歪门邪道性能优化:魔改三方库源码,性能提高几十倍!

蒋鹏飞

本文会分享一个React性能优化的故事,这也是我在工作中真实遇到的故事,最终我们是通过魔改第三方库源码将它性能提高了几十倍。这个第三方库也是很有名的,在GitHub上有4.5k star,这就是:react-big-calendar

这个工作不是我一个人做的,而是我们团队几个月前共同完成的,我觉得挺有意思,就将它复盘总结了一下,分享给大家

在本文中你可以看到:

  1. React常用性能分析工具的使用介绍
  2. 性能问题的定位思路
  3. 常见性能优化的方式和效果:PureComponent, shouldComponentUpdate, Context, 按需渲染等等
  4. 对于第三方库的问题的解决思路

关于我工作中遇到的故事,我前面其实也分享过两篇文章了:

  1. 速度提高几百倍,记一次数据结构在实际工作中的运用
  2. 使用mono-repo实现跨项目组件共享

特别是速度提高几百倍,记一次数据结构在实际工作中的运用,这篇文章在某平台单篇阅读都有三万多,有些朋友也提出了质疑。觉得我这篇文章里面提到的问题现实中不太可能遇到,里面的性能优化更多是偏理论的,有点杞人忧天。这个观点我基本是认可的,我在那篇文章正文也提到过可能是个伪需求,但是技术问题本来很多就是理论上的,我们在leetcode上刷题还是纯理论呢,理论结合实际才能发挥其真正的价值,即使是杞人忧天,但是性能确实快上了那么一点点,也给大家提供了另一个思路,我觉得也是值得的。

与之相对的,本文提到的问题完全不是杞人忧天了,而是实打实的用户需求,我们经过用户调研,发现用户确实有这么多数据量,需求上不可能再压缩了,只能技术上优化,这也是逼得我们去改第三方库源码的原因。

需求背景

老规矩,为了让大家快速理解我们遇到的问题,我会简单讲一下我们的需求背景。我还是在那家外企,不久前我们接到一个需求:做一个体育场馆管理Web App。这里面有一个核心功能是场馆日程的管理,有点类似于大家Outlook里面的Calendar。大家如果用过Outlook,应该对他的Calendar有印象,基本上我们的会议及其他日程安排都可以很方便的放在里面。我们要做的这个也是类似的,体育场馆的老板可以用这个日历来管理他下面场地的预定。

假设你现在是一个羽毛球场的老板,来了个客户说,嘿,老板,这周六场地有空吗,我订一个小时呢!场馆每天都很多预定,你也不记得周六有没有空,所以你打开我们的网站,看了下日历:

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你发现1月15号,也就是星期五有两个预定,周六还全是空闲的,于是给他说:你运气真好,周六目前还没人预定,时段随便挑!上面这个截图是react-big-calendar的官方示例,我们也是选定用他来搭建我们自己的应用。

真实场景

上面这个例子只是说明下我们的应用场景,里面预定只有两个,场地只有一块。但是我们真实的客户可比这个大多了,根据我们的调研,我们较大的客户有数百块场地,每个场地每天的预定可能有二三十个。上面那个例子我们换个生意比较好的老板,假设这个老板有20块羽毛球场地,每天客户都很多,某天还是来了个客户说,嘿,老板,这周六场地有空吗,我订一个小时呢!但是这个老板生意很好,他看到的日历是这样的:

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本周场馆1全满!!如果老板想要为客户找到一个有空的场地,他需要连续切换场馆1,场馆2。。。一直到场馆20,手都点酸了。。。为了减少老板手的负担,我们的产品经理提出一个需求,同时在页面上显示10个场馆的日历,好在react-big-calendar本身就是支持这个的,他把这个叫做resources

性能爆炸

看起来我们要的基本功能react-big-calendar都能提供,前途还是很美好的,直到我们将真实的数据渲染到页面上。。。我们的预定不仅仅是展示,还需要支持一系列的操作,比如编辑,复制,剪切,粘贴,拖拽等等。当然这一切操作的前提都是选中这个预定,下面这个截图是我选中某个预定的耗时:

