React Context Selector-mönstret: Optimera omritningar för bättre prestanda

Reacts Context API är ett kraftfullt sätt att hantera globalt state i dina applikationer. En vanlig utmaning uppstår dock vid användning av Context: onödiga omritningar. När värdet i en Context ändras kommer alla komponenter som konsumerar den Contexten att ritas om, även om de bara är beroende av en liten del av datan. Detta kan leda till prestandaflaskhalsar, särskilt i större och mer komplexa applikationer. Context Selector-mönstret erbjuder en lösning genom att låta komponenter prenumerera endast på de specifika delar av Contexten de behöver, vilket avsevärt minskar onödiga omritningar.

Förstå problemet: Onödiga omritningar

Låt oss illustrera detta med ett exempel. Föreställ dig en e-handelsapplikation som lagrar användarinformation (namn, e-post, land, språkpreferens, varukorg) i en Context-provider. Om användaren uppdaterar sin språkpreferens kommer alla komponenter som konsumerar Contexten, inklusive de som bara visar användarens namn, att ritas om. Detta är ineffektivt och kan påverka användarupplevelsen. Tänk på användare på olika geografiska platser; om en amerikansk användare uppdaterar sin profil ska en komponent som visar en europeisk användares detaljer *inte* ritas om.

Varför omritningar spelar roll

Prestandapåverkan: Onödiga omritningar förbrukar värdefulla CPU-cykler, vilket leder till långsammare rendering och ett mindre responsivt användargränssnitt. Detta är särskilt märkbart på enheter med lägre prestanda och i applikationer med komplexa komponentträd.
Slöseri med resurser: Att rita om komponenter som inte har ändrats slösar med resurser som minne och nätverksbandbredd, särskilt vid hämtning av data eller utförande av kostsamma beräkningar.
Användarupplevelse: Ett långsamt och icke-responsivt gränssnitt kan frustrera användare och leda till en dålig användarupplevelse.

Introduktion till Context Selector-mönstret

Context Selector-mönstret löser problemet med onödiga omritningar genom att låta komponenter prenumerera endast på de specifika delar av Contexten de behöver. Detta uppnås genom en selektorfunktion som extraherar den nödvändiga datan från Context-värdet. När Context-värdet ändras jämför React resultaten från selektorfunktionen. Om den valda datan inte har ändrats (med strikt likhet, ===), kommer komponenten inte att ritas om.

Hur det fungerar

Definiera Context: Skapa en React Context med React.createContext().
Skapa en Provider: Omslut din applikation eller relevant sektion med en Context Provider för att göra Context-värdet tillgängligt för dess barnkomponenter.
Implementera selektorer: Definiera selektorfunktioner som extraherar specifik data från Context-värdet. Dessa funktioner ska vara "pure" och endast returnera nödvändig data.
Använd selektorn: Använd en anpassad hook (eller ett bibliotek) som utnyttjar useContext och din selektorfunktion för att hämta den valda datan och prenumerera på ändringar endast i den datan.

Implementering av Context Selector-mönstret

Flera bibliotek och anpassade implementeringar kan underlätta användningen av Context Selector-mönstret. Låt oss utforska en vanlig metod med en anpassad hook.

Exempel: En enkel UserContext

Tänk dig en användarkontext med följande struktur:


const UserContext = React.createContext({
  name: 'John Doe',
  email: 'john.doe@example.com',
  country: 'USA',
  language: 'en',
  theme: 'light'
});

1. Skapa Context


const UserContext = React.createContext({
  name: 'John Doe',
  email: 'john.doe@example.com',
  country: 'USA',
  language: 'en',
  theme: 'light'
});

2. Skapa Provider


const UserProvider = ({ children }) => {
  const [user, setUser] = React.useState({
    name: 'John Doe',
    email: 'john.doe@example.com',
    country: 'USA',
    language: 'en',
    theme: 'light'
  });

  const updateUser = (updates) => {
    setUser(prevUser => ({ ...prevUser, ...updates }));
  };

  const value = React.useMemo(() => ({ user, updateUser }), [user]);

  return (
    
      {children}
    
  );
};

3. Skapa en anpassad Hook med en selektor


import React from 'react';

function useUserContext() {
  const context = React.useContext(UserContext);
  if (!context) {
    throw new Error('useUserContext must be used within a UserProvider');
  }
  return context;
}

function useUserSelector(selector) {
  const context = useUserContext();
  const [selected, setSelected] = React.useState(() => selector(context.user));

  React.useEffect(() => {
    setSelected(selector(context.user)); // Initial selection
    const unsubscribe = context.updateUser;

    return () => {}; // No actual unsubscription needed in this simple example, see below for memoizing.
  }, [context.user, selector]);

  return selected;
}

Viktigt att notera: Ovanstående `useEffect` saknar korrekt memoization. När `context.user` ändras körs den *alltid* om, även om det valda värdet är detsamma. För en robust, memoizerad selektor, se nästa avsnitt eller bibliotek som `use-context-selector`.

