React experimental_useContextSelector：精通上下文选择以优化性能

React 的 Context API 提供了一种强大的机制，用于在组件之间共享数据，而无需手动通过组件树的每一层传递 props。这对于管理全局状态、主题、用户认证和其他横切关注点非常宝贵。然而，一个简单的实现可能会导致不必要的组件重新渲染，从而影响应用程序的性能。这时候 experimental_useContextSelector 就派上用场了——这是一个旨在根据特定上下文值微调组件更新的钩子。

理解选择性上下文更新的需求

在深入研究 experimental_useContextSelector 之前，了解它所解决的核心问题至关重要。当一个 Context 提供者更新时，该上下文的所有消费者都会重新渲染，无论它们正在使用的特定值是否已更改。在小型应用程序中，这可能不明显。然而，在具有频繁更新上下文的大型复杂应用程序中，这些不必要的重新渲染可能会成为一个严重的性能瓶颈。

考虑一个简单的例子：一个应用程序有一个全局用户上下文，其中包含用户个人资料数据（姓名、头像、电子邮件）和 UI 偏好（主题、语言）。一个组件只需要显示用户的姓名。如果没有选择性更新，对主题或语言设置的任何更改都会触发显示姓名的组件重新渲染，即使该组件不受主题或语言的影响。

介绍 experimental_useContextSelector

experimental_useContextSelector 是一个 React 钩子，它允许组件只订阅上下文值的特定部分。它通过接受一个上下文对象和一个选择器函数作为参数来实现这一点。选择器函数接收整个上下文值，并返回组件所依赖的特定值（或多个值）。然后，React 对返回的值执行浅层比较，并且只有在所选值发生变化时才重新渲染组件。

重要提示：experimental_useContextSelector 目前是一个实验性功能，在未来的 React 版本中可能会发生变化。它需要选择加入并发模式并启用实验性功能标志。

启用 experimental_useContextSelector

要使用 experimental_useContextSelector，你需要：

1. 确保你正在使用支持并发模式的 React 版本（React 18 或更高版本）。
2. 启用并发模式和实验性上下文选择器功能。这通常涉及配置你的打包工具（例如 Webpack、Parcel）并可能设置一个功能标志。请查阅 React 官方文档以获取最新的说明。

experimental_useContextSelector 的基本用法

让我们用一个代码示例来说明其用法。假设我们有一个 UserContext，它提供用户信息和偏好设置：

// UserContext.js
import React, { createContext, useState, useContext } from 'react';

const UserContext = createContext({
  user: {
    name: 'John Doe',
    email: 'john.doe@example.com',
    avatar: '/path/to/avatar.jpg',
  },
  preferences: {
    theme: 'light',
    language: 'en',
  },
  updateTheme: () => {},
  updateLanguage: () => {},
});

const UserProvider = ({ children }) => {
  const [user, setUser] = useState({
    name: 'John Doe',
    email: 'john.doe@example.com',
    avatar: '/path/to/avatar.jpg',
  });
  const [preferences, setPreferences] = useState({
    theme: 'light',
    language: 'en',
  });

  const updateTheme = (newTheme) => {
    setPreferences({...preferences, theme: newTheme});
  };

  const updateLanguage = (newLanguage) => {
    setPreferences({...preferences, language: newLanguage});
  };

  return (
    
      {children}
    
  );
};

const useUser = () => useContext(UserContext);

export { UserContext, UserProvider, useUser };

现在，让我们创建一个只使用 experimental_useContextSelector 来显示用户姓名的组件：

// UserName.js
import React from 'react';
import { UserContext } from './UserContext';
import { experimental_useContextSelector as useContextSelector } from 'react';

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

  console.log('UserName component rendered!');
  return 
Name: {userName}
;
};

export default UserName;

在这个例子中，选择器函数 (context) => context.user.name 只从 UserContext 中提取了用户的姓名。UserName 组件只会在用户姓名发生变化时才会重新渲染，即使 UserContext 中的其他属性（如主题或语言）被更新。