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仅仅是一个最简单的点击事件,脚本执行耗时6827ms,渲染耗时708ms,总计耗时7.5s左右,这TM!这玩意儿还想卖钱?送给我,我都不想用

可能有朋友不知道这个性能怎么看,这其实是Chrome自带的性能工具,基本步骤是:

  1. 打开Chrome调试工具,点到Performance一栏
  2. 点击左上角的小圆点,开始录制
  3. 执行你想要的操作,我这里就是点击一个预定
  4. 等你想要的结果出来,我这里就是点击的预定颜色加深
  5. 再点击左上角的小圆点,结束录制就可以看到了

为了让大家看得更清楚,我这里录制了一个操作的动图,这个图可以看到,点击操作的响应花了很长时间,Chrome加载这个性能数据也花了很长时间:

Jan-17-2021 12-51-51

测试数据量

上面仅仅一个点击耗时就七八秒,是因为我故意用了很大数据量吗?不是!我的测试数据量是完全按照用户真实场景计算的:同时显示10个场馆,每个场馆每天20个预定,上面使用的是周视图,也就是可以同时看到7天的数据,那总共显示的预定就是:

10 * 20 * 7 = 1400,总共1400个预定显示在页面上。

为了跟上面这个龟速点击做个对比,我再放下优化后的动图,让大家对后面这个长篇大论实现的效果先有个预期:

Jan-20-2021 16-42-53

定位问题

我们一般印象中,React不至于这么慢啊,如果慢了,大概率是写代码的人没写好!我们都知道React有个虚拟树,当一个状态改变了,我们只需要更新与这个状态相关的节点就行了,出现这种情况,是不是他干了其他不必要的更新与渲染呢?为了解决这个疑惑,我们安装了React专用调试工具:React Developer Tools。这是一个Chrome的插件,Chrome插件市场可以下载,安装成功后,Chrome的调试工具下面会多两个Tab页:

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Components这个Tab下有个设置,打开这个设置可以看到你每次操作触发哪些组件更新,我们就是从这里面发现了一点惊喜:

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为了看清楚点击事件触发哪些更新,我们先减少数据量,只保留一两个预定,然后打开这个设置看看:

Jan-17-2021 13-21-55

哼,这有点意思。。。我只是点击一个预定,你把整个日历的所有组件都给我更新了!那整个日历有多少组件呢?上面这个图可以看出10:00 AM10:30 AM之间是一个大格子,其实这个大格子中间还有条分割线,只是颜色较淡,看的不明显,也就是说每15分钟就是一个格子。这个15分钟是可以配置的,你也可以设置为1分钟,但是那样格子更多,性能更差!我们是根据需求给用户提供了15分钟,30分钟,1小时等三个选项。当用户选择15分钟的时候,渲染的格子最多,性能最差。

那如果一个格子是15分钟,总共有多少格子呢?一天是24 * 60 = 1440分钟,15分钟一个格子,总共96个格子。我们周视图最多展示7天,那就是7 * 96 = 672格子,最多可以展示10个场馆,就是672 * 10 = 6720个格子,这还没算日期和时间本身占据的组件,四舍五入一下姑且就算7000个格子吧。

我仅仅是点击一下预定,你就把作为背景的7000个格子全部给我更新一遍,怪不得性能差

再仔细看下上面这个动图,我点击的是小的那个事件,当我点击他时,注意大的那个事件也更新了,外面也有个蓝框,不是很明显,但是确实是更新了,在我后面调试打Log的时候也证实了这一点。所以在真实1400条数据下,被更新的还有另外1399个事件,这其实也是不必要的。

我这里提到的事件和前文提到的预定是一个东西,react-big-calendar里面将这个称为event,也就是事件,对应我们业务的意义就是预定

为什么会这样?

