktyczny przykład: Optymalizacja komponentu CSS-in-JS

Rozważmy prosty przykład z użyciem hipotetycznej biblioteki CSS-in-JS o nazwie my-css-in-js. Biblioteka ta dostarcza funkcję o nazwie injectStyles, która wstrzykuje reguły CSS do DOM.

Implementacja naiwna (z użyciem useEffect):

            
import React, { useEffect } from 'react';
import { injectStyles } from 'my-css-in-js';

const MyComponent = ({ color }) => {
  useEffect(() => {
    const styles = `
      .my-component {
        color: ${color};
        font-size: 16px;
      }
    `;
    injectStyles(styles);
  }, [color]);

  return <div className="my-component">Hello, world!</div>;
};

export default MyComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

Ta implementacja używa useEffect do wstrzykiwania stylów. Chociaż działa, może prowadzić do FOUC i potencjalnego layout thrashing.

Implementacja zoptymalizowana (z użyciem useInsertionEffect):

            
import React, { useInsertionEffect } from 'react';
import { injectStyles } from 'my-css-in-js';

const MyComponent = ({ color }) => {
  useInsertionEffect(() => {
    const styles = `
      .my-component {
        color: ${color};
        font-size: 16px;
      }
    `;
    injectStyles(styles);
  }, [color]);

  return <div className="my-component">Hello, world!</div>;
};

export default MyComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

Przechodząc na useInsertionEffect, zapewniamy, że style są wstrzykiwane przed renderowaniem przez przeglądarkę, co zmniejsza prawdopodobieństwo wystąpienia layout thrashing.

Dobre praktyki i uwagi

Używając useInsertionEffect, należy pamiętać o następujących dobrych praktykach i uwagach:

• Używaj go wyłącznie do wstrzykiwania stylów: useInsertionEffect jest przeznaczony głównie do wstrzykiwania stylów. Unikaj używania go do innych rodzajów efektów ubocznych, ponieważ może to prowadzić do nieoczekiwanego zachowania.
• Minimalizuj efekty uboczne: Kod wewnątrz useInsertionEffect powinien być jak najbardziej minimalistyczny i wydajny. Unikaj złożonych obliczeń lub manipulacji DOM, które mogłyby spowolnić proces renderowania.
• Zrozum kolejność wykonywania: Pamiętaj, że useInsertionEffect uruchamia się przed useLayoutEffect. Może to być ważne, jeśli istnieją zależności między tymi efektami.
• Testuj dokładnie: Dokładnie testuj swoje komponenty, aby upewnić się, że useInsertionEffect poprawnie wstrzykuje style i nie wprowadza żadnych regresji wydajności.
• Mierz wydajność: Używaj narzędzi deweloperskich przeglądarki do mierzenia wpływu useInsertionEffect na wydajność. Porównaj wydajność komponentu z i bez useInsertionEffect, aby zweryfikować, czy przynosi on korzyści.
• Zwracaj uwagę na biblioteki firm trzecich: Korzystając z bibliotek CSS-in-JS firm trzecich, sprawdź, czy już wewnętrznie wykorzystują useInsertionEffect. Jeśli tak, być może nie będziesz musiał używać go bezpośrednio w swoich komponentach.

Rzeczywiste przykłady i przypadki użycia

Chociaż poprzedni przykład pokazał podstawowy przypadek użycia, useInsertionEffect może być szczególnie korzystny w bardziej złożonych scenariuszach. Oto kilka rzeczywistych przykładów i przypadków użycia:

• Dynamiczne motywy (Theming): Implementując dynamiczne motywy w aplikacji, możesz użyć useInsertionEffect do wstrzykiwania stylów specyficznych dla motywu przed renderowaniem przez przeglądarkę. Zapewnia to płynne zastosowanie motywu bez powodowania przesunięć układu.
• Biblioteki komponentów: Jeśli tworzysz bibliotekę komponentów, użycie useInsertionEffect może pomóc poprawić wydajność komponentów, gdy są używane w różnych aplikacjach. Poprzez efektywne wstrzykiwanie stylów możesz zminimalizować wpływ na ogólną wydajność aplikacji.
• Złożone układy: W aplikacjach o złożonych układach, takich jak pulpity nawigacyjne (dashboardy) czy wizualizacje danych, useInsertionEffect może pomóc zredukować layout thrashing spowodowany częstymi aktualizacjami stylów.

