精读《React16 新特性》

精读《React16 新特性》

1 引言

于 2017.09.26 Facebook 发布 React v16.0 版本,时至今日已更新到 React v16.6,且引入了大量的令人振奋的新特性,本文章将带领大家根据 React 更新的时间脉络了解 React16 的新特性。

2 概述

按照 React16 的更新时间,从 React v16.0 ~ React v16.6 进行概述。

React v16.0

  • render 支持返回数组和字符串
  • Error Boundaries
  • createPortal
  • 支持自定义 DOM 属性
  • 减少文件体积
  • Fiber

React v16.1

  • react-call-return

React v16.2

  • Fragment

React v16.3

  • createContext
  • createRef
  • forwardRef
  • 生命周期函数的更新
  • Strict Mode

React v16.4

  • Pointer Events
  • update getDerivedStateFromProps

React v16.5

  • Profiler

React v16.6

  • memo
  • lazy
  • Suspense
  • static contextType
  • static getDerivedStateFromError()

React v16.7(~Q1 2019)

  • Hooks

React v16.8(~Q2 2019)

  • Concurrent Rendering

React v16.9(~mid 2019)

  • Suspense for Data Fetching

下面将按照上述的 React16 更新路径对每个新特性进行详细或简短的解析。

3 精读

React v16.0

render 支持返回数组和字符串

// 不需要再将元素作为子元素装载到根元素下面
render() {
  return [
    <li/>1</li>,
    <li/>2</li>,
    <li/>3</li>,
  ];
}

Error Boundaries

React15 在渲染过程中遇到运行时的错误,会导致整个 React 组件的崩溃,而且错误信息不明确可读性差。React16 支持了更优雅的错误处理策略,如果一个错误是在组件的渲染或者生命周期方法中被抛出,整个组件结构就会从根节点中卸载,而不影响其他组件的渲染,可以利用 error boundaries 进行错误的优化处理。

class ErrorBoundary extends React.Component {
  state = { hasError: false };

  componentDidCatch(error, info) {
    this.setState({ hasError: true });

    logErrorToMyService(error, info);
  }

  render() {
    if (this.state.hasError) {
      return <h1>数据错误</h1>;
    }
    
    return this.props.children;
  }
}

createPortal

createPortal 的出现为 弹窗、对话框 等脱离文档流的组件开发提供了便利,替换了之前不稳定的 API unstable_renderSubtreeIntoContainer,在代码使用上可以做兼容,如:

const isReact16 = ReactDOM.createPortal !== undefined;

const getCreatePortal = () =>
  isReact16
    ? ReactDOM.createPortal
    : ReactDOM.unstable_renderSubtreeIntoContainer;

使用 createPortal 可以快速创建 Dialog 组件,且不需要牵扯到 componentDidMount、componentDidUpdate 等生命周期函数。

并且通过 createPortal 渲染的 DOM,事件可以从 portal 的入口端冒泡上来,如果入口端存在 onDialogClick 等事件,createPortal 中的 DOM 也能够被调用到。

import React from 'react';
import { createPortal } from 'react-dom';

class Dialog extends React.Component {
  constructor() {
    super(props);

    this.node = document.createElement('div');
    document.body.appendChild(this.node);
  }

  render() {
    return createPortal(
      <div>
        {this.props.children}
      </div>,
      this.node
    );
  }
}

支持自定义 DOM 属性

以前的 React 版本 DOM 不识别除了 HTML 和 SVG 支持的以外属性,在 React16 版本中将会把全部的属性传递给 DOM 元素。这个新特性可以让我们摆脱可用的 React DOM 属性白名单。笔者之前写过一个方法,用于过滤非 DOM 属性 filter-react-dom-props,16 之后即可不再需要这样的方法。

减少文件体积

React16 使用 Rollup 针对不同的目标格式进行代码打包,由于打包工具的改变使得库文件大小得到缩减。

  • React 库大小从 20.7kb(压缩后 6.9kb)降低到 5.3kb(压缩后 2.2kb)
  • ReactDOM 库大小从 141kb(压缩后 42.9kb)降低到 103.7kb(压缩后 32.6kb)
  • React + ReactDOM 库大小从 161.7kb(压缩后 49.8kb)降低到 109kb(压缩后 43.8kb)