4. Använda selektor-hooken i en komponent


function UserName() {
  const name = useUserSelector(user => user.name);

  return Namn: {name};
}

function UserEmail() {
  const email = useUserSelector(user => user.email);

  return E-post: {email};
}

function UserCountry() {
  const country = useUserSelector(user => user.country);

  return Land: {country};
}

I detta exempel kommer komponenterna UserName, UserEmail, och UserCountry endast att ritas om när den specifika data de väljer (namn, e-post, respektive land) ändras. Om användarens språkpreferens uppdateras kommer dessa komponenter *inte* att ritas om, vilket leder till betydande prestandaförbättringar.

Memoizering av selektorer och värden: Avgörande för optimering

För att Context Selector-mönstret ska vara riktigt effektivt är memoization avgörande. Utan det kan selektorfunktioner returnera nya objekt eller arrayer även när den underliggande datan inte har ändrats semantiskt, vilket leder till onödiga omritningar. Likaså är det viktigt att säkerställa att även provider-värdet är memoizerat.

Memoizera Provider-värdet med `useMemo`

Hooken useMemo kan användas för att memoizera värdet som skickas till UserContext.Provider. Detta säkerställer att provider-värdet endast ändras när de underliggande beroendena ändras.


const UserProvider = ({ children }) => {
  const [user, setUser] = React.useState({
    name: 'John Doe',
    email: 'john.doe@example.com',
    country: 'USA',
    language: 'en',
    theme: 'light'
  });

  const updateUser = (updates) => {
    setUser(prevUser => ({ ...prevUser, ...updates }));
  };

  // Memoizera värdet som skickas till providern
  const value = React.useMemo(() => ({
    user,
    updateUser
  }), [user, updateUser]);

  return (
    
      {children}
    
  );
};

Memoizera selektorer med `useCallback`

Om selektorfunktionerna definieras inline i en komponent kommer de att återskapas vid varje rendering, även om de logiskt sett är desamma. Detta kan motverka syftet med Context Selector-mönstret. För att förhindra detta, använd hooken useCallback för att memoizera selektorfunktionerna.


function UserName() {
  // Memoizera selektorfunktionen
  const nameSelector = React.useCallback(user => user.name, []);
  const name = useUserSelector(nameSelector);

  return Namn: {name};
}

Djup jämförelse och oföränderliga datastrukturer

För mer komplexa scenarier, där datan i Contexten är djupt nästlad eller innehåller föränderliga (mutable) objekt, överväg att använda oföränderliga datastrukturer (t.ex. Immutable.js, Immer) eller att implementera en djup jämförelsefunktion i din selektor. Detta säkerställer att ändringar upptäcks korrekt, även när de underliggande objekten har muterats på plats.

Bibliotek för Context Selector-mönstret

Flera bibliotek erbjuder färdiga lösningar för att implementera Context Selector-mönstret, vilket förenklar processen och erbjuder ytterligare funktioner.

use-context-selector

use-context-selector är ett populärt och väl underhållet bibliotek specifikt designat för detta ändamål. Det erbjuder ett enkelt och effektivt sätt att välja specifika värden från en Context och förhindra onödiga omritningar.

Installation:


npm install use-context-selector

Användning:


import { useContextSelector } from 'use-context-selector';

function UserName() {
  const name = useContextSelector(UserContext, user => user.name);

  return Namn: {name};
}

Valtio

Valtio är ett mer omfattande statehanteringsbibliotek som använder proxies för effektiva state-uppdateringar och selektiva omritningar. Det erbjuder ett annorlunda tillvägagångssätt för statehantering men kan användas för att uppnå liknande prestandafördelar som Context Selector-mönstret.

