解锁组件智能：深入探讨 React 的实验性活动跟踪器

在不断发展的 Web 开发领域中，对最佳性能的追求是永恒的。对于使用 React 的开发人员来说，这种追求催生了一个丰富的模式和工具生态系统，从代码拆分和延迟加载到 memoization 和虚拟化。然而，一个根本性的挑战仍然存在：应用程序如何真正理解组件不仅仅是被渲染，而且在任何给定时刻都与用户密切相关？React 团队正在通过一项新的实验性功能来探索这个问题的强大答案：活动跟踪器。

这个 API 通过 experimental_Activity 组件公开，代表着从简单的可见性检查到更深刻的“组件智能”概念的范式转变。它提供了一种框架原生的方法来了解 UI 的哪些部分是可见的、隐藏的或挂起的，从而可以前所未有地控制资源管理和用户体验。 本次深入探讨将探讨 Activity API 是什么、它旨在解决的复杂问题、它的实际实现以及它对为全球用户群构建高性能应用程序的潜在影响。

注意事项： 正如 'experimental' 前缀所暗示的那样，此 API 不稳定，不适合生产环境使用，并且可能会发生更改。 其目的是收集社区的反馈，以塑造其最终形式。

什么是 React 的 experimental_Activity？

experimental_Activity 的核心是一个 React 组件，用于跟踪其子元素的活动状态。 与专注于组件是否已挂载到 DOM 的传统方法不同，Activity API 提供了对用户感知范围内组件状态的更细致、更语义化的理解。

它主要跟踪三种不同的状态：

• visible: 组件的内容旨在对用户可见和可交互。 这是“活动”状态。
• hidden: 组件的内容当前不可见（例如，它在非活动浏览器选项卡中、折叠的 UI 元素的一部分或渲染在屏幕外），但其状态已保留。 它仍然挂载在 React 树中。
• pending: 一种过渡状态，表明内容正在准备显示但尚未可见。 这对于预渲染和确保平滑过渡至关重要。

此 API 超越了挂载和卸载的二元逻辑。 通过保持“隐藏”组件的挂载，但了解它们的非活动状态，我们可以保留组件状态（如表单输入或滚动位置），同时显着降低其资源消耗。 这就像关闭空房间里的灯与每次有人进入时拆除房间并重建房间之间的区别。

“原因”：解决现实世界的性能挑战

要真正了解 Activity API 的价值，我们必须了解开发人员每天面临的常见且通常难以解决的性能挑战。 许多当前的解决方案都是部分的、实现起来很复杂或具有显着的缺点。

1. 超越简单的延迟加载

使用 React.lazy() 和 Suspense 进行延迟加载是代码拆分的强大工具，但它主要是一次性的初始组件加载优化。 Activity API 能够实现更动态、更持续的优化。 想象一个带有许多小部件的复杂仪表板。 使用 React.lazy()，一旦加载了小部件，它就会一直存在。 使用 Activity API，滚动到视图之外的小部件可以转换为“隐藏”状态，自动暂停其实时数据提取和重新渲染周期，直到再次可见。

2. 复杂 UI 中的更智能的资源管理

现代 Web 应用程序通常是具有复杂 UI 的单页应用程序 (SPA)，例如选项卡式界面、多步骤向导或并排视图。 考虑一个带有多个选项卡的设置页面：

• 旧方式（条件渲染）： {activeTab === 'profile' && }。 当您切换选项卡时，ProfileSettings 组件会卸载，从而丢失其所有状态。 表单中任何未保存的更改都将丢失。 当您返回时，它必须重新挂载并重新获取其数据。
• CSS 方式 (display: none)： 使用 CSS 隐藏非活动选项卡可以保持它们的挂载状态并保留状态。 但是，这些组件仍然“活着”。 包含带有 WebSocket 连接的图表的隐藏选项卡将继续接收数据并在后台触发重新渲染，从而不必要地消耗 CPU、内存和网络资源。
• Activity API 方式： 通过将每个选项卡的内容包装在 <Activity> 边界中，非活动选项卡将转换为“隐藏”状态。 然后，组件本身可以使用一个钩子（例如假设的 useActivity()）来暂停其昂贵的效果、数据订阅和动画，同时完美地保留其状态。 当用户单击返回时，它们将转换为“visible”并无缝地恢复其操作。

