React useInsertionEffect: Tối ưu hóa hiệu năng cho các thư viện CSS-in-JS

useInsertionEffect của React là một hook tương đối mới được thiết kế để giải quyết một vấn đề hiệu năng cụ thể trong một số tình huống, đặc biệt là khi làm việc với các thư viện CSS-in-JS. Bài viết này cung cấp một hướng dẫn toàn diện để hiểu về useInsertionEffect, mục đích, cách hoạt động và cách sử dụng nó để tối ưu hóa các thư viện CSS-in-JS nhằm cải thiện hiệu năng và giảm tình trạng layout thrashing. Thông tin trong bài viết này rất quan trọng đối với bất kỳ nhà phát triển React nào đang làm việc trên các ứng dụng nhạy cảm về hiệu năng, hoặc đang tìm cách cải thiện hiệu năng cảm nhận của ứng dụng web của họ.

Hiểu rõ vấn đề: CSS-in-JS và Layout Thrashing

Các thư viện CSS-in-JS cung cấp một cách mạnh mẽ để quản lý các kiểu CSS trong mã JavaScript của bạn. Các ví dụ phổ biến bao gồm:

• styled-components
• Emotion
• stitches

Các thư viện này thường hoạt động bằng cách tạo ra các quy tắc CSS một cách linh động dựa trên props và state của component. Mặc dù phương pháp này mang lại sự linh hoạt và khả năng kết hợp tuyệt vời, nó có thể gây ra những thách thức về hiệu năng nếu không được xử lý cẩn thận. Mối quan tâm chính là layout thrashing.

Layout Thrashing là gì?

Layout thrashing xảy ra khi trình duyệt bị buộc phải tính toán lại bố cục (vị trí và kích thước của các phần tử trên trang) nhiều lần trong một khung hình duy nhất. Điều này xảy ra khi mã JavaScript:

1. Sửa đổi DOM.
2. Ngay lập tức yêu cầu thông tin về bố cục (ví dụ: offsetWidth, offsetHeight, getBoundingClientRect).
3. Trình duyệt sau đó tính toán lại bố cục.

Nếu chuỗi này xảy ra lặp đi lặp lại trong cùng một khung hình, trình duyệt sẽ dành một lượng thời gian đáng kể để tính toán lại bố cục, dẫn đến các vấn đề về hiệu năng như:

• Hiển thị chậm
• Hoạt ảnh giật lag
• Trải nghiệm người dùng kém

Các thư viện CSS-in-JS có thể góp phần gây ra layout thrashing vì chúng thường chèn các quy tắc CSS vào DOM sau khi React đã cập nhật cấu trúc DOM của component. Điều này có thể kích hoạt việc tính toán lại bố cục, đặc biệt nếu các kiểu đó ảnh hưởng đến kích thước hoặc vị trí của các phần tử. Trước đây, các thư viện thường sử dụng useEffect để thêm các kiểu, điều này xảy ra sau khi trình duyệt đã vẽ xong. Giờ đây, chúng ta đã có những công cụ tốt hơn.

Giới thiệu useInsertionEffect

useInsertionEffect là một hook của React được thiết kế để giải quyết vấn đề hiệu năng cụ thể này. Nó cho phép bạn chạy mã trước khi trình duyệt vẽ, nhưng sau khi DOM đã được cập nhật. Điều này rất quan trọng đối với các thư viện CSS-in-JS vì nó cho phép chúng chèn các quy tắc CSS trước khi trình duyệt thực hiện tính toán bố cục ban đầu, do đó giảm thiểu layout thrashing. Hãy coi nó như một phiên bản chuyên biệt hơn của useLayoutEffect.

Các đặc điểm chính của useInsertionEffect:

• Chạy trước khi vẽ (Painting): Effect chạy trước khi trình duyệt vẽ màn hình.
• Phạm vi giới hạn: Chủ yếu dành cho việc chèn kiểu, các thay đổi đối với DOM ngoài phạm vi được chỉ định có thể sẽ gây ra các kết quả hoặc vấn đề không mong muốn.
• Chạy sau khi thay đổi DOM: Effect chạy sau khi DOM đã được React thay đổi.
• Server-Side Rendering (SSR): Nó sẽ không thực thi trên máy chủ trong quá trình render phía máy chủ. Điều này là do render phía máy chủ không liên quan đến việc vẽ hoặc tính toán bố cục.

Cách useInsertionEffect hoạt động

Để hiểu cách useInsertionEffect giúp cải thiện hiệu năng, điều cần thiết là phải hiểu vòng đời render của React. Dưới đây là một cái nhìn tổng quan đơn giản:

1. Giai đoạn Render (Render Phase): React xác định những thay đổi cần thực hiện đối với DOM dựa trên state và props của component.
2. Giai đoạn Commit (Commit Phase): React áp dụng các thay đổi vào DOM.
3. Trình duyệt vẽ (Browser Paint): Trình duyệt tính toán bố cục và vẽ màn hình.