这个现象我好像似曾相识,也是我们经常会犯的一个性能上的问题:将一个状态放到最顶层,然后一层一层往下传,当下面某个元素更新了这个状态,会导致根节点更新,从而触发下面所有子节点的更新。这里说的更新并不一定要重新渲染DOM节点,但是会运行每个子节点的render函数,然后根据render函数运行结果来做diff,看看要不要更新这个DOM节点。React在这一步会帮我们省略不必要的DOM操作,但是render函数的运行却是必须的,而成千上万次render函数的运行也会消耗大量性能。

说到这个我想起以前看到过的一个资料,也是讲这个问题的,他用了一个一万行的列表来做例子,原文在这里:high-performance-redux。下面这个例子来源于这篇文章:

function itemsReducer(state = initial_state, action) {
  switch (action.type) {
  case 'MARK':
    return state.map((item) =>
      action.id === item.id ?
        {...item, marked: !item.marked } :
        item
    );
  default:
    return state;
  }
}

class App extends Component {
  render() {
    const { items, markItem } = this.props;
    return (
      <div>
        {items.map(item =>
          <Item key={item.id} id={item.id} marked={item.marked} onClick={markItem} />
        )}
      </div>
    );
  }
};

function mapStateToProps(state) {
  return state;
}

const markItem = (id) => ({type: 'MARK', id});

export default connect(
  mapStateToProps,
  {markItem}
)(App);

上面这段代码不复杂,就是一个App,接收一个items参数,然后将这个参数全部渲染成Item组件,然后你可以点击单个Item来改变他的选中状态,运行效果如下:

Jan-17-2021 15-17-38

这段代码所有数据都在items里面,这个参数从顶层App传进去,当点击Item的时候改变items数据,从而更新整个列表。这个运行结果跟我们上面的Calendar有类似的问题,当单条Item状态改变的时候,其他没有涉及的Item也会更新。原因也是一样的:顶层的参数items改变了。

说实话,类似的写法我见过很多,即使不是从App传入,也会从其他大的组件节点传入,从而引起类似的问题。当数据量少的时候,这个问题不明显,很多时候都被忽略了,像上面这个图,即使一万条数据,因为每个Item都很简单,所以运行一万次render你也不会明显感知出来,在控制台看也就一百多毫秒。但是我们面临的Calendar就复杂多了,每个子节点的运算逻辑都更复杂,最终将我们的响应速度拖累到了七八秒上。

优化方案

还是先说这个一万条的列表,原作者除了提出问题外,也提出了解决方案:顶层App只传id,Item渲染的数据自己连接redux store获取。下面这段代码同样来自这篇文章:

// index.js
function items(state = initial_state, action) {
  switch (action.type) {
  case 'MARK':
    const item = state[action.id];
    return {
      ...state,
      [action.id]: {...item, marked: !item.marked}
    };
  default:
    return state;
  }
}

function ids(state = initial_ids, action) {
  return state;
}

function itemsReducer(state = {}, action) {
  return {
    // 注意这里,数据多了一个ids
    ids: ids(state.ids, action),
    items: items(state.items, action),
  }
}

const store = createStore(itemsReducer);

export default class NaiveList extends Component {
  render() {
    return (
      <Provider store={store}>
        <App />
      </Provider>
    );
  }
}
// app.js
class App extends Component {
  static rerenderViz = true;
  render() {
    // App组件只使用ids来渲染列表,不关心具体的数据
    const { ids } = this.props;
    return (
      <div>
        {
          ids.map(id => {
            return <Item key={id} id={id} />;
          })
        }
      </div>
    );
  }
};

function mapStateToProps(state) {
  return {ids: state.ids};
}

export default connect(mapStateToProps)(App);
// Item.js
// Item组件自己去连接Redux获取数据
class Item extends Component {
  constructor() {
    super();
    this.onClick = this.onClick.bind(this);
  }

  onClick() {
    this.props.markItem(this.props.id);
  }

  render() {
    const {id, marked} = this.props.item;
    const bgColor = marked ? '#ECF0F1' : '#fff';
    return (
      <div
        onClick={this.onClick}
      >
        {id}
      </div>
    );
  }
}

function mapStateToProps(_, initialProps) {
  const { id } = initialProps;
  return (state) => {
    const { items } = state;
    return {
      item: items[id],
    };
  }
}

const markItem = (id) => ({type: 'MARK', id});

export default connect(mapStateToProps, {markItem})(Item);

