React useInsertionEffect：深入解析 CSS-in-JS 优化

React 的 useInsertionEffect 是一个较新的钩子，旨在解决与 CSS-in-JS 库相关的特定性能挑战。它允许您在 React 执行布局计算之前将 CSS 规则插入到 DOM 中，这可以显著提高应用程序的感知性能和视觉稳定性。这对于样式影响布局的复杂应用程序尤其重要。

理解 CSS-in-JS

CSS-in-JS 是一种在 JavaScript 代码中编写和管理 CSS 样式的技术。像 Styled Components、Emotion 和 Linaria 这样的库是这种方法的流行选择。它们提供了诸如组件级样式、基于 props 的动态样式以及改进的代码组织等优点。但是，如果使用不当，它们也可能引入性能瓶颈。

主要的性能问题源于 CSS 插入的时机。传统上，CSS-in-JS 库在 React 将组件提交到 DOM 之后插入样式。这可能导致：

无样式内容闪烁 (FOUC): 内容在没有样式的情况下显示一段短暂的时间。
布局抖动: 浏览器在单个帧内多次重新计算布局，导致性能下降。
首次有效绘制时间 (TTFMP) 增加: 用户在页面完全加载并呈现样式之前会经历更长的延迟。

useInsertionEffect 的作用

useInsertionEffect 通过允许您在浏览器执行布局计算之前插入 CSS 规则，为这些问题提供了解决方案。这确保了在内容显示之前应用样式，从而最大限度地减少 FOUC 并防止布局抖动。

可以这样想：想象一下建造一座房子。没有 useInsertionEffect，您会先建好墙壁（React 组件），然后再粉刷它们（插入 CSS）。这会导致延迟，有时在粉刷完成后还需要进行调整。而使用 useInsertionEffect，您基本上是在墙壁完全竖立之前就进行粉刷，确保油漆平滑地涂上，而不会引起布局问题。

useInsertionEffect 的工作原理

理解 React 钩子的执行顺序对于理解 useInsertionEffect 至关重要。以下是执行顺序，其中高亮了 useInsertionEffect：

useSyncExternalStore: 用于与外部数据源同步。
useDeferredValue: 用于延迟不太重要的更新。
useTransition: 用于管理状态转换和优先处理更新。
useInsertionEffect: 用于在布局前插入 CSS 规则。
useLayoutEffect: 用于在布局后执行 DOM 测量和同步更新。
useEffect: 用于在浏览器绘制后执行副作用。

通过在 useLayoutEffect 之前插入 CSS 规则，useInsertionEffect 确保了在 React 执行布局计算时样式是可用的。这可以防止浏览器在应用样式后需要重新计算布局。

useInsertionEffect vs. useLayoutEffect vs. useEffect 对比

区分 useInsertionEffect、useLayoutEffect 和 useEffect 非常重要。这是一个比较：

useInsertionEffect: 在布局之前同步运行。主要用于 CSS-in-JS 库向 DOM 注入样式。它对 DOM 的访问受限，应谨慎使用。在 useInsertionEffect 内部调度的更改将在浏览器绘制之前执行。
useLayoutEffect: 在布局之后、浏览器绘制之前同步运行。它可以访问 DOM，并可用于执行测量和同步更新。然而，过度使用会阻塞浏览器绘制，从而导致性能问题。
useEffect: 在浏览器绘制之后异步运行。它适用于大多数副作用，例如获取数据、设置订阅或以非关键方式操作 DOM。它不会阻塞浏览器绘制，因此不太可能导致性能问题。

主要区别总结：

钩子	执行时机	DOM 访问权限	主要用例	潜在性能影响
`useInsertionEffect`	布局前同步	受限	CSS-in-JS 样式注入	最低（如果使用正确）
`useLayoutEffect`	布局后、绘制前同步	完全	DOM 测量和同步更新	高（如果过度使用）
`useEffect`	绘制后异步	完全	大多数副作用（数据获取、订阅等）	低

实践示例

让我们通过一个假设的 CSS-in-JS 库（为演示目的而简化）来说明如何使用 useInsertionEffect：

示例 1：基本样式插入


function MyComponent() {
  const style = `
    .my-component {
      color: blue;
      font-size: 16px;
    }
  `;

  useInsertionEffect(() => {
    // Create a style element and append it to the head
    const styleElement = document.createElement('style');
    styleElement.textContent = style;
    document.head.appendChild(styleElement);

    // Cleanup function to remove the style element when the component unmounts
    return () => {
      document.head.removeChild(styleElement);
    };
  }, [style]);

  return Hello, world!;
}

解释：

我们在组件内部定义了一个 CSS 样式字符串。
useInsertionEffect 用于创建一个 <style> 元素，将其文本内容设置为样式字符串，并将其附加到文档的 <head> 中。
清理函数在组件卸载时移除样式元素，以防止内存泄漏。
依赖数组 [style] 确保该副作用仅在样式字符串更改时运行。