Theo truyền thống, các thư viện CSS-in-JS sẽ chèn các kiểu bằng cách sử dụng useEffect hoặc useLayoutEffect. useEffect chạy sau khi trình duyệt đã vẽ, điều này có thể dẫn đến hiện tượng flash of unstyled content (FOUC) và có khả năng gây ra layout thrashing. useLayoutEffect chạy trước khi trình duyệt vẽ, nhưng sau khi các thay đổi DOM được thực hiện. Mặc dù useLayoutEffect thường tốt hơn useEffect để chèn các kiểu, nó vẫn có thể góp phần gây ra layout thrashing vì nó buộc trình duyệt phải tính toán lại bố cục sau khi DOM đã được cập nhật, nhưng trước khi vẽ lần đầu.

useInsertionEffect giải quyết vấn đề này bằng cách chạy trước khi trình duyệt vẽ, nhưng sau khi các thay đổi DOM được thực hiện và trước useLayoutEffect. Điều này cho phép các thư viện CSS-in-JS chèn các kiểu trước khi trình duyệt thực hiện tính toán bố cục ban đầu, giảm thiểu nhu cầu tính toán lại sau đó.

Ví dụ thực tế: Tối ưu hóa một Component CSS-in-JS

Hãy xem xét một ví dụ đơn giản sử dụng một thư viện CSS-in-JS giả định có tên là my-css-in-js. Thư viện này cung cấp một hàm có tên injectStyles để chèn các quy tắc CSS vào DOM.

Triển khai đơn giản (Sử dụng 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
              
            
          

Cách triển khai này sử dụng useEffect để chèn các kiểu. Mặc dù nó hoạt động, nó có thể dẫn đến FOUC và có khả năng gây ra layout thrashing.

Triển khai đã tối ưu hóa (Sử dụng 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
              
            
          

Bằng cách chuyển sang useInsertionEffect, chúng ta đảm bảo rằng các kiểu được chèn trước khi trình duyệt vẽ, giảm khả năng xảy ra layout thrashing.

Các phương pháp hay nhất và những điều cần lưu ý

Khi sử dụng useInsertionEffect, hãy ghi nhớ các phương pháp hay nhất và những điều cần lưu ý sau:

• Sử dụng nó đặc biệt để chèn kiểu: useInsertionEffect chủ yếu được thiết kế để chèn các kiểu. Tránh sử dụng nó cho các loại side effect khác, vì nó có thể dẫn đến hành vi không mong muốn.
• Giảm thiểu Side Effects: Giữ cho mã bên trong useInsertionEffect tối giản và hiệu quả nhất có thể. Tránh các tính toán phức tạp hoặc các thao tác DOM có thể làm chậm quá trình render.
• Hiểu thứ tự thực thi: Hãy lưu ý rằng useInsertionEffect chạy trước useLayoutEffect. Điều này có thể quan trọng nếu bạn có sự phụ thuộc giữa các effect này.
• Kiểm tra kỹ lưỡng: Kiểm tra các component của bạn một cách kỹ lưỡng để đảm bảo rằng useInsertionEffect đang chèn các kiểu một cách chính xác và không gây ra bất kỳ sự suy giảm hiệu năng nào.
• Đo lường hiệu năng: Sử dụng các công cụ dành cho nhà phát triển của trình duyệt để đo lường tác động hiệu năng của useInsertionEffect. So sánh hiệu năng của component của bạn có và không có useInsertionEffect để xác minh rằng nó đang mang lại lợi ích.
• Lưu ý đến các thư viện của bên thứ ba: Khi sử dụng các thư viện CSS-in-JS của bên thứ ba, hãy kiểm tra xem chúng đã sử dụng useInsertionEffect nội bộ hay chưa. Nếu có, bạn có thể không cần phải sử dụng nó trực tiếp trong các component của mình.

Ví dụ và trường hợp sử dụng trong thực tế

Mặc dù ví dụ trước đã minh họa một trường hợp sử dụng cơ bản, useInsertionEffect có thể đặc biệt hữu ích trong các kịch bản phức tạp hơn. Dưới đây là một vài ví dụ và trường hợp sử dụng trong thực tế:

• Chủ đề động (Dynamic Theming): Khi triển khai chủ đề động trong ứng dụng của bạn, bạn có thể sử dụng useInsertionEffect để chèn các kiểu dành riêng cho chủ đề trước khi trình duyệt vẽ. Điều này đảm bảo rằng chủ đề được áp dụng một cách mượt mà mà không gây ra sự thay đổi bố cục.
• Thư viện Component: Nếu bạn đang xây dựng một thư viện component, việc sử dụng useInsertionEffect có thể giúp cải thiện hiệu năng của các component khi được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau. Bằng cách chèn các kiểu một cách hiệu quả, bạn có thể giảm thiểu tác động đến hiệu năng tổng thể của ứng dụng.
• Bố cục phức tạp: Trong các ứng dụng có bố cục phức tạp, chẳng hạn như dashboard hoặc trực quan hóa dữ liệu, useInsertionEffect có thể giúp giảm layout thrashing gây ra bởi các cập nhật kiểu thường xuyên.

