释放性能：深入探讨 React 的 experimental_Offscreen API

React 作为现代 Web 开发的基石，使开发人员能够构建交互式和动态的用户界面。 随着应用程序变得越来越复杂，保持最佳性能至关重要。 在 React 用于解决性能瓶颈的工具库中，一个强大的工具是 experimental_Offscreen API。 此 API 开启了在后台渲染组件的能力，从而显着提高了 UI 响应能力和感知性能。 本综合指南探讨了 experimental_Offscreen API、其优势、用例和最佳实践。

什么是 experimental_Offscreen API？

experimental_Offscreen API 作为 React 实验性功能引入，提供了一种在主屏幕渲染周期之外渲染组件的机制。 将其视为一个后台区域，可以在其中预先准备组件。 这种“offscreen”渲染允许 React 预渲染或缓存可能并非立即可见的 UI 部分，从而减少主线程的负载，并带来更流畅、响应更快的用户体验。 重要的是要注意“experimental”的指定意味着该 API 可能会在未来的 React 版本中更改。

使用 experimental_Offscreen 的好处

• 改进的 UI 响应能力：通过预渲染组件，显着减少了在屏幕上显示它们所需的时间。 这对于复杂的组件或涉及大量计算的 UI 部分特别有益。
• 增强的用户体验：更流畅、响应更快的 UI 转化为更好的用户体验。 用户会认为应用程序更快、更流畅，从而提高参与度和满意度。 想象一下，一个复杂的数据可视化在后台加载，准备好在用户导航到该部分时立即显示。
• 减少主线程阻塞：Offscreen 渲染将渲染任务从主线程中卸载，防止它被长时间运行的操作阻塞。 这对于保持 UI 响应能力和防止令人讨厌的“janky”体验至关重要。
• 高效的资源利用率：通过缓存预渲染的组件，该 API 可以减少所需的重新渲染量，从而实现更高效的资源利用率。 这对于处理能力有限的移动设备尤其有利。
• 简化的状态管理：在某些情况下，Offscreen 可以通过允许您保留组件的状态（即使它当前不可见）来帮助简化状态管理。 这对于缓存表单数据或维护列表的滚动位置等场景非常有用。

experimental_Offscreen 的用例

experimental_Offscreen API 尤其适用于以下场景：

1. 预渲染选项卡或部分

在具有选项卡界面或多部分布局的应用程序中，Offscreen 可用于预渲染当前不可见的选项卡或部分的内容。 当用户切换到不同的选项卡时，内容已经渲染完毕，可以立即显示。

示例：考虑一个在选项卡中显示产品类别内容的电子商务网站。 使用 Offscreen，您可以在后台预渲染每个类别的产品列表。 当用户点击类别选项卡时，相应的商品列表会立即显示，没有任何明显的加载时间。 这类似于许多单页应用程序 (SPA) 处理路由过渡的方式，但具有更低的级别、更精细的控制。

2. 缓存数据密集型组件

对于显示大量数据或执行复杂计算的组件，Offscreen 可用于缓存渲染的输出。 当再次显示该组件时，这可以显着提高性能，因为无需重新获取或重新计算数据。

示例：想象一个财务仪表板，它在一个复杂的图表中显示实时股票市场数据。 使用 Offscreen，您可以将渲染的图表缓存一段时间。 当用户重新访问仪表板时，缓存的图表会立即显示，而后台进程会更新数据并准备新版本以供缓存。 这种类型的后台更新对于需要快速渲染速度但需要定期新数据的应用程序至关重要。

3. 延迟渲染屏幕外内容

有时，您可能拥有最初位于屏幕外（例如，在折叠下方）且不需要立即渲染的组件。 Offscreen 可用于延迟这些组件的渲染，直到它们即将变得可见，从而改善初始页面加载时间。

示例：想想一篇很长的博客文章，其中包含大量图像和嵌入式视频。 使用 Offscreen，您可以延迟折叠下方图像和视频的渲染。 当用户向下滚动页面时，这些组件会在它们进入视图之前立即呈现，从而提供流畅、响应迅速的滚动体验。