使用 experimental_useContextSelector 的好处

• 性能提升：减少不必要的组件重新渲染，从而带来更好的应用程序性能，尤其是在具有频繁更新上下文的复杂应用程序中。
• 细粒度控制：提供对哪些上下文值会触发组件更新的精细控制。
• 简化优化：与手动记忆化技术相比，提供了一种更直接的上下文优化方法。
• 增强可维护性：通过明确声明组件所依赖的上下文值，可以提高代码的可读性和可维护性。

何时使用 experimental_useContextSelector

experimental_useContextSelector 在以下场景中最为有益：

• 大型复杂应用：当处理大量组件和频繁更新的上下文时。
• 性能瓶颈：当性能分析显示不必要的与上下文相关的重新渲染正在影响性能时。
• 复杂的上下文值：当一个上下文包含许多属性，而组件只需要其中的一个子集时。

何时避免使用 experimental_useContextSelector

虽然 experimental_useContextSelector 非常有效，但它并非万能药，应谨慎使用。考虑以下几种可能不是最佳选择的情况：

• 简单应用：对于组件少、上下文更新不频繁的小型应用，使用 experimental_useContextSelector 的开销可能大于收益。
• 依赖多个上下文值的组件：如果一个组件依赖于上下文的大部分内容，单独选择每个值可能不会带来显著的性能提升。
• 所选值频繁更新：如果所选的上下文值频繁变化，组件仍然会经常重新渲染，从而抵消了性能优势。
• 在初始开发阶段：首先专注于核心功能。稍后根据性能分析的需要在需要时使用 experimental_useContextSelector 进行优化。过早的优化可能会适得其反。

高级用法和注意事项

1. 不可变性是关键

experimental_useContextSelector 依赖浅层相等性检查 (Object.is) 来确定所选的上下文值是否已更改。因此，确保上下文值是不可变的至关重要。直接修改上下文值不会触发重新渲染，即使底层数据已经改变。在更新上下文值时，应始终创建新的对象或数组。

例如，不要这样做：

context.user.name = 'Jane Doe'; // 不正确 - 修改了对象

而要这样做：

setUser({...user, name: 'Jane Doe'}); // 正确 - 创建了一个新对象

2. 选择器的记忆化

虽然 experimental_useContextSelector 有助于防止不必要的组件重新渲染，但优化选择器函数本身仍然很重要。如果选择器函数在每次渲染时都执行昂贵的计算或创建新对象，它可能会抵消选择性更新带来的性能优势。使用 useCallback 或其他记忆化技术来确保选择器函数仅在必要时才被重新创建。

import React, { useCallback } from 'react';
import { UserContext } from './UserContext';
import { experimental_useContextSelector as useContextSelector } from 'react';

const UserName = () => {
  const selectUserName = useCallback((context) => context.user.name, []);
  const userName = useContextSelector(UserContext, selectUserName);

  return 
Name: {userName}
;
};

export default UserName;

在这个例子中，useCallback 确保 selectUserName 函数只在组件首次挂载时创建一次。这可以防止不必要的计算并提高性能。

3. 与第三方状态管理库一起使用

experimental_useContextSelector 可以与 Redux、Zustand 或 Jotai 等第三方状态管理库结合使用，前提是这些库通过 React Context 暴露其状态。具体的实现方式会因库而异，但基本原则是相同的：使用 experimental_useContextSelector 从上下文中只选择所需的状态部分。

例如，如果将 Redux 与 React Redux 的 useContext 钩子一起使用，你可以使用 experimental_useContextSelector 来选择 Redux store 状态的特定切片。

4. 性能分析

在实施 experimental_useContextSelector 前后，对应用程序的性能进行分析至关重要，以验证它是否确实带来了好处。使用 React 的 Profiler 工具或其他性能监控工具来识别与上下文相关的重新渲染导致瓶颈的区域。仔细分析性能数据，以确定 experimental_useContextSelector 是否有效减少了不必要的重新渲染。

国际化考量与示例

在处理国际化应用程序时，上下文通常在管理本地化数据（如语言设置、货币格式和日期/时间格式）方面扮演着至关重要的角色。在这些场景中，experimental_useContextSelector 对于优化显示本地化数据的组件的性能特别有用。

示例 1：语言选择

考虑一个支持多种语言的应用程序。当前语言存储在 LanguageContext 中。一个显示本地化问候消息的组件可以使用 experimental_useContextSelector 来确保仅在语言更改时才重新渲染，而不是在上下文中任何其他值更新时都重新渲染。

