React useMemo: Патерни оптимізації продуктивності мемоізації значень для глобальних застосунків

У ландшафті веб-розробки, що постійно розвивається, оптимізація продуктивності є першочерговою, особливо при створенні застосунків для глобальної аудиторії. React, популярна бібліотека JavaScript для створення користувацьких інтерфейсів, надає кілька інструментів для підвищення продуктивності. Одним із таких інструментів є хук useMemo. Цей посібник пропонує вичерпне дослідження useMemo, демонструючи його можливості мемоізації значень, патерни оптимізації продуктивності та найкращі практики для створення ефективних та чуйних глобальних застосунків.

Розуміння мемоізації

Мемоізація — це техніка оптимізації, яка прискорює застосунки шляхом кешування результатів дорогих викликів функцій та повернення кешованого результату при повторному входженні тих самих вхідних даних. Це компроміс: ви обмінюєте використання пам'яті на скорочений час обчислень. Уявіть, що у вас є обчислювально інтенсивна функція, яка обчислює площу складного полігону. Без мемоізації ця функція буде повторно виконуватися щоразу, коли її викликають, навіть з тими ж даними полігону. За допомогою мемоізації результат зберігається, і наступні виклики з тими ж даними полігону отримують збережене значення безпосередньо, минаючи дороговартісні обчислення.

Представляємо хук useMemo у React

Хук useMemo у React дозволяє мемоізувати результат обчислення. Він приймає два аргументи:

• Функція, яка обчислює значення, що має бути мемоізоване.
• Масив залежностей.

Хук повертає мемоізоване значення. Функція повторно виконується лише тоді, коли змінюється одна із залежностей у масиві залежностей. Якщо залежності залишаються незмінними, useMemo повертає раніше мемоізоване значення, запобігаючи непотрібним перерахункам.

Синтаксис

const memoizedValue = useMemo(() => computeExpensiveValue(a, b), [a, b]);

У цьому прикладі computeExpensiveValue — це функція, результат якої ми хочемо мемоізувати. [a, b] — це масив залежностей. Мемоізоване значення буде перераховано лише у разі зміни a або b.

Переваги використання useMemo

Використання useMemo надає кілька переваг:

• Оптимізація продуктивності: Запобігає непотрібним перерахункам, що призводить до швидшого рендерингу та покращеного користувацького досвіду, особливо для складних компонентів або обчислювально інтенсивних операцій.
• Референційна рівність: Підтримує референційну рівність для складних структур даних, запобігаючи непотрібним повторним рендерингам дочірніх компонентів, які покладаються на строгі перевірки рівності.
• Зменшення збору сміття: Запобігаючи непотрібним перерахункам, useMemo може зменшити кількість створеного сміття, покращуючи загальну продуктивність та чуйність застосунку.

useMemo: Патерни продуктивності та приклади

Давайте розглянемо кілька практичних сценаріїв, де useMemo може значно покращити продуктивність.

1. Мемоізація дорогих обчислень

Розглянемо компонент, який відображає великий набір даних і виконує складні операції фільтрації або сортування.

            
function ExpensiveComponent({ data, filter }) {
  const filteredData = useMemo(() => {
    // Simulate an expensive filtering operation
    console.log('Filtering data...');
    return data.filter(item => item.name.includes(filter));
  }, [data, filter]);

  return (
    

      {filteredData.map(item => (
        
{item.name}
      ))}
    
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

У цьому прикладі filteredData мемоізується за допомогою useMemo. Операція фільтрації повторно виконується лише тоді, коли змінюється проп data або filter. Без useMemo операція фільтрації виконувалася б при кожному рендерингу, навіть якщо data та filter залишалися незмінними.

Приклад глобального застосунку: Уявіть глобальний застосунок для електронної комерції, який відображає списки товарів. Фільтрація за ціновим діапазоном, країною походження або рейтингом клієнтів може бути обчислювально інтенсивною, особливо з тисячами товарів. Використання useMemo для кешування відфільтрованого списку товарів на основі критеріїв фільтрації значно покращить чуйність сторінки списку товарів. Розгляньте різні валюти та формати відображення, відповідні для місцезнаходження користувача.

