从Context源码实现谈React性能优化

 学完这篇文章，源码优化你会收获：

了解Context的实现实现原理 源码层面掌握React组件的render时机，从而写出高性能的源码优化React组件 源码层面了解shouldComponentUpdate、React.memo、实现PureComponent等性能优化手段的源码优化实现

我会尽量将文章写的通俗易懂。但是实现，要完全理解文章内容，源码优化需要你掌握这些前置知识：

Fiber架构的实现大体工作流程 优先级与更新在React源码中的意义

组件render的时机

Context的实现与组件的render息息相关。在讲解其实现前，源码优化我们先来了解render的实现时机。

换句话说，源码优化组件在什么时候render?实现

这个问题的答案，已经在React组件到底什么时候render啊聊过。源码优化在这里再概括下：

在React中，实现每当触发更新(比如调用this.setState、源码优化useState)，会为组件创建对应的fiber节点。

fiber节点互相链接形成一棵Fiber树。

有2种方式创建fiber节点：

bailout，即复用前一次更新该组件对应的源码库fiber节点作为本次更新的fiber节点。

render，经过diff算法后生成一个新fiber节点。组件的render(比如ClassComponent的render方法调用、FunctionComponent的执行)就发生在这一步。

经常有同学问：React每次更新都会重新生成一棵Fiber树，性能不会差么?

React性能确实不算很棒。但如你所见，Fiber树生成过程中并不是所有组件都会render，有些满足优化条件的组件会走bailout逻辑。

比如，对于如下Demo：

function Son() {    console.log(child render!);   return <div>Son</div>; } function Parent(props) {    const [count, setCount] = React.useState(0);   return (     <div onClick={ () => { setCount(count + 1)}}>       count:{ count}       { props.children}     </div>   ); } function App() {    return (     <Parent>       <Son/>     </Parent>   ); } const rootEl = document.querySelector("#root"); ReactDOM.render(<App/>, rootEl); 

 在线Demo地址[2]

点击Parent组件的div子组件，触发更新，但是child render!并不会打印。

这是因为Son组件会进入bailout逻辑。

bailout的条件

要进入bailout逻辑，需同时满足4个条件：

1.oldProps === newProps

即本次更新的props全等于上次更新的props。

注意这里是全等比较。

我们知道组件render会返回JSX，JSX是亿华云React.createElement的语法糖。

所以render的返回结果实际上是React.createElement的执行结果，即一个包含props属性的对象。

即使本次更新与上次更新props中每一项参数都没有变化，但是本次更新是React.createElement的执行结果，是一个全新的props引用，所以oldProps !== newProps。

2.context value没有变化

我们知道在当前React版本中，同时存在新老两种context，这里指老版本context。

3.workInProgress.type === current.type

更新前后fiber.type不变，比如div没变为p。

4.!includesSomeLane(renderLanes, updateLanes) ?

当前fiber上是否存在更新，如果存在那么更新的优先级是否和本次整棵Fiber树调度的优先级一致?

如果一致代表该组件上存在更新，需要走render逻辑。

bailout的优化还不止如此。如果一棵fiber子树所有节点都没有更新，即使所有子孙fiber都走bailout逻辑，云服务器还是有遍历的成本。

所以，在bailout中，会检查该fiber的所有子孙fiber是否满足条件4(该检查时间复杂度O(1))。

如果所有子孙fiber本次都没有更新需要执行，则bailout会直接返回null。整棵子树都被跳过。

不会bailout也不会render，就像不存在一样。对应的DOM不会产生任何变化。

老Context API的实现现

在我们大体了解了render的时机。有了这个概念，就能理解ContextAPI是如何实现的，以及为什么被重构。

我们先看被废弃的老ContextAPI的实现。

Fiber树的生成过程是通过遍历实现的可中断递归，所以分为递和归2个阶段。

Context对应数据会保存在栈中。

在递阶段，Context不断入栈。所以Concumer可以通过Context栈向上找到对应的context value。

在归阶段，Context不断出栈。

那么老ContextAPI为什么被废弃呢?因为他没法和shouldComponentUpdate或Memo等性能优化手段配合。

shouldComponentUpdate的实现

要探究更深层的原因，我们需要了解shouldComponentUpdate的原理，后文简称其为SCU。

使用SCU是为了减少不必要的render，换句话说：让本该render的组件走bailout逻辑。

刚才我们介绍了bailout需要满足的条件。那么SCU是作用于这4个条件的哪个呢?