这段代码的优化主要在这几个地方:

  1. 将数据从单纯的items拆分成了idsitems
  2. 顶层组件App使用ids来渲染列表,ids里面只有id,所以只要不是增加和删除,仅仅单条数据的状态变化,ids并不需要变化,所以App不会更新。
  3. Item组件自己去连接自己需要的数据,当自己关心的数据变化时才更新,其他组件的数据变化并不会触发更新。

拆解第三方库源码

上面通过使用调试工具我看到了一个熟悉的现象,并猜到了他慢的原因,但是目前仅仅是猜测,具体是不是这个原因还要看看他的源码才能确认。好在我在看他的源码前先去看了下他的文档,然后发现了这个:

image-20210117162411789

react-big-calendar接收两个参数onSelectEventselectedselected表示当前被选中的事件(预定),onSelectEvent可以用来改变selected的值。也就是说当我们选中某个预定的时候,会改变selected的值,由于这个参数是从顶层往下传的,所以他会引起下面所有子节点的更新,在我们这里就是差不多7000个背景格子 + 1399个其他事件,这样就导致不需要更新的组件更新了。

顶层selected换成Context?

react-big-calendar在顶层设计selected这样一个参数是可以理解的,因为使用者可以通过修改这个值来控制选中的事件。这样选中一个事件就有了两个途径:

  1. 用户通过点击某个事件来改变selected的值
  2. 开发者可以在外部直接修改selected的值来选中某个事件

有了前面一万条数据列表优化的经验,我们知道对于这种问题的处理办法了:使用selected的组件自己去连接Redux获取值,而不是从顶部传入。可惜,react-big-calendar并没有使用Redux,也没有使用其他任何状态管理库。如果他使用Redux,我们还可以考虑添加一个action来给外部修改selected,可惜他没有。没有Redux就玩不转了吗?当然不是!React其实自带一个全局状态共享的功能,那就是ContextReact Context API官方有详细介绍我之前的一篇文章也介绍过他的基本使用方法,这里不再讲述他的基本用法,我这里想提的是他的另一个特性:使用Context Provider包裹时,如果你传入的value变了,会运行下面所有节点的render函数,这跟前面提到的普通props是一样的。但是,如果Provider下面的儿子节点是PureComponent,可以不运行儿子节点的render函数,而直接运行使用这个value的孙子节点

什么意思呢,下面我将我们面临的问题简化来说明下。假设我们只有三层,第一层是顶层容器Calendar,第二层是背景的空白格子(儿子),第三层是真正需要使用selected的事件(孙子):

image-20210119144005794

示例代码如下:

// SelectContext.js
// 一个简单的Context
import React from 'react'

const SelectContext = React.createContext()

export default SelectContext;
// Calendar.js
// 使用Context Provider包裹,接收参数selected,渲染背景Background
import SelectContext from './SelectContext';

class Calendar extends Component {
  constructor(...args) {
    super(...args)
    
    this.state = {
      selected: null
    };
    
    this.setSelected = this.setSelected.bind(this);
  }
  
  setSelected(selected) {
    this.setState({ selected })
  }
  
  componentDidMount() {
    const { selected } = this.props;
    
    this.setSelected(selected);
  }
  
  render() {
    const { selected } = this.state;
    const value = {
      selected,
      setSelected: this.setSelected
    }
    