Fiber

Fiber 是对 React 核心算法的一次重新实现,将原本的同步更新过程碎片化,避免主线程的长时间阻塞,使应用的渲染更加流畅。

在 React16 之前,更新组件时会调用各个组件的生命周期函数,计算和比对 Virtual DOM,更新 DOM 树等,这整个过程是同步进行的,中途无法中断。当组件比较庞大,更新操作耗时较长时,就会导致浏览器唯一的主线程都是执行组件更新操作,而无法响应用户的输入或动画的渲染,很影响用户体验。

Fiber 利用分片的思想,把一个耗时长的任务分成很多小片,每一个小片的运行时间很短,在每个小片执行完之后,就把控制权交还给 React 负责任务协调的模块,如果有紧急任务就去优先处理,如果没有就继续更新,这样就给其他任务一个执行的机会,唯一的线程就不会一直被独占。

因此,在组件更新时有可能一个更新任务还没有完成,就被另一个更高优先级的更新过程打断,优先级高的更新任务会优先处理完,而低优先级更新任务所做的工作则会完全作废,然后等待机会重头再来。所以 React Fiber 把一个更新过程分为两个阶段:

  • 第一个阶段 Reconciliation Phase,Fiber 会找出需要更新的 DOM,这个阶段是可以被打断的;
  • 第二个阶段 Commit Phase,是无法别打断,完成 DOM 的更新并展示;

在使用 Fiber 后,需要要检查与第一阶段相关的生命周期函数,避免逻辑的多次或重复调用:

  • componentWillMount
  • componentWillReceiveProps
  • shouldComponentUpdate
  • componentWillUpdate

与第二阶段相关的生命周期函数:

  • componentDidMount
  • componentDidUpdate
  • componentWillUnmount

React v16.1

Call Return(react-call-return npm)

react-call-return 目前还是一个独立的 npm 包,主要是针对 父组件需要根据子组件的回调信息去渲染子组件场景 提供的解决方案。

在 React16 之前,针对上述场景一般有两个解决方案:

  • 首先让子组件初始化渲染,通过回调函数把信息传给父组件,父组件完成处理后更新子组件 props,触发子组件的第二次渲染才可以解决,子组件需要经过两次渲染周期,可能会造成渲染的抖动或闪烁等问题;
  • 首先在父组件通过 children 获得子组件并读取其信息,利用 React.cloneElement 克隆产生新元素,并将新的属性传递进去,父组件 render 返回的是克隆产生的子元素。虽然这种方法只需要使用一个生命周期,但是父组件的代码编写会比较麻烦;

React16 支持的 react-call-return,提供了两个函数 unstable_createCall 和 unstable_createReturn,其中 unstable_createCall 是 父组件使用,unstable_createReturn 是 子组件使用,父组件发出 Call,子组件响应这个 Call,即 Return。

  • 在父组件 render 函数中返回对 unstable_createCall 的调用,第一个参数是 props.children,第二个参数是一个回调函数,用于接受子组件响应 Call 所返回的信息,第三个参数是 props;
  • 在子组件 render 函数返回对 unstable_createReturn 的调用,参数是一个对象,这个对象会在unstable_createCall 第二个回调函数参数中访问到;
  • 当父组件下的所有子组件都完成渲染周期后,由于子组件返回的是对 unstablecreateReturn 的调用所以并没有渲染元素,unstablecreateCall 的第二个回调函数参数会被调用,这个回调函数返回的是真正渲染子组件的元素;

针对普通场景来说,react-call-return 有点过度设计的感觉,但是如果针对一些特定场景的话,它的作用还是非常明显,比如,在渲染瀑布流布局时,利用 react-call-return 可以先缓存子组件的 ReactElement,等必要的信息足够之后父组件再触发 render,完成渲染。

import React from 'react';
import { unstable_createReturn, unstable_createCall } from 'react-call-return';

const Child = (props) => {
  return unstable_createReturn({
    size: props.children.length,
    renderItem: (partSize, totalSize) => {
      return <div>{ props.children } { partSize } / { totalSize }</div>;
    }
  });
};

const Parent = (props) => {
  return (
    <div>
      {
        unstable_createCall(
          props.children,
          (props, returnValues) => {
            const totalSize = returnValues.map(v => v.size).reduce((a, b) => a + b, 0);
            return returnValues.map(({ size, renderItem }) => {
              return renderItem(size, totalSize);
            });
          },
          props
        )
      }
    </div>
  );
};