显然是第一条：oldProps === newProps

当使用shouldComponentUpdate，这个组件bailout的条件会产生变化：

-- oldProps === newProps

++ SCU === false

同理，使用PureComponenet和React.memo时，bailout的条件也会产生变化：

-- oldProps === newProps

++ 浅比较oldProps与newsProps相等

回到老ContextAPI。

当这些性能优化手段：

使组件命中bailout逻辑

同时如果组件的子树都满足bailout的条件4

那么该fiber子树不会再继续遍历生成。

换言之，不会再经历Context的入栈、出栈。

这种情况下，即使context value变化，子孙组件也没法检测到。

新Context API的实现

知道老ContextAPI的缺陷，我们再来看新ContextAPI是如何实现的。

当通过：

ctx = React.createContext(); 

创建context实例后，需要使用Provider提供value，使用Consumer或useContext订阅value。

如：

ctx = React.createContext(); const NumProvider = ({ children}) => {    const [num, add] = useState(0);   return (     <Ctx.Provider value={ num}>       <button onClick={ () => add(num + 1)}>add</button>       { children}     </Ctx.Provider>   ) } 

使用：

const Child = () => {    const { num} = useContext(Ctx);   return <p>{ num}</p> } 

  当遍历组件生成对应fiber时，遍历到Ctx.Provider组件，Ctx.Provider内部会判断context value是否变化。

如果context value变化，Ctx.Provider内部会执行一次向下深度优先遍历子树的操作，寻找与该Provider配套的Consumer。

在上文的例子中会最终找到useContext(Ctx)的Child组件对应的fiber，并为该fiber触发一次更新。

注意这里的实现非常巧妙：

一般更新是由组件调用触发更新的方法产生。比如上文的NumProvider组件，点击button调用add会触发一次更新。

触发更新的本质是为了让组件创建对应fiber时不满足bailout条件4：

!includesSomeLane(renderLanes, updateLanes) ?

从而进入render逻辑。

在这里，Ctx.Provider中context value变化，Ctx.Provider向下找到消费context value的组件Child，为其fiber触发一次更新。

则Child对应fiber就不满足条件4。

这就解决了老ContextAPI的问题：

由于Child对应fiber不满足条件4，所以从Ctx.Provider到Child，这棵子树没法满足：

!! 子树中所有子孙节点都满足条件4

所以即使遍历中途有组件进入bailout逻辑，也不会返回null，即不会无视这棵子树的遍历。

最终遍历进行到Child，由于其不满足条件4，会进入render逻辑，调用组件对应函数。

const Child = () => {    const { num} = useContext(Ctx);   return <p>{ num}</p> } 

 在函数调用中会调用useContext从Context栈中找到对应更新后的context value并返回。

总结

React性能一大关键在于：减少不必要的render。

从上文我们看到，本质就是让组件满足4个条件，从而进入bailout逻辑。

而ContextAPI本质是让Consumer组件不满足条件4。

我们也知道了，React虽然每次都会遍历整棵树，但会有bailout的优化逻辑，不是所有组件都会render。

极端情况下，甚至某些子树会被跳过遍历(bailout返回null)。

参考资料

[1]React技术揭秘: http://react.iamkasong.com/

[2]在线Demo地址: https://codesandbox.io/s/quirky-chaplygin-5bx67?file=/src/App.js