Przykład: Dynamiczne motywy z useInsertionEffect

Rozważmy aplikację, która pozwala użytkownikom przełączać się między jasnym i ciemnym motywem. Style motywów są zdefiniowane w osobnym pliku CSS i wstrzykiwane do DOM za pomocą useInsertionEffect.

            
import React, { useInsertionEffect, useState } from 'react';
import { injectStyles } from 'my-css-in-js';

const themes = {
  light: `
    body {
      background-color: #fff;
      color: #000;
    }
  `,
  dark: `
    body {
      background-color: #000;
      color: #fff;
    }
  `,
};

const ThemeSwitcher = () => {
  const [theme, setTheme] = useState('light');

  useInsertionEffect(() => {
    injectStyles(themes[theme]);
  }, [theme]);

  const toggleTheme = () => {
    setTheme(theme === 'light' ? 'dark' : 'light');
  };

  return (
    <div>
      <button onClick={toggleTheme}>Toggle Theme</button>
      <p>Current Theme: {theme}</p>
    </div>
  );
};

export default ThemeSwitcher;

            

              
                Copy
              
            
          

W tym przykładzie useInsertionEffect zapewnia, że style motywu są wstrzykiwane przed renderowaniem przez przeglądarkę, co skutkuje płynnym przejściem motywu bez zauważalnych przesunięć układu.

Kiedy nie używać useInsertionEffect

Chociaż useInsertionEffect może być cennym narzędziem do optymalizacji bibliotek CSS-in-JS, ważne jest, aby wiedzieć, kiedy jego użycie nie jest konieczne lub właściwe:

• Proste aplikacje: W prostych aplikacjach z minimalną stylizacją lub rzadkimi aktualizacjami stylów, korzyści wydajnościowe z useInsertionEffect mogą być znikome.
• Gdy biblioteka już obsługuje optymalizację: Wiele nowoczesnych bibliotek CSS-in-JS już używa useInsertionEffect wewnętrznie lub posiada inne techniki optymalizacji. W takich przypadkach możesz nie potrzebować używać go bezpośrednio w swoich komponentach.
• Efekty uboczne niezwiązane ze stylami: useInsertionEffect jest specjalnie zaprojektowany do wstrzykiwania stylów. Unikaj używania go do innych rodzajów efektów ubocznych, ponieważ może to prowadzić do nieoczekiwanego zachowania.
• Renderowanie po stronie serwera: Ten efekt nie zostanie wykonany podczas renderowania po stronie serwera, ponieważ nie ma tam malowania.

Alternatywy dla useInsertionEffect

Chociaż useInsertionEffect jest potężnym narzędziem, istnieją inne podejścia, które można rozważyć w celu optymalizacji bibliotek CSS-in-JS:

• Moduły CSS: Moduły CSS oferują sposób na lokalne ograniczanie zasięgu reguł CSS do komponentów, unikając kolizji w globalnej przestrzeni nazw. Chociaż nie zapewniają one takiego samego poziomu dynamicznej stylizacji jak biblioteki CSS-in-JS, mogą być dobrą alternatywą dla prostszych potrzeb stylizacyjnych.
• Atomic CSS: Atomic CSS (znany również jako utility-first CSS) polega na tworzeniu małych, jednofunkcyjnych klas CSS, które można ze sobą komponować w celu stylizacji elementów. Takie podejście może prowadzić do bardziej wydajnego CSS i zmniejszenia duplikacji kodu.
• Zoptymalizowane biblioteki CSS-in-JS: Niektóre biblioteki CSS-in-JS są projektowane z myślą o wydajności i oferują wbudowane techniki optymalizacji, takie jak ekstrakcja CSS i podział kodu. Zbadaj i wybierz bibliotekę, która odpowiada Twoim wymaganiom wydajnościowym.

Podsumowanie

useInsertionEffect jest cennym narzędziem do optymalizacji bibliotek CSS-in-JS i minimalizowania zjawiska layout thrashing w aplikacjach React. Rozumiejąc, jak działa i kiedy go używać, możesz poprawić wydajność i doświadczenie użytkownika swoich aplikacji internetowych. Pamiętaj, aby używać go specjalnie do wstrzykiwania stylów, minimalizować efekty uboczne i dokładnie testować komponenty. Dzięki starannemu planowaniu i implementacji useInsertionEffect może pomóc w budowaniu wysokowydajnych aplikacji React, które zapewniają płynne i responsywne doświadczenie użytkownika.

Starannie rozważając techniki omówione w tym artykule, można skutecznie sprostać wyzwaniom związanym z bibliotekami CSS-in-JS i zapewnić, że aplikacje React dostarczają płynne, responsywne i wydajne doświadczenie użytkownikom na całym świecie.