React v16.2

Fragment

Fragment 组件其作用是可以将一些子元素添加到 DOM tree 上且不需要为这些元素提供额外的父节点,相当于 render 返回数组元素。

render() {
  return (
    <Fragment>
      Some text.
      <h2>A heading</h2>
      More text.
      <h2>Another heading</h2>
      Even more text.
    </Fragment>
  );
}

React v16.3

createContext

全新的 Context API 可以很容易穿透组件而无副作用,其包含三部分:React.createContext,Provider,Consumer。

  • React.createContext 是一个函数,它接收初始值并返回带有 Provider 和 Consumer 组件的对象;
  • Provider 组件是数据的发布方,一般在组件树的上层并接收一个数据的初始值;
  • Consumer 组件是数据的订阅方,它的 props.children 是一个函数,接收被发布的数据,并且返回 React Element;
const ThemeContext = React.createContext('light');

class ThemeProvider extends React.Component {
  state = {theme: 'light'};

  render() {
    return (
      <ThemeContext.Provider value={this.state.theme}>
        {this.props.children}
      </ThemeContext.Provider>
    );
  }
}

class ThemedButton extends React.Component {
  render() {
    return (
      <ThemeContext.Consumer>
        {theme => <Button theme={theme} />}
      </ThemeContext.Consumer>
    );
  }
}

createRef / forwardRef

React16 规范了 Ref 的获取方式,通过 React.createRef 取得 Ref 对象。

// before React 16
···

  componentDidMount() {
    const el = this.refs.myRef
  }

  render() {
    return <div ref="myRef" />
  }

···

// React 16+
  constructor(props) {
    super(props)
    
    this.myRef = React.createRef()
  }

  render() {
    return <div ref={this.myRef} />
  }
···

React.forwardRef 是 Ref 的转发, 它能够让父组件访问到子组件的 Ref,从而操作子组件的 DOM。 React.forwardRef 接收一个函数,函数参数有 props 和 ref。

const TextInput = React.forwardRef((props, ref) => (
  <input type="text" placeholder="Hello forwardRef" ref={ref} />
))

const inputRef = React.createRef()

class App extends Component {
  constructor(props) {
    super(props)
    
    this.myRef = React.createRef()
  }

  handleSubmit = event => {
    event.preventDefault()
    
    alert('input value is:' + inputRef.current.value)
  }
  
  render() {
    return (
      <form onSubmit={this.handleSubmit}>
        <TextInput ref={inputRef} />
        <button type="submit">Submit</button>
      </form>
    )
  }
}

生命周期函数的更新

React16 采用了新的内核架构 Fiber,Fiber 将组件更新分为两个阶段:Render Parse 和 Commit Parse,因此 React 也引入了 getDerivedStateFromProps 、 getSnapshotBeforeUpdate 及 componentDidCatch 等三个全新的生命周期函数。同时也将 componentWillMount、componentWillReceiveProps 和 componentWillUpdate 标记为不安全的方法。

static getDerivedStateFromProps(nextProps, prevState)

getDerivedStateFromProps(nextProps, prevState) 其作用是根据传递的 props 来更新 state。它的一大特点是无副作用,由于处在 Render Phase 阶段,所以在每次的更新都会触发该函数, 在 API 设计上采用了静态方法,使其无法访问实例、无法通过 ref 访问到 DOM 对象等,保证了该函数的纯粹高效。

为了配合未来的 React 异步渲染机制,React v16.4 对 getDerivedStateFromProps 做了一些改变, 使其不仅在 props 更新时会被调用,setState 时也会被触发。