3. 增强用户体验 (UX)

性能是良好用户体验的基石。 Activity API 可以通过多种方式直接改善它：

• 优雅的内容处理： 包含视频的组件可以在滚动到视图之外或隐藏在另一个选项卡中时自动暂停播放，并在再次可见时恢复播放。
• 预渲染和启动缓存： “pending”状态是一个游戏规则改变者。 当用户向下滚动页面时，应用程序可以检测到组件即将变为可见。 它可以将该组件转换为“pending”，从而触发抢先式数据提取或复杂内容的预渲染。 当组件进入视口时，其数据已经可用，从而实现即时显示，而无需加载旋转器。
• 电池和 CPU 节省： 对于移动设备或笔记本电脑上的用户，减少后台处理对于电池寿命至关重要。 Activity API 提供了一个标准化的原语来构建节能应用程序，这是对拥有各种硬件的全球受众的重要考虑因素。

核心概念和 API 分解

Activity API 主要由 <Activity> 组件（充当边界）和子组件读取当前活动状态的机制组成。 让我们根据公开讨论和实验来探索假设的 API。

<Activity> 组件

这是管理 UI 树的一部分状态的包装组件。 它可能会与一个 prop 一起使用来控制其行为。

            
import { experimental_Activity as Activity } from 'react';

function MyTabPanel({ children, isActive }) {
  // Here, we'd need a way to tell the Activity component
  // whether it should be visible or hidden. This could be
  // integrated with a router or parent state.
  const mode = isActive ? 'visible' : 'hidden';

  return (
    <Activity mode={mode}>
      {children}
    </Activity>
  );
}

            

              
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mode prop 直接控制传递给子元素的当前状态。 在实际场景中，这将由更高级别的组件（如路由器或选项卡管理器）管理。 例如，基于文件系统的路由器可以自动将路由包装在 Activity 组件中，将活动路由的模式设置为“visible”，将堆栈中其他路由的模式设置为“hidden”。

useActivity Hook

为了使 <Activity> 组件有用，其子元素需要一种访问当前状态的方法。 这通常通过基于上下文的钩子来实现，我们可以在本次讨论中将其称为 useActivity。

            
import { useActivity } from 'react'; // Hypothetical import
import { useEffect, useState } from 'react';
import { fetchData } from './api';

function ExpensiveChart() {
  const activityState = useActivity(); // Returns 'visible', 'hidden', or 'pending'
  const [data, setData] = useState(null);

  const isVisible = activityState === 'visible';

  useEffect(() => {
    if (!isVisible) {
      // If the component is not visible, do nothing.
      return;
    }

    console.log('Component is visible, fetching data...');
    const subscription = fetchData(newData => {
      setData(newData);
    });

    // The cleanup function is crucial!
    // It will run when the component becomes hidden or unmounts.
    return () => {
      console.log('Component is no longer visible, unsubscribing...');
      subscription.unsubscribe();
    };
  }, [isVisible]); // The effect re-runs when visibility changes

  if (!isVisible) {
    // We can render a lightweight placeholder or nothing at all
    // while preserving the component's internal state (like `data`).
    return <div className="chart-placeholder">Chart is paused</div>;
  }

  return <MyChartComponent data={data} />;
}

            

              
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在此示例中，ExpensiveChart 组件现在是“活动感知”的。 它的核心逻辑（数据订阅）直接与其可见性状态相关联。 当父 <Activity> 边界将其标记为“hidden”时，将触发 useEffect 钩子的清除函数，从而取消订阅数据源。 当它再次变为“visible”时，效果会重新运行，并且会重新建立订阅。 这非常强大且高效。

实际实现：使用 Activity 构建

让我们探索一些详细的实际场景，以巩固我们对这个 API 如何彻底改变组件设计的理解。

示例 1：具有 Suspense 的更智能的数据提取组件

想象一下将 Activity 与 React 的数据提取模式（如 Suspense）集成。 我们可以创建一个组件，该组件仅在其即将变为可见时才触发其数据提取。

            
import { experimental_Activity as Activity } from 'react';
import { useActivity } from 'react';
import { Suspense } from 'react';