    return (
        <SelectContext.Provider value={value}>
          <Background />
      </SelectContext.Provider>
    )
  }
}
// Background.js
// 继承自PureComponent,渲染背景格子和事件Event
class Background extends PureComponent {
  render() {
    const { events } = this.props;
    return  (
        <div>
          <div>这里面是7000个背景格子</div>
          下面是渲染1400个事件
          {events.map(event => <Event event={event}/>)}
      </div>
    )
  }
}
// Event.js
// 从Context中取selected来决定自己的渲染样式
import SelectContext from './SelectContext';

class Event extends Component {
  render() {
    const { selected, setSelected } = this.context;
    const { event } = this.props;
    
    return (
        <div className={ selected === event ? 'class1' : 'class2'} onClick={() => setSelected(event)}>
      </div>
    )
  }
}

Event.contextType = SelectContext;    // 连接Context

什么是PureComponent?

我们知道如果我们想阻止一个组件的render函数运行,我们可以在shouldComponentUpdate返回false,当新的props相对于老的props来说没有变化时,其实就不需要运行rendershouldComponentUpdate就可以这样写:

shouldComponentUpdate(nextProps) {
    const fields = Object.keys(this.props)
    const fieldsLength = fields.length
    let flag = false

    for (let i = 0; i < fieldsLength; i = i + 1) {
      const field = fields[i]
      if (
        this.props[field] !== nextProps[field]
      ) {
        flag = true
        break
      }
    }

    return flag
  }

这段代码就是将新的nextProps与老的props一一进行对比,如果一样就返回false,不需要运行render。而PureComponent其实就是React官方帮我们实现了这样一个shouldComponentUpdate。所以我们上面的Background组件继承自PureComponent,就自带了这么一个优化。如果Background本身的参数没有变化,他就不会更新,而Event因为自己连接了SelectContext,所以当SelectContext的值变化的时候,Event会更新。这就实现了我前面说的如果Provider下面的儿子节点是PureComponent,可以不运行儿子节点的render函数,而直接运行使用这个value的孙子节点

PureComponent不起作用

理想是美好的,现实是骨感的。。。理论上来说,如果我将中间儿子这层改成了PureComponent,背景上7000个格子就不应该更新了,性能应该大幅提高才对。但是我测试后发现并没有什么用,这7000个格子还是更新了,什么鬼?其实这是PureComponent本身的一个问题:只进行浅比较。注意this.props[field] !== nextProps[field],如果this.props[field]是个引用对象呢,比如对象,数组之类的?因为他是浅比较,所以即使前后属性内容没变,但是引用地址变了,这两个就不一样了,就会导致组件的更新!

而在react-big-calendar里面大量存在这种计算后返回新的对象的操作,比如他在顶层Calendar里面有这种操作:

image-20210119151326161

代码地址:https://github.com/jquense/react-big-calendar/blob/master/src/Calendar.js#L790

这行代码的意思是每次props改变都去重新计算状态state,而他的计算代码是这样的:

image-20210119151747973

代码地址:https://github.com/jquense/react-big-calendar/blob/master/src/Calendar.js#L794

注意他的返回值是一个新的对象,而且这个对象里面的属性,比如localizer的计算方法mergeWithDefaults也是这样,每次都返回新的对象:

image-20210119151956459

代码地址:https://github.com/jquense/react-big-calendar/blob/master/src/localizer.js#L39

这样会导致中间儿子节点每次接受到的props虽然内容是一样的,但是因为是一个新对象,即使使用了PureComponent,其运行结果也是需要更新。这种操作在他的源码中大量存在,其实从功能角度来说,这样写是可以理解的,因为我有时候也会这么干。。。有时候某个属性更新了,不太确定要不要更新下面的组件,干脆直接返回一个新对象触发更新,省事是省事了,但是面对我们这种近万个组件的时候性能就崩了。。。