  • 如果改变 props 的同时,有副作用的产生,这时应该使用 componentDidUpdate;
  • 如果想要根据 props 计算属性,应该考虑将结果 memoization 化;
  • 如果想要根据 props 变化来重置某些状态,应该考虑使用受控组件;
static getDerivedStateFromProps(props, state) {
  if (props.value !== state.controlledValue) {
    return {
      controlledValue: props.value,
    };
  }
  
  return null;
}

getSnapshotBeforeUpdate(prevProps, prevState)

getSnapshotBeforeUpdate(prevProps, prevState) 会在组件更新之前获取一个 snapshot,并可以将计算得的值或从 DOM 得到的信息传递到 componentDidUpdate(prevProps, prevState, snapshot) 函数的第三个参数,常常用于 scroll 位置定位等场景。

componentDidCatch(error, info)

componentDidCatch 函数让开发者可以自主处理错误信息,诸如错误展示,上报错误等,用户可以创建自己的 Error Boundary 来捕获错误。

componentWillMount(nextProps, nextState)

componentWillMount 被标记为不安全,因为在 componentWillMount 中获取异步数据或进行事件订阅等操作会产生一些问题,比如无法保证在 componentWillUnmount 中取消掉相应的事件订阅,或者导致多次重复获取异步数据等问题。

componentWillReceiveProps(nextProps) / componentWillUpdate(nextProps, nextState)

componentWillReceiveProps / componentWillUpdate 被标记为不安全,主要是因为操作 props 引起的 re-render 问题,并且对 DOM 的更新操作也可能导致重新渲染。

Strict Mode

StrictMode 可以在开发阶段开启严格模式,发现应用存在的潜在问题,提升应用的健壮性,其主要能检测下列问题:

  • 识别被标志位不安全的生命周期函数
  • 对弃用的 API 进行警告
  • 探测某些产生副作用的方法
  • 检测是否使用 findDOMNode
  • 检测是否采用了老的 Context API
class App extends React.Component {
  render() {
    return (
      <div>
        <React.StrictMode>
          <ComponentA />
        </React.StrictMode>
      </div>
    )
  }
}

React v16.4

Pointer Events

指针事件是为指针设备触发的 DOM 事件。它们旨在创建单个 DOM 事件模型来处理指向输入设备,例如鼠标,笔 / 触控笔或触摸(例如一个或多个手指)。指针是一个与硬件无关的设备,可以定位一组特定的屏幕坐标。拥有指针的单个事件模型可以简化创建 Web 站点和应用程序,并提供良好的用户体验,无论用户的硬件如何。但是,对于需要特定于设备的处理的场景,指针事件定义了一个 pointerType 属性,用于检查产生事件的设备类型。

React 新增 onPointerDown / onPointerMove / onPointerUp / onPointerCancel / onGotPointerCapture / onLostPointerCapture / onPointerEnter / onPointerLeave / onPointerOver / onPointerOut 等指针事件。

这些事件只能在支持 指针事件 规范的浏览器中工作。如果应用程序依赖于指针事件,建议使用第三方指针事件 polyfill。

React v16.5

Profiler

React 16.5 添加了对新的 profiler DevTools 插件的支持。这个插件使用 React 的 Profiler 实验性 API 去收集所有 component 的渲染时间,目的是为了找出 React App 的性能瓶颈,它将会和 React 即将发布的 时间片 特性完全兼容。

React v16.6

memo

React.memo() 只能作用在简单的函数组件上,本质是一个高阶函数,可以自动帮助组件执行shouldComponentUpdate(),但只是执行浅比较,其意义和价值有限。

const MemoizedComponent = React.memo(props => {
  /* 只在 props 更改的时候才会重新渲染 */
});

lazy / Suspense

React.lazy() 提供了动态 import 组件的能力,实现代码分割。

Suspense 作用是在等待组件时 suspend(暂停)渲染,并显示加载标识。

目前 React v16.6 中 Suspense 只支持一个场景,即使用 React.lazy() 和 实现的动态加载组件。

import React, {lazy, Suspense} from 'react';
const OtherComponent = lazy(() => import('./OtherComponent'));

function MyComponent() {
  return (
    <Suspense fallback={<div>Loading...</div>}>
      <OtherComponent />
    </Suspense>
  );
}

static contextType

static contextType 为 Context API 提供了更加便捷的使用体验,可以通过 this.context 来访问 Context。

const MyContext = React.createContext();

class MyClass extends React.Component {
  static contextType = MyContext;
  