4. 准备过渡组件

Offscreen 可用于准备动画过渡的组件。 通过在后台预渲染组件的目标状态，您可以确保在触发动画时进行平滑且无缝的过渡。

示例：考虑一个带有滑动菜单的移动应用程序。 使用 Offscreen，您可以在后台预渲染菜单内容。 当用户滑动以打开菜单时，预渲染的内容已可用，从而可以进行平滑流畅的滑动动画。

如何使用 experimental_Offscreen API

要使用 experimental_Offscreen API，您需要使用 <Offscreen> 组件包装要 offscreen 渲染的组件。 <Offscreen> 组件接受一个 mode prop，它决定了组件应该如何 offscreen 渲染。

这是一个基本示例：

            import { unstable_Offscreen as Offscreen } from 'react';

function MyComponent() {
 return (
 <Offscreen mode="visible">
 {/* Content to be rendered */}
 <div>My Content</div>
 </Offscreen>
 );
}

            

              
                Copy
              
            
          

mode prop 可以具有以下值：

• “visible”（默认）：组件按常渲染，并在屏幕上可见。 这实质上禁用了 offscreen 功能。
• “hidden”：该组件在屏幕外渲染，并且在屏幕上不可见。 但是，它保留其状态，并且可以在需要时快速显示。
• “unstable-defer”：组件的渲染将被推迟到稍后的时间，通常是在它即将变得可见时。 这对于优化初始页面加载时间很有用。 这类似于 React.lazy()，但适用于已加载的代码。

示例：预渲染选项卡

下面是如何使用 Offscreen 预渲染选项卡内容的示例：

            import { unstable_Offscreen as Offscreen, useState } from 'react';

function TabContent({ content }) {
 return (
 <div>{content}</div>
 );
}

function MyTabs() {
 const [activeTab, setActiveTab] = useState('tab1');

 return (
 <div>
 <button onClick={() => setActiveTab('tab1')}>Tab 1</button>
 <button onClick={() => setActiveTab('tab2')}>Tab 2</button>

 <Offscreen mode={activeTab === 'tab1' ? "visible" : "hidden"}>
 <TabContent content="Content for Tab 1" />
 </Offscreen>
 <Offscreen mode={activeTab === 'tab2' ? "visible" : "hidden"}>
 <TabContent content="Content for Tab 2" />
 </Offscreen>
 </div>
 );
}

            

              
                Copy
              
            
          

在此示例中，最初会渲染两个选项卡的内容，但只有活动选项卡的内容可见。 当用户切换到不同的选项卡时，内容已经渲染完毕，可以立即显示。

示例：延迟渲染屏幕外内容

下面是如何使用 Offscreen 延迟渲染最初位于屏幕外的内容的示例：

            import { unstable_Offscreen as Offscreen } from 'react';

function MyComponent() {
 return (
 <div>
 <p>Some initial content</p>
 <Offscreen mode="unstable-defer">
 <p>Content that will be rendered later</p>
 </Offscreen>
 </div>
 );
}

            

              
                Copy
              
            
          

在此示例中，<Offscreen> 组件中的内容将在初始内容渲染后渲染，从而改善初始页面加载时间。

使用 experimental_Offscreen 的最佳实践

为了有效地利用 experimental_Offscreen API，请考虑以下最佳实践：

• 分析您的应用程序：在实施 Offscreen 之前，请分析您的应用程序以确定导致性能瓶颈的组件。 使用 React DevTools 或其他分析工具来查明渲染速度慢或阻塞主线程的区域。
• 谨慎使用 Offscreen：不要不分青红皂白地用 Offscreen 包装所有组件。 重点关注最有可能从屏幕外渲染中受益的组件，例如数据密集型组件、最初位于屏幕外的组件或用于过渡的组件。
• 考虑内存开销：Offscreen 渲染会增加内存使用量，因为预渲染的组件存储在内存中。 请注意内存开销，尤其是在资源有限的移动设备上。 监控应用程序的内存使用情况并相应地调整您的 Offscreen 策略。
• 彻底测试：由于 experimental_Offscreen API 仍处于实验阶段，因此彻底测试您的应用程序以确保其按预期工作至关重要。 在不同的设备和浏览器上进行测试，并密切关注性能和内存使用情况。
• 注意潜在的副作用：Offscreen 渲染可能会引入微妙的副作用，尤其是在处理依赖于全局状态或外部资源的组件时。 请注意这些潜在的副作用，并仔细测试您的应用程序，以确保一切正常。 例如，如果窗口在 offscreen 渲染时不可用，则依赖于窗口尺寸的组件可能无法正确渲染。
• 实施后监控性能：实施 Offscreen 后，持续监控应用程序的性能以确保其确实有所改善。 使用性能监控工具来跟踪页面加载时间、渲染时间和帧率等指标。
• 考虑替代方案：在求助于 Offscreen 之前，探索其他性能优化技术，例如代码拆分、记忆和虚拟化。 Offscreen 是一个强大的工具，但它不是万能药。 有时，更简单的优化技术可以在复杂性较低的情况下实现相同的结果。