示例 2：与简化的 CSS-in-JS 库一起使用

让我们想象一个带有 injectGlobal 函数的简化版 CSS-in-JS 库：


// Simplified CSS-in-JS library
const styleSheet = {
  inserted: new Set(),
  injectGlobal: (css) => {
    if (styleSheet.inserted.has(css)) return;
    styleSheet.inserted.add(css);
    const styleElement = document.createElement('style');
    styleElement.textContent = css;
    document.head.appendChild(styleElement);
  },
};

function MyComponent() {
  useInsertionEffect(() => {
    styleSheet.injectGlobal(`
      body {
        background-color: #f0f0f0;
      }
    `);
  }, []);

  return My Component;
}

解释：

我们定义了一个简单的 styleSheet 对象，它带有一个 injectGlobal 函数，该函数将 CSS 规则插入到文档的 <head> 中。
useInsertionEffect 用于调用 styleSheet.injectGlobal，并传入我们希望全局应用的 CSS 规则。
空依赖数组 [] 确保该副作用仅在组件挂载时运行一次。

重要提示：这些是为演示目的而简化的示例。现实世界中的 CSS-in-JS 库更为复杂，能更有效地处理样式管理、供应商前缀和 CSS 的其他方面。

使用 useInsertionEffect 的最佳实践

谨慎使用： useInsertionEffect 应主要用于 CSS-in-JS 库以及需要在布局前插入 CSS 规则的情况。避免将其用于其他副作用。
保持代码精简： useInsertionEffect 内部的代码应尽可能精简，以避免阻塞浏览器绘制。只专注于 CSS 插入。
依赖数组至关重要： 始终为 useInsertionEffect 提供依赖数组，以防止不必要的重复运行。确保依赖数组包含该副作用所依赖的所有值。
清理是必不可少的： 始终返回一个清理函数，以便在组件卸载时移除插入的 CSS 规则。这可以防止内存泄漏，并确保在不再需要样式时将其移除。
分析和测量： 使用 React DevTools 和浏览器性能工具来分析您的应用程序，并测量 useInsertionEffect 对性能的影响。确保它确实在提高性能，而不是引入新的瓶颈。

潜在的缺点与注意事项

有限的 DOM 访问权限： useInsertionEffect 对 DOM 的访问权限有限。避免在此钩子内部执行复杂的 DOM 操作。
复杂性： 理解 React 钩子的执行顺序和 CSS-in-JS 的细微差别可能具有挑战性。在使用 useInsertionEffect 之前，请确保您的团队对这些概念有深入的了解。
维护： 随着 CSS-in-JS 库的发展，它们与 useInsertionEffect 的交互方式可能会发生变化。请随时关注库维护者发布的最新最佳实践和建议。
服务器端渲染 (SSR)： 确保您的 CSS-in-JS 库和 useInsertionEffect 实现与服务器端渲染兼容。您可能需要调整代码以处理不同的环境。

useInsertionEffect 的替代方案

虽然 useInsertionEffect 通常是优化 CSS-in-JS 的最佳选择，但在某些情况下可以考虑以下替代方案：

CSS Modules: CSS Modules 是 CSS-in-JS 的一个更简单的替代方案。它们提供组件级的样式，而没有 CSS-in-JS 的运行时开销。它们不需要 useInsertionEffect，因为 CSS 通常在构建过程中被提取和注入。
Styled Components (带有 SSR 优化): Styled Components 提供了内置的 SSR 优化，可以缓解与 CSS 插入相关的性能问题。在求助于 useInsertionEffect 之前，请先探索这些优化方案。
预渲染或静态站点生成 (SSG): 如果您的应用程序大部分是静态的，可以考虑预渲染或使用静态站点生成器。这可以完全消除运行时 CSS 插入的需要。

结论

useInsertionEffect 是一个强大的钩子，用于优化 CSS-in-JS 库和提高 React 应用程序的性能。通过在布局前插入 CSS 规则，它可以防止 FOUC、减少布局抖动，并提高应用程序的感知性能。然而，了解其细微差别、遵循最佳实践并分析您的应用程序以确保它确实在提高性能是至关重要的。考虑替代方案并选择最适合您特定需求的方法。

通过有效理解和应用 useInsertionEffect，开发人员可以创建性能更高、视觉上更具吸引力的 React 应用程序，为全球用户提供更好的用户体验。这在互联网连接较慢的地区尤其重要，因为性能优化可以对用户满意度产生重大影响。