2. Підтримка референційної рівності для дочірніх компонентів

При передачі складних структур даних як пропсів дочірнім компонентам важливо переконатися, що дочірні компоненти не перемальовуються без потреби. useMemo може допомогти підтримувати референційну рівність, запобігаючи цим повторним рендерингам.

            
function ParentComponent({ config }) {
  const memoizedConfig = useMemo(() => config, [config]);

  return ;
}

function ChildComponent({ config }) {
  // ChildComponent uses React.memo for performance optimization
  console.log('ChildComponent rendered');
  return 
{JSON.stringify(config)}
;
}

const MemoizedChildComponent = React.memo(ChildComponent, (prevProps, nextProps) => {
  // Compare props to determine if a re-render is necessary
  return prevProps.config === nextProps.config; // Only re-render if config changes
});

export default ParentComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

Тут ParentComponent мемоізує проп config за допомогою useMemo. ChildComponent (обгорнутий у React.memo) перемальовується лише тоді, коли змінюється посилання на memoizedConfig. Це запобігає непотрібним повторним рендерингам, коли властивості об'єкта config змінюються, але посилання на об'єкт залишається тим самим. Без `useMemo` новий об'єкт створювався б при кожному рендерингу `ParentComponent`, що призводило б до непотрібних повторних рендерингів `ChildComponent`.

Приклад глобального застосунку: Розглянемо застосунок, що керує профілями користувачів з такими налаштуваннями, як мова, часовий пояс та налаштування сповіщень. Якщо батьківський компонент оновлює профіль без зміни цих конкретних налаштувань, дочірній компонент, який відображає ці налаштування, не повинен перемальовуватися. useMemo гарантує, що об'єкт конфігурації, переданий дочірньому компоненту, залишається референційно тим самим, якщо ці налаштування не змінюються, запобігаючи непотрібним повторним рендерингам.

3. Оптимізація обробників подій

При передачі обробників подій як пропсів створення нової функції при кожному рендерингу може призвести до проблем з продуктивністю. useMemo, у поєднанні з useCallback, може допомогти оптимізувати це.

            
import React, { useState, useCallback, useMemo } from 'react';

function ParentComponent() {
  const [count, setCount] = useState(0);

  const handleClick = useCallback(() => {
    console.log(`Button clicked! Count: ${count}`);
    setCount(c => c + 1);
  }, [count]); // Only recreate the function when 'count' changes

  const memoizedButton = useMemo(() => (
    Click me
  ), [handleClick]);

  return (
    

      
Count: {count}
      {memoizedButton}
    
  );
}

export default ParentComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

У цьому прикладі useCallback мемоізує функцію handleClick, гарантуючи, що нова функція створюється лише тоді, коли змінюється стан count. Це гарантує, що кнопка не перемальовується щоразу, коли батьківський компонент перемальовується, а лише тоді, коли змінюється функція `handleClick`, від якої вона залежить. `useMemo` додатково мемоізує саму кнопку, перемальовуючи її лише тоді, коли змінюється функція `handleClick`.

Приклад глобального застосунку: Розгляньте форму з кількома полями введення та кнопкою відправки. Обробник подій кнопки відправки, який може викликати складну логіку валідації та відправки даних, має бути мемоізований за допомогою useCallback, щоб запобігти непотрібним повторним рендерингам кнопки. Це особливо важливо, коли форма є частиною більшого застосунку з частими оновленнями стану в інших компонентах.

4. Контроль повторних рендерингів за допомогою кастомних функцій рівності

Іноді стандартної перевірки референційної рівності в React.memo недостатньо. Вам може знадобитися більш тонкий контроль над тим, коли компонент перемальовується. useMemo можна використовувати для створення мемоізованого пропа, який викликає повторний рендеринг лише тоді, коли змінюються певні властивості складного об'єкта.