// LanguageContext.js
import React, { createContext, useState, useContext } from 'react';

const LanguageContext = createContext({
  language: 'en',
  translations: {
    en: {
      greeting: 'Hello, world!',
    },
    fr: {
      greeting: 'Bonjour, le monde!',
    },
    es: {
      greeting: '¡Hola, mundo!',
    },
  },
  setLanguage: () => {},
});

const LanguageProvider = ({ children }) => {
  const [language, setLanguage] = useState('en');

  const changeLanguage = (newLanguage) => {
    setLanguage(newLanguage);
  };

  const translations = LanguageContext.translations;

  return (
    
      {children}
    
  );
};

const useLanguage = () => useContext(LanguageContext);

export { LanguageContext, LanguageProvider, useLanguage };

// Greeting.js
import React from 'react';
import { LanguageContext } from './LanguageContext';
import { experimental_useContextSelector as useContextSelector } from 'react';

const Greeting = () => {
  const languageContext = useContextSelector(LanguageContext, (context) => {
    return {
        language: context.language,
        translations: context.translations
    }
  });

  const greeting = languageContext.translations[languageContext.language].greeting;
  return 
{greeting}
;
};

export default Greeting;

示例 2：货币格式化

一个电子商务应用程序可能会将用户的首选货币存储在 CurrencyContext 中。一个显示产品价格的组件可以使用 experimental_useContextSelector 来确保仅在货币更改时才重新渲染，从而保证价格始终以正确的格式显示。

示例 3：时区处理

一个向不同时区的用户显示事件时间的应用程序可以使用 TimeZoneContext 来存储用户的首选时区。显示事件时间的组件可以使用 experimental_useContextSelector 来确保仅在时区更改时才重新渲染，从而保证时间始终以用户的本地时间显示。

experimental_useContextSelector 的局限性

• 实验性状态：作为一个实验性功能，其 API 或行为在未来的 React 版本中可能会发生变化。
• 浅层相等性：它依赖于浅层相等性检查，这对于复杂的对象或数组可能不够。在某些情况下可能需要进行深层比较，但由于性能影响应谨慎使用。
• 过度优化的可能性：过度使用 experimental_useContextSelector 会给代码增加不必要的复杂性。重要的是要仔细考虑性能增益是否值得增加的复杂性。
• 调试复杂性：调试与选择性上下文更新相关的问题可能具有挑战性，尤其是在处理复杂的上下文值和选择器函数时。

experimental_useContextSelector 的替代方案

如果 experimental_useContextSelector 不适合你的用例，可以考虑以下替代方案：

• useMemo：记忆化消费上下文的组件。如果传递给组件的 props 没有改变，这可以防止重新渲染。这比 experimental_useContextSelector 的粒度要粗，但对于某些用例可能更简单。
• React.memo：一个高阶组件，它根据 props 记忆化一个函数式组件。类似于 useMemo，但应用于整个组件。
• Redux（或类似的状态管理库）：如果你已经在使用 Redux 或类似的库，可以利用其选择器功能只从 store 中选择必要的数据。
• 拆分上下文：如果一个上下文包含许多不相关的值，可以考虑将其拆分为多个较小的上下文。这可以减少单个值更改时重新渲染的范围。

结论

experimental_useContextSelector 是一个强大的工具，用于优化严重依赖 Context API 的 React 应用程序。通过允许组件只订阅上下文值的特定部分，它可以显著减少不必要的重新渲染并提高性能。然而，谨慎使用并仔细考虑其局限性和替代方案非常重要。请记住对你的应用程序进行性能分析，以验证 experimental_useContextSelector 是否确实带来了好处，并确保你没有过度优化。

在将 experimental_useContextSelector 集成到生产环境之前，请彻底测试其与你现有代码库的兼容性，并意识到由于其实验性质，未来 API 可能会发生变化。通过仔细的规划和实施，experimental_useContextSelector 可以成为为全球用户构建高性能 React 应用程序的宝贵资产。

其他资源

• React 官方文档
• React GitHub 仓库
• React useContext 钩子文档