Ví dụ: Chủ đề động với useInsertionEffect

Hãy xem xét một ứng dụng cho phép người dùng chuyển đổi giữa chủ đề sáng và tối. Các kiểu của chủ đề được định nghĩa trong một tệp CSS riêng và được chèn vào DOM bằng cách sử dụng 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
              
            
          

Trong ví dụ này, useInsertionEffect đảm bảo rằng các kiểu của chủ đề được chèn trước khi trình duyệt vẽ, dẫn đến việc chuyển đổi chủ đề mượt mà mà không có bất kỳ sự thay đổi bố cục đáng chú ý nào.

Khi nào không nên sử dụng useInsertionEffect

Mặc dù useInsertionEffect có thể là một công cụ có giá trị để tối ưu hóa các thư viện CSS-in-JS, điều quan trọng là phải nhận biết khi nào nó không cần thiết hoặc không phù hợp:

• Ứng dụng đơn giản: Trong các ứng dụng đơn giản với ít kiểu hoặc cập nhật kiểu không thường xuyên, lợi ích về hiệu năng của useInsertionEffect có thể không đáng kể.
• Khi thư viện đã xử lý việc tối ưu hóa: Nhiều thư viện CSS-in-JS hiện đại đã sử dụng useInsertionEffect nội bộ hoặc có các kỹ thuật tối ưu hóa khác. Trong những trường hợp này, bạn có thể không cần phải sử dụng nó trực tiếp trong các component của mình.
• Side Effects không liên quan đến kiểu: useInsertionEffect được thiết kế đặc biệt để chèn các kiểu. Tránh sử dụng nó cho các loại side effect khác, vì nó có thể dẫn đến hành vi không mong muốn.
• Server-Side Rendering: Effect này sẽ không thực thi trong quá trình render phía máy chủ, vì không có quá trình vẽ.

Các phương án thay thế cho useInsertionEffect

Mặc dù useInsertionEffect là một công cụ mạnh mẽ, có những phương pháp khác bạn có thể xem xét để tối ưu hóa các thư viện CSS-in-JS:

• CSS Modules: CSS Modules cung cấp một cách để giới hạn phạm vi các quy tắc CSS cục bộ cho các component, tránh xung đột không gian tên toàn cục. Mặc dù chúng không cung cấp mức độ tạo kiểu động như các thư viện CSS-in-JS, chúng có thể là một lựa chọn thay thế tốt cho các nhu cầu tạo kiểu đơn giản hơn.
• Atomic CSS: Atomic CSS (còn được gọi là utility-first CSS) bao gồm việc tạo ra các lớp CSS nhỏ, có mục đích duy nhất có thể được kết hợp với nhau để tạo kiểu cho các phần tử. Cách tiếp cận này có thể dẫn đến CSS hiệu quả hơn và giảm sự trùng lặp mã.
• Các thư viện CSS-in-JS được tối ưu hóa: Một số thư viện CSS-in-JS được thiết kế với mục tiêu hiệu năng và cung cấp các kỹ thuật tối ưu hóa tích hợp sẵn như trích xuất CSS và tách mã (code splitting). Hãy nghiên cứu và chọn một thư viện phù hợp với yêu cầu hiệu năng của bạn.

Kết luận

useInsertionEffect là một công cụ có giá trị để tối ưu hóa các thư viện CSS-in-JS và giảm thiểu layout thrashing trong các ứng dụng React. Bằng cách hiểu cách nó hoạt động và khi nào nên sử dụng, bạn có thể cải thiện hiệu năng và trải nghiệm người dùng của các ứng dụng web của mình. Hãy nhớ sử dụng nó đặc biệt để chèn kiểu, giảm thiểu side effects và kiểm tra kỹ lưỡng các component của bạn. Với kế hoạch và triển khai cẩn thận, useInsertionEffect có thể giúp bạn xây dựng các ứng dụng React hiệu năng cao mang lại trải nghiệm người dùng mượt mà và nhạy bén.

Bằng cách xem xét cẩn thận các kỹ thuật được thảo luận trong bài viết này, bạn có thể giải quyết hiệu quả những thách thức liên quan đến các thư viện CSS-in-JS và đảm bảo rằng các ứng dụng React của bạn mang lại trải nghiệm mượt mà, nhạy bén và hiệu quả cho người dùng trên toàn thế giới.