            
import React, { useState, useMemo } from 'react';

function areEqual(prevProps, nextProps) {
  // Custom equality check: only re-render if the 'data' property changes
  return prevProps.data.value === nextProps.data.value;
}

function MyComponent({ data }) {
  console.log('MyComponent rendered');
  return 
Value: {data.value}
;
}

const MemoizedComponent = React.memo(MyComponent, areEqual);

function App() {
  const [value, setValue] = useState(1);
  const [otherValue, setOtherValue] = useState(100); // This change won't trigger re-render

  const memoizedData = useMemo(() => ({ value }), [value]);

  return (
    

      
       setValue(v => v + 1)}>Increment Value
       setOtherValue(v => v + 1)}>Increment Other Value
    
  );
}

export default App;

            

              
                Copy
              
            
          

У цьому прикладі MemoizedComponent використовує кастомну функцію рівності areEqual. Компонент перемальовується лише тоді, коли змінюється властивість data.value, навіть якщо інші властивості об'єкта data були змінені. memoizedData створюється за допомогою `useMemo`, і її значення залежить від змінної стану `value`. Ця настройка гарантує, що `MemoizedComponent` ефективно перемальовується лише тоді, коли змінюються відповідні дані.

Приклад глобального застосунку: Розглянемо компонент карти, який відображає дані про місцезнаходження. Ви можете захотіти перемальовувати карту лише тоді, коли змінюється широта або довгота, а не тоді, коли оновлюються інші метадані, пов'язані з місцезнаходженням (наприклад, опис, URL зображення). Кастомна функція рівності в поєднанні з `useMemo` може бути використана для реалізації цього точного контролю, оптимізуючи продуктивність рендерингу карти, особливо при роботі з часто оновлюваними даними про місцезнаходження з усього світу.

Найкращі практики використання useMemo

Хоча useMemo може бути потужним інструментом, важливо використовувати його розсудливо. Ось кілька найкращих практик, які слід пам'ятати:

• Не зловживайте ним: Мемоізація має свою ціну – використання пам'яті. Використовуйте useMemo лише тоді, коли у вас є очевидна проблема з продуктивністю або ви маєте справу з обчислювально дорогими операціями.
• Завжди включайте масив залежностей: Пропуск масиву залежностей призведе до перерахунку мемоізованого значення при кожному рендерингу, нівелюючи будь-які переваги продуктивності.
• Зберігайте масив залежностей мінімальним: Включайте лише ті залежності, які дійсно впливають на результат обчислення. Включення непотрібних залежностей може призвести до непотрібних перерахунків.
• Враховуйте вартість обчислень проти вартості мемоізації: Якщо обчислення дуже дешеве, накладні витрати на мемоізацію можуть перевищити переваги.
• Профілюйте свій застосунок: Використовуйте React DevTools або інші інструменти профілювання, щоб визначити вузькі місця продуктивності та визначити, чи дійсно useMemo покращує продуктивність.
• Використовуйте з `React.memo`: Об'єднайте useMemo з React.memo для оптимальної продуктивності, особливо при передачі мемоізованих значень як пропсів дочірнім компонентам. React.memo поверхнево порівнює пропси і перемальовує компонент лише тоді, коли пропси змінилися.

Поширені помилки та як їх уникнути

Кілька поширених помилок можуть підірвати ефективність useMemo:

• Забутий масив залежностей: Це найпоширеніша помилка. Забутий масив залежностей фактично перетворює `useMemo` на no-op (нічого не робить), перераховуючи значення при кожному рендерингу. Рішення: Завжди перевіряйте, чи ви включили правильний масив залежностей.
• Включення непотрібних залежностей: Включення залежностей, які насправді не впливають на мемоізоване значення, спричинить непотрібні перерахунки. Рішення: Уважно проаналізуйте функцію, яку ви мемоізуєте, і включіть лише ті залежності, які безпосередньо впливають на її вихідні дані.
• Мемоізація недорогих обчислень: Мемоізація має накладні витрати. Якщо обчислення тривіальне, вартість мемоізації може перевищити переваги. Рішення: Профілюйте свій застосунок, щоб визначити, чи дійсно `useMemo` покращує продуктивність.
• Мутація залежностей: Мутація залежностей може призвести до несподіваної поведінки та некоректної мемоізації. Рішення: Розглядайте свої залежності як незмінні та використовуйте такі методи, як розгортання або створення нових об'єктів, щоб уникнути мутацій.
• Надмірне покладання на useMemo: Не застосовуйте `useMemo` сліпо до кожної функції або значення. Зосередьтеся на тих областях, де це матиме найбільший вплив на продуктивність.