注意事项和警告

• 实验状态：顾名思义，experimental_Offscreen API 仍处于实验阶段。 这意味着它可能会在未来的 React 版本中更改甚至删除。 准备好在 API 更改时调整您的代码。
• 浏览器支持：虽然 React 本身是跨浏览器兼容的，但 Offscreen 利用的底层机制可能在不同浏览器中的支持级别有所不同。 在目标浏览器上彻底测试您的应用程序，以确保其按预期工作。
• 辅助功能：确保您使用 Offscreen 不会对辅助功能产生负面影响。 例如，如果您延迟渲染最初位于屏幕外的内容，请确保屏幕阅读器和其他辅助技术仍然可以访问这些内容。

与 Suspense 和懒加载集成

experimental_Offscreen API 可以与 React 的 Suspense 和懒加载功能有效结合，以创建更具性能的应用程序。

Suspense

Suspense 允许您优雅地处理异步操作，例如数据获取或代码拆分。 您可以用 <Suspense> 组件包装正在获取数据或加载代码的组件，并提供一个后备 UI，以便在加载数据或代码时显示。

            import { unstable_Offscreen as Offscreen, Suspense } from 'react';

function MyComponent() {
 return (
 <Suspense fallback={<p>Loading...</p>}>
 <Offscreen mode="hidden">
 {/* Component that fetches data */}
 <DataFetchingComponent />
 </Offscreen>
 </Suspense>
 );
}

            

              
                Copy
              
            
          

在此示例中，<DataFetchingComponent /> 在获取数据时在屏幕外渲染。 <Suspense> 组件显示“加载...”消息，直到数据可用。 获取数据后，<DataFetchingComponent /> 会立即显示。

懒加载

懒加载允许您仅在需要时加载组件或模块。 这可以显着减少初始页面加载时间，因为浏览器不需要预先下载所有代码。

            import { unstable_Offscreen as Offscreen, lazy, Suspense } from 'react';

const MyLazyComponent = lazy(() => import('./MyLazyComponent'));

function MyComponent() {
 return (
 <Suspense fallback={<p>Loading...</p>}>
 <Offscreen mode="hidden">
 <MyLazyComponent />
 </Offscreen>
 </Suspense>
 );
}

            

              
                Copy
              
            
          

在此示例中，当 <MyLazyComponent /> 即将呈现时，会对其进行懒加载。 <Suspense> 组件显示“加载...”消息，直到组件加载完毕。 加载组件后，会立即显示。

React 中 Offscreen 渲染的未来

experimental_Offscreen API 代表了 React 性能优化功能的重大进步。 随着 React 的不断发展，Offscreen API 可能会成为更稳定且被广泛采用的功能。 并发渲染和其他与性能相关的功能的持续开发将进一步增强屏幕外渲染的好处。

结论

experimental_Offscreen API 是一个用于优化 React 应用程序性能的强大工具。 通过启用后台渲染，它可以显着提高 UI 响应能力，增强用户体验，并减少主线程阻塞。 虽然仍处于实验阶段，但该 API 展示了 React 性能优化的未来。 通过了解其优势、用例和最佳实践，开发人员可以利用 experimental_Offscreen API 来创建更快、更流畅、更具吸引力的 React 应用程序。 请记住，要仔细考虑该 API 的实验性质，并在部署到生产环境之前进行彻底测试。

本指南为理解和实施 experimental_Offscreen API 提供了坚实的基础。 在您进一步探索此功能时，请考虑尝试不同的用例和配置，以找到适合您特定应用程序需求的最佳方法。 Web 开发的世界正在不断发展，了解最新的工具和技术对于构建高性能应用程序至关重要。