// A utility to create a promise-based resource for Suspense
function createResource(promise) {
  let status = 'pending';
  let result;
  const suspender = promise.then(
    r => { status = 'success'; result = r; },
    e => { status = 'error'; result = e; }
  );
  return {
    read() {
      if (status === 'pending') throw suspender;
      if (status === 'error') throw result;
      if (status === 'success') return result;
    }
  };
}

let userResource;

function UserProfile() {
  const activityState = useActivity();

  if (activityState === 'pending' && !userResource) {
    // The component is about to become visible, let's start fetching!
    console.log('Pending state: Pre-fetching user data...');
    userResource = createResource(fetch('/api/user/123').then(res => res.json()));
  }

  if (activityState === 'hidden') {
    // When hidden, we can even release the resource if memory is a concern
    // userResource = null;
    return <p>User profile is currently hidden.</p>;
  }

  // When visible, we attempt to read the resource, which will suspend if not ready.
  const user = userResource.read();

  return (
    <div>
      <h3>{user.name}</h3>
      <p>Email: {user.email}</p>
    </div>
  );
}

// In your app
function App() {
  return (
    <SomeLayoutThatControlsActivity>
      <Suspense fallback={<h3>Loading profile...</h3>}>
        <UserProfile />
      </Suspense>
    </SomeLayoutThatControlsActivity>
  );
}

            

              
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此示例展示了“pending”状态的强大功能。 我们在组件完全可见之前启动数据提取，从而有效地掩盖了用户的延迟。 与在组件已出现在屏幕上后显示加载旋转器相比，此模式提供了更好的用户体验。

示例 2：优化多步骤表单向导

在很长的多步骤表单中，用户经常在步骤之间来回切换。 卸载先前的步骤意味着丢失用户输入，这是一种令人沮丧的体验。 使用 CSS 隐藏它们可以使它们保持活动状态，并可能在后台运行昂贵的验证逻辑。

            
import { experimental_Activity as Activity } from 'react';
import { useState } from 'react';

// Assume Step1, Step2, Step3 are complex form components
// with their own state and validation logic (using useActivity internally).

function FormWizard() {
  const [currentStep, setCurrentStep] = useState(1);

  return (
    <div>
      <nav>
        <button onClick={() => setCurrentStep(1)}>Step 1</button>
        <button onClick={() => setCurrentStep(2)}>Step 2</button>
        <button onClick={() => setCurrentStep(3)}>Step 3</button>
      </nav>

      <div className="wizard-content">
        <Activity mode={currentStep === 1 ? 'visible' : 'hidden'}>
          <Step1 />
        </Activity>
        <Activity mode={currentStep === 2 ? 'visible' : 'hidden'}>
          <Step2 />
        </Activity>
        <Activity mode={currentStep === 3 ? 'visible' : 'hidden'}>
          <Step3 />
        </Activity>
      </div>
    </div>
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

使用此结构，每个 Step 组件都保持挂载状态，从而保留其内部状态（用户的输入）。 但是，在每个 Step 组件内部，开发人员可以使用 useActivity 钩子来禁用实时验证、动态 API 查找（例如，用于地址验证）或其他昂贵的效果当步骤“hidden”时。 这为我们提供了两全其美的优势：状态保留和资源效率。

Activity 与现有解决方案：比较分析

为了充分理解此处的创新，将 Activity API 与世界各地的开发人员使用的现有技术进行比较很有帮助。

Activity 与 `Intersection Observer API`

• 抽象级别： `Intersection Observer` 是一个低级别的浏览器 API，用于报告元素何时进入或离开视口。 它功能强大，但“不像 React”。 它需要手动管理观察器、refs 和清理，通常会导致复杂的自定义钩子。 Activity 是一个高级的声明性 React 原语，可以无缝集成到组件模型中。
• 语义含义： `Intersection Observer` 仅了解几何可见性（它是否在视口中？）。 Activity 了解应用程序上下文中的语义可见性。 如果组件位于选项卡组的非活动选项卡中，则即使它位于视口中，Activity API 仍然认为它是“hidden”。 这种应用程序级别的上下文是 `Intersection Observer` 完全不知道的。

Activity 与条件渲染 ({condition && })