歪门邪道shouldComponentUpdate

如果只有一两个属性是这样返回新对象,我还可以考虑给他重构下,但是调试了一下发现有大量的属性都是这样,咱也不是他作者,也不知道会不会改坏功能,没敢乱动。但是不动性能也绷不住啊,想来想去,还是在儿子的shouldComponentUpdate上动点手脚吧。简单的this.props[field] !== nextProps[field]判断肯定是不行的,因为引用地址变啦,但是他内容其实是没变,那我们就判断他的内容吧。两个对象的深度比较需要使用递归,也可以参考React diff算法来进行性能优化,但是无论你怎么优化这个算法,性能最差的时候都是两个对象一样的时候,因为他们是一样的,你需要遍历到最深处才能肯定他们是一样的,如果对象很深,这种递归算法不见得会比运行一遍render快,而我们面临的大多数情况都是这种性能最差的情况。所以递归对比不太靠谱,其实如果你对这些数据心里有数,没有循环引用什么的,你可以考虑直接将两个对象转化为字符串来进行对比,也就是

JSON.stringify(this.props[field]) !== JSON.stringify(nextProps[field])

注意,这种方式只适用于你对props数据了解,没有循环引用,没有变化的Symbol,函数之类的属性,因为JSON.stringify执行时会丢掉Symbol和函数,所以我说他是歪门邪道性能优化

将这个转化为字符串比较的shouldComponentUpdate加到背景格子的组件上,性能得到了明显增强,点击相应速度从7.5秒下降到了5.3秒左右。

image-20210119160608456

按需渲染

上面我们用shouldComponentUpdate阻止了7000个背景格子的更新,响应时间下降了两秒多,但是还是需要5秒多时间,这也很难接受,还需要进一步优化。按照我们之前说的如果还能阻止另外1399个事件的更新那就更好了,但是经过对他数据结构的分析,我们发现他的数据结构跟我们前面举的列表例子还不一样。我们列表的例子所有数据都在items里面,是否选中是item的一个属性,而react-big-calendar的数据结构里面eventselectedEvent是两个不同的属性,每个事件通过判断自己的event是否等于selectedEvent来判断自己是否被选中。这造成的结果就是每次我们选中一个事件,selectedEvent的值都会变化,每个事件的属性都会变化,也就是会更新,运行render函数。如果不改这种数据结构,是阻止不了另外1399个事件更新的。但是改这个数据结构改动太大,对于一个第三方库,我们又不想动这么多,怎么办呢?

这条路走不通了,我们完全可以换一个思路,背景7000个格子,再加上1400个事件,用户屏幕有那么大吗,看得完吗?肯定是看不完的,既然看不完,那我们只渲染他能看到部分不就可以了!按照这个思路,我们找到了一个库:react-visibility-sensor。这个库使用方法也很简单:

function MyComponent (props) {
  return (
    <VisibilitySensor>
      {({isVisible}) =>
        <div>I am {isVisible ? 'visible' : 'invisible'}</div>
      }
    </VisibilitySensor>
  );
}

结合我们前面说的,我们可以将VisibilitySensor套在Background上面:

class Background extends PureComponent {
  render() {
    return (
      <VisibilitySensor>
        {({isVisible}) =>
          <Event isVisible={isVisible}/>
        }
      </VisibilitySensor>
    )
  }
}

然后Event组件如果发现自己处于不可见状态,就不用渲染了,只有当自己可见时才渲染:

class Event extends Component {
  render() {
    const { selected } = this.context;
    const { isVisible, event } = this.props;
    
    return (
      { isVisible ? (
       <div className={ selected === event ? 'class1' : 'class2'}>
          复杂内容
       </div>
      ) : null}
    )
  }
}

Event.contextType = SelectContext;

按照这个思路我们又改了一下,发现性能又提升了,整体时间下降到了大概4.1秒:

image-20210120140421092

仔细看上图,我们发现渲染事件Rendering时间从1秒左右下降到了43毫秒,快了二十几倍,这得益于渲染内容的减少,但是Scripting时间,也就是脚本执行时间仍然高达4.1秒,还需要进一步优化。