  componentDidMount() {
    const value = this.context;
  }
  
  componentDidUpdate() {
    const value = this.context;
  }
  
  componentWillUnmount() {
    const value = this.context;
  }
  
  render() {
    const value = this.context;
  }
}

getDerivedStateFromError

static getDerivedStateFromError(error) 允许开发者在 render 完成之前渲染 Fallback UI,该生命周期函数触发的条件是子组件抛出错误,getDerivedStateFromError 接收到这个错误参数后更新 state。

class ErrorBoundary extends React.Component {
  state = { hasError: false };
  
  static getDerivedStateFromError(error) {
    // Update state so the next render will show the fallback UI.
    return { hasError: true };
  }
  
  componentDidCatch(error, info) {
    // You can also log the error to an error reporting service
    logErrorToMyService(error, info);
  }
  
  render() {
    if (this.state.hasError) {
      // You can render any custom fallback UI
      return <h1>Something went wrong.</h1>;
    }
    
    return this.props.children; 
  }
}

React v16.7(~Q1 2019)

Hooks

Hooks 要解决的是状态逻辑复用问题,且不会产生 JSX 嵌套地狱,其特性如下:

  • 多个状态不会产生嵌套,依然是平铺写法;
  • Hooks 可以引用其他 Hooks;
  • 更容易将组件的 UI 与状态分离;

Hooks 并不是通过 Proxy 或者 getters 实现,而是通过数组实现,每次 useState 都会改变下标,如果 useState 被包裹在 condition 中,那每次执行的下标就可能对不上,导致 useState 导出的 setter 更新错数据。

更多 Hooks 使用场景可以阅读下列文章:

function App() {
  const [open, setOpen] = useState(false);
  
  return (
    <>
      <Button type="primary" onClick={() => setOpen(true)}>
        Open Modal
      </Button>
      <Modal
        visible={open}
        onOk={() => setOpen(false)}
        onCancel={() => setOpen(false)}
      />
    </>
  );
}

React v16.8(~Q2 2019)

Concurrent Rendering

Concurrent Rendering 并发渲染模式是在不阻塞主线程的情况下渲染组件树,使 React 应用响应性更流畅,它允许 React 中断耗时的渲染,去处理高优先级的事件,如用户输入等,还能在高速连接时跳过不必要的加载状态,用以改善 Suspense 的用户体验。

目前 Concurrent Rendering 尚未正式发布,也没有详细相关文档,需要等待 React 团队的正式发布。

React v16.9(~mid 2019)

Suspense for Data Fetching

Suspense 通过 ComponentDidCatch 实现用同步的方式编写异步数据的请求,并且没有使用 yield / async / await,其流程:调用 render 函数 -> 发现有异步请求 -> 暂停渲染,等待异步请求结果 -> 渲染展示数据。

无论是什么异常,JavaScript 都能捕获,React就是利用了这个语言特性,通过 ComponentDidCatch 捕获了所有生命周期函数、render函数等,以及事件回调中的错误。如果有缓存则读取缓存数据,如果没有缓存,则会抛出一个异常 promise,利用异常做逻辑流控制是一种拥有较深的调用堆栈时的手段,它是在虚拟 DOM 渲染层做的暂停拦截,代码可在服务端复用。

import { fetchMovieDetails } from '../api';
import { createFetch } from '../future';

const movieDetailsFetch = createFetch(fetchMovieDetails);

function MovieDetails(props) {
  const movie = movieDetailsFetch.read(props.id);

  return (
    <div>
      <MoviePoster src={movie.poster} />
      <MovieMetrics {...movie} />
    </div>
  );
}

4 总结

从 React16 的一系列更新和新特性中我们可以窥见,React 已经不仅仅只在做一个 View 的展示库,而是想要发展成为一个包含 View / 数据管理 / 数据获取 等场景的前端框架,以 React 团队的技术实力以及想法,笔者还是很期待和看好 React 的未来,不过它渐渐地已经对开发新手们不太友好了。

5 更多讨论

讨论地址是:[精读《React16 新特性》 · Issue #115 · dt-fe/weekly]github.com/dt-fe/weekly)

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编辑于 2018-12-10

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