• 状态保留： 这是最显着的区别。 条件渲染会卸载该组件，从而破坏其状态和底层 DOM 节点。 Activity 将组件挂载在“hidden”状态下，从而保留所有状态。
• 性能成本： 虽然卸载会释放内存，但重新挂载、重新创建 DOM 和重新提取数据的成本可能非常高，尤其是对于复杂的组件。 Activity 方法避免了这种挂载/卸载开销，从而为频繁切换组件的 UI 提供了更流畅的体验。

Activity 与 CSS 切换 (display: none)

• 逻辑执行： 使用 CSS 隐藏的组件在视觉上消失了，但其 React 逻辑继续运行。 定时器 (setInterval)、事件侦听器和 useEffect 钩子仍将执行，从而消耗资源。 可以对 Activity 的“hidden”状态下的组件进行编程以暂停此逻辑。
• 开发人员控制： CSS 不提供任何进入组件生命周期的钩子。 Activity API 通过 useActivity 钩子为开发人员提供了对组件在每种状态（“visible”、“hidden”、“pending”）下应如何表现的显式、细粒度控制。

全球影响：为什么这对全球受众很重要

Activity API 的影响远远超出了小众性能调整。 对于全球产品，它可以解决可访问性和公平性的根本问题。

1. 低功耗设备上的性能： 在许多地区，用户使用功能较弱、较旧的移动设备访问 Web。 对于这些用户来说，CPU 和内存是宝贵的资源。 智能地暂停后台工作的应用程序不仅更快，而且更可用。 它可以防止 UI 变得不稳定或无响应，并避免浏览器崩溃。

2. 节省移动数据： 在世界许多地方，数据可能很昂贵，网络连接不可靠。 通过防止隐藏的组件发出不必要的网络请求，Activity API 可帮助用户节省其数据套餐。 当组件处于“pending”状态时预提取内容还可以带来更强大的离线或“lie-fi”（不可靠的 Wi-Fi）体验。

3. 标准化和最佳实践： 目前，每个国家/地区的每个开发团队都以不同的方式解决这些问题，混合使用自定义钩子、第三方库和手动检查。 这导致了代码碎片化，并增加了新开发人员的学习难度。 通过提供标准化的框架级别原语，React 团队使用共享工具和通用语言来应对这些性能挑战，从而为整个全球社区赋能。

未来和“实验性”警告

必须重申的是，experimental_Activity 是对 React 未来潜力的展望。 最终 API 可能看起来有所不同，或者该概念可能以另一种方式集成。 React 团队正在使用这个实验阶段来回答关键问题：

• 这应该如何与路由器（如 React Router 或 Next.js 的路由器）集成？
• 处理嵌套的 Activity 边界的最佳方法是什么？
• 这个概念如何与 React 服务器组件和并发渲染交互？

社区的作用是在辅助项目和非生产环境中试验此 API、构建原型，并就官方 React 存储库或 RFC（征求意见）提供周到的反馈。 这种协作过程确保了最终的稳定功能将是稳健的、符合人体工程学的，并为世界各地的开发人员解决实际问题。

如何开始使用 experimental_Activity

如果您有兴趣进行实验，则需要使用 React 的实验性发布渠道。 您可以使用包管理器将其安装在您的项目中：

npm install react@experimental react-dom@experimental

或者使用 yarn：

yarn add react@experimental react-dom@experimental

安装完成后，您可以按照讨论的方式导入和使用该组件：

import { experimental_Activity as Activity } from 'react';

请记住，这不适用于您的生产代码库。 使用它来学习、探索并为 React 的未来做出贡献。

结论

React 的实验性 Activity 跟踪器不仅仅是另一种性能优化工具； 它是向构建更智能、更具上下文感知能力的用户界面迈出的根本性转变。 它提供了一个声明性的 React 原生解决方案，用于管理组件的生命周期，而不仅仅是已挂载或已卸载的简单二进制文件。

通过使组件具有了解它们是活动的、隐藏的还是即将变为活动的智能，Activity API 开辟了新的可能性。 我们可以构建不仅速度更快，而且资源效率更高、在不良网络上更具弹性，并且最终为每个人提供更无缝和愉悦的用户体验的应用程序，无论他们的设备或位置如何。 随着这个实验的演变，它将成为现代 React 开发的基石，使我们能够构建下一代真正高性能的 Web 应用程序。