砍掉mousedown事件

渲染这块已经没有太多办法可以用了,只能看看Scripting了,我们发现性能图上鼠标事件有点刺眼:

image-20210119170345316

一次点击同时触发了三个点击事件:mousedownmouseupclick。如果我们能干掉mousedownmouseup是不是时间又可以省一半,先去看看他注册这两个事件时干什么的吧。可以直接在代码里面全局搜mousedown,最终发现都是在Selection.js,通过对这个类代码的阅读,发现他是个典型的观察者模式,然后再搜new Selection找到使用的地方,发现mousedownmouseup主要是用来实现事件的拖拽功能的,mousedown标记拖拽开始,mouseup标记拖拽结束。如果我把它去掉,拖拽功能就没有了。经过跟产品经理沟通,我们后面是需要拖拽的,所以这个不能删。

事情进行到这里,我也没有更多办法了,但是响应时间还是有4秒,真是让人头大

image-20210120144109109

反正没啥好办法了,我就随便点着玩,突然,我发现mousedown的调用栈好像有点问题:

image-20210120144433528

这个调用栈我用数字分成了三块:

  1. 这里面有很多熟悉的函数名啊,像啥performUnitOfWorkbeginWork,这不都是我在React Fiber这篇文章中提过的吗?所以这些是React自己内部的函数调用
  2. render函数,这是某个组件的渲染函数
  3. 这个render里面又调用了renderEvents函数,看起来是用来渲染事件列表的,主要的时间都耗在这里了

mousedown监听本身我是干不掉了,但是里面的执行是不是可以优化呢?renderEvents已经是库自己写的代码了,所以可以直接全局搜,看看在哪里执行的。最终发现是在TimeGrid.jsrender函数被执行了,其实这个是不需要执行的,我们直接把前面歪门邪道的shouldComponentUpdate复制过来就可以阻止他的执行。然后再看下性能数据呢:

image-20210120145945555

我们发现Scripting下降到了3.2秒左右,比之前减少约800毫秒,而mousedown的时间也从之前的几百毫秒下降到了50毫秒,在图上几乎都看不到了,mouseup事件也不怎么看得到了,又算进了一步吧~

忍痛阉割功能

到目前为止,我们的性能优化都没有阉割功能,响应速度从7.5秒下降到了3秒多一点,优化差不多一倍。但是,目前这速度还是要三秒多,别说作为一个工程师了,作为一个用户我都忍不了。咋办呢?我们是真的有点黔驴技穷了。。。

看看上面那个性能图,主要消耗时间的有两个,一个是click事件,还有个timertimer到现在我还不知道他哪里来的,但是click事件我们是知道的,就是用户点击某个事件后,更改SelectContextselected属性,然后selected属性从顶层节点传入触发下面组件的更新,中间儿子节点通过shouldComponentUpdate跳过更新,孙子节点直接连接SelectContext获取selected属性更新自己的状态。这个流程是我们前面优化过的,但是,等等,这个貌似还有点问题。

在我们的场景中,中间儿子节点其实包含了高达7000个背景格子,虽然我们通过shouldComponentUpdate跳过了render的执行,但是7000个shouldComponentUpdate本省执行也是需要时间的啊!有没有办法连shouldComponentUpdate的执行也跳过呢?这貌似是个新的思路,但是经过我们的讨论,发现没办法在保持功能的情况下做到,但是可以适度阉割一个功能就可以做到,那阉割的功能是哪个呢?那就是暴露给外部的受控selected属性!