Fördelar med Context Selector-mönstret

Förbättrad prestanda: Minskar onödiga omritningar, vilket leder till en mer responsiv och effektiv applikation.
Minskad minnesanvändning: Förhindrar att komponenter prenumererar på onödig data, vilket minskar minnesavtrycket.
Ökad underhållbarhet: Förbättrar kodens tydlighet och underhållbarhet genom att explicit definiera varje komponents databeroenden.
Bättre skalbarhet: Gör det enklare att skala din applikation när antalet komponenter och komplexiteten i state ökar.

När man bör använda Context Selector-mönstret

Context Selector-mönstret är särskilt fördelaktigt i följande scenarier:

Stora Context-värden: När din Context lagrar en stor mängd data, och komponenter bara behöver en liten delmängd av den.
Frekventa Context-uppdateringar: När Context-värdet uppdateras ofta och du vill minimera omritningar.
Prestandakritiska komponenter: När vissa komponenter är prestandakänsliga och du vill säkerställa att de bara ritas om när det är nödvändigt.
Komplexa komponentträd: I applikationer med djupa komponentträd, där onödiga omritningar kan fortplanta sig ner i trädet och avsevärt påverka prestandan. Föreställ dig ett globalt distribuerat team som arbetar med ett komplext designsystem; ändringar i en knappkomponent på ett ställe kan utlösa omritningar i hela systemet, vilket påverkar utvecklare i andra tidszoner.

Alternativ till Context Selector-mönstret

Även om Context Selector-mönstret är ett kraftfullt verktyg är det inte den enda lösningen för att optimera omritningar i React. Här är några alternativa tillvägagångssätt:

Redux: Redux är ett populärt statehanteringsbibliotek som använder en enda "store" och förutsägbara state-uppdateringar. Det erbjuder finkornig kontroll över state-uppdateringar och kan användas för att förhindra onödiga omritningar.
MobX: MobX är ett annat statehanteringsbibliotek som använder observerbar data och automatisk beroendespårning. Det ritar automatiskt om komponenter endast när deras beroenden ändras.
Zustand: En liten, snabb och skalbar "barebones" statehanteringslösning som använder förenklade flux-principer.
Recoil: Recoil är ett experimentellt statehanteringsbibliotek från Facebook som använder "atoms" och "selectors" för att ge finkornig kontroll över state-uppdateringar och förhindra onödiga omritningar.
Komponentkomposition: I vissa fall kan du undvika att använda globalt state helt och hållet genom att skicka ner data via komponent-props. Detta kan förbättra prestandan och förenkla din applikations arkitektur.

Att tänka på för globala applikationer

När du utvecklar applikationer för en global publik, tänk på följande faktorer när du implementerar Context Selector-mönstret:

Internationalisering (i18n): Om din applikation stöder flera språk, se till att din Context lagrar användarens språkpreferens och att dina komponenter ritas om när språket ändras. Använd dock Context Selector-mönstret för att förhindra att andra komponenter ritas om i onödan. Till exempel kan en valutakonverterare endast behöva ritas om när användarens plats ändras, vilket påverkar standardvalutan.
Lokalisering (l10n): Ta hänsyn till kulturella skillnader i dataformatering (t.ex. datum- och tidsformat, talformat). Använd Context för att lagra lokaliseringsinställningar och se till att dina komponenter renderar data enligt användarens "locale". Återigen, tillämpa selektormönstret.
Tidszoner: Om din applikation visar tidskänslig information, hantera tidszoner korrekt. Använd Context för att lagra användarens tidszon och se till att dina komponenter visar tider i användarens lokala tid.
Tillgänglighet (a11y): Se till att din applikation är tillgänglig för användare med funktionsnedsättningar. Använd Context för att lagra tillgänglighetsinställningar (t.ex. teckenstorlek, färgkontrast) och se till att dina komponenter respekterar dessa preferenser.

Sammanfattning

React Context Selector-mönstret är en värdefull teknik för att optimera omritningar och förbättra prestandan i React-applikationer. Genom att låta komponenter prenumerera endast på de specifika delar av Contexten de behöver kan du avsevärt minska onödiga omritningar och skapa ett mer responsivt och effektivt användargränssnitt. Kom ihåg att memoizera dina selektorer och provider-värden för maximal optimering. Överväg bibliotek som use-context-selector för att förenkla implementeringen. När du bygger alltmer komplexa applikationer kommer förståelse och användning av tekniker som Context Selector-mönstret att vara avgörande för att bibehålla prestanda och leverera en fantastisk användarupplevelse, särskilt för en global publik.