Розширені техніки useMemo

1. Мемоізація об'єктів з глибокими перевірками рівності

Іноді поверхневої перевірки об'єктів у масиві залежностей недостатньо. Можливо, вам знадобиться глибока перевірка рівності, щоб визначити, чи змінилися властивості об'єкта.

            
import React, { useMemo } from 'react';
import isEqual from 'lodash/isEqual'; // Requires lodash

function MyComponent({ data }) {
  // ...
}

function ParentComponent({ data }) {
  const memoizedData = useMemo(() => data, [data, isEqual]);

  return ;
}

            

              
                Copy
              
            
          

У цьому прикладі ми використовуємо функцію isEqual з бібліотеки lodash для виконання глибокої перевірки рівності об'єкта data. memoizedData буде перераховано лише тоді, коли змінився вміст об'єкта data, а не лише його посилання.

Важлива примітка: Глибокі перевірки рівності можуть бути обчислювально дорогими. Використовуйте їх рідко і лише за потреби. Розгляньте альтернативні структури даних або методи нормалізації для спрощення перевірок рівності.

2. useMemo зі складними залежностями, отриманими з Refs

У деяких випадках вам може знадобитися використовувати значення, що зберігаються в React refs, як залежності для `useMemo`. Однак пряме включення refs до масиву залежностей не працюватиме належним чином, оскільки сам об'єкт ref не змінюється між рендерингами, навіть якщо його значення `current` змінюється.

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

function MyComponent() {
  const inputRef = useRef(null);
  const [processedValue, setProcessedValue] = useState('');

  useEffect(() => {
    // Simulate an external change to the input value
    setTimeout(() => {
      if (inputRef.current) {
        inputRef.current.value = 'New Value from External Source';
      }
    }, 2000);
  }, []);

  const memoizedProcessedValue = useMemo(() => {
    console.log('Processing value...');
    const inputValue = inputRef.current ? inputRef.current.value : '';
    const processed = inputValue.toUpperCase();
    return processed;
  }, [inputRef.current ? inputRef.current.value : '']); // Directly accessing ref.current.value

  return (
    

      
      
Processed Value: {memoizedProcessedValue}
    
  );
}

export default MyComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

У цьому прикладі ми отримуємо доступ до inputRef.current.value безпосередньо в масиві залежностей. Це може здатися неінтуїтивним, але це змушує `useMemo` переоцінювати значення, коли змінюється вхідне значення. Будьте обережні при використанні цього патерну, оскільки це може призвести до несподіваної поведінки, якщо ref часто оновлюється.

Важливий розгляд: Прямий доступ до `ref.current` у масиві залежностей може ускладнити розуміння вашого коду. Розгляньте, чи є альтернативні способи керування станом або похідними даними без прямої залежності від значень ref у залежностях. Якщо значення ref змінюється у callback-функції, і вам потрібно повторно запустити мемоізований розрахунок на основі цієї зміни, цей підхід може бути дійсним.

Висновок

useMemo є цінним інструментом у React для оптимізації продуктивності шляхом мемоізації обчислювально дорогих обчислень та підтримки референційної рівності. Однак вкрай важливо розуміти його нюанси та використовувати його розсудливо. Дотримуючись найкращих практик та уникаючи поширених помилок, викладених у цьому посібнику, ви можете ефективно використовувати useMemo для створення ефективних та чуйних React-застосунків для глобальної аудиторії. Пам'ятайте, що завжди потрібно профілювати свій застосунок, щоб виявити вузькі місця продуктивності та переконатися, що useMemo дійсно забезпечує бажані переваги.

При розробці для глобальної аудиторії враховуйте такі фактори, як різна швидкість мережі та можливості пристроїв. Оптимізація продуктивності є ще більш критичною у таких сценаріях. Освоївши useMemo та інші методи оптимізації продуктивності, ви зможете забезпечити плавний та приємний користувацький досвід користувачам по всьому світу.