前面我们提到过选中一个事件有两个途径:

  1. 用户通过点击某个事件来改变selected的值
  2. 开发者可以在外部直接修改selected的值来选中某个事件

之所以selected要放在顶层组件上就是为了实现第二个功能,让外部开发者可以通过这个受控的selected属性来改变选中的事件。但是经过我们评估,外部修改selected这个并不是我们的需求,我们的需求都是用户点击来选中,也就是说外部修改selected这个功能我们可以不要。

如果不要这个功能那就有得玩了,selected完全不用放在顶层了,只需要放在事件外层的容器上就行,这样,改变selected值只会触发事件的更新,啥背景格子的更新压根就不会触发,那怎么改呢?在我们前面的Calendar -- Background -- Event模型上再加一层EventContainer,变成Calendar -- Background -- EventContainer -- EventSelectContext.Provider也不用包裹Calendar了,直接包裹EventContainer就行。代码大概是这个样子:

// Calendar.js
// Calendar简单了,不用接受selected参数,也不用SelectContext.Provider包裹了
class Calendar extends Component {
  render() {
    return (
      <Background />
    )
  }
}
// Background.js
// Background要不要使用shouldComponentUpdate阻止更新可以看看还有没有其他参数变化,因为selected已经从顶层拿掉了
// 改变selected本来就不会触发Background更新
// Background不再渲染单个事件,而是渲染EventContainer
class Background extends PureComponent {
  render() {
    const { events } = this.props;
    return  (
        <div>
          <div>这里面是7000个背景格子</div>
          下面是渲染1400个事件
          <EventContainer events={events}/>
      </div>
    )
  }
}
// EventContainer.js
// EventContainer需要SelectContext.Provider包裹
// 代码类似之前的Calendar
import SelectContext from './SelectContext';

class EventContainer extends Component {
  constructor(...args) {
    super(...args)
    
    this.state = {
      selected: null
    };
    
    this.setSelected = this.setSelected.bind(this);
  }
  
  setSelected(selected) {
    this.setState({ selected })
  }
  
  render() {
    const { selected } = this.state;
    const { events } = this.props;
    const value = {
      selected,
      setSelected: this.setSelected
    }
    
    return (
        <SelectContext.Provider value={value}>
          {events.map(event => <Event event={event}/>)}
      </SelectContext.Provider>
    )
  }
}
// Event.js
// Event跟之前是一样的,从Context中取selected来决定自己的渲染样式
import SelectContext from './SelectContext';

class Event extends Component {
  render() {
    const { selected, setSelected } = this.context;
    const { event } = this.props;
    
    return (
        <div className={ selected === event ? 'class1' : 'class2'} onClick={() => setSelected(event)}>
      </div>
    )
  }
}

Event.contextType = SelectContext;    // 连接Context

这种结构最大的变化就是当selected变化的时候,更新的节点是EventContainer,而不是顶层Calendar,这样就不会触发Calendar下其他节点的更新。缺点就是Calendar无法从外部接收selected了。

需要注意一点是,如果像我们这样EventContainer下面直接渲染Event列表,selected不用Context也可以,可以直接作为EventContainerstate但是如果EventContainerEvent中间还有层级,需要穿透传递,仍然需要Context,中间层级和以前的类似,使用shouldComponentUpdate阻止更新

还有一点,因为selected不在顶层了,所以selected更新也不会触发中间Background更新了,所以Background上的shouldComponentUpdate也可以删掉了。

我们这样优化后,性能又提升了:

image-20210120161336248

现在Scripting时间直接从3.2秒降到了800毫秒,其中click事件只有163毫秒,现在从我使用来看,卡顿已经不明显了,直接录个动图来对比下吧:

Jan-20-2021 16-42-53

上面这个动图已经基本看不出卡顿了,但是我们性能图上为啥还有800毫秒呢,而且有一个很长的Timer Fired。经过我们的仔细排查,发现这其实是个乌龙,Timer Fired在我一开始录制性能就出现了,那时候我还在切换页面,还没来得及点击呢,如果我们点进去会发现他其实是按需渲染引入的react-visibility-sensor的一个检查元素可见性的定时任务,并不是我们点击事件的响应时间。把这块去掉,我们点击事件的响应时间其实不到200毫秒。

从7秒多优化到不到200毫秒,三十多倍的性能优化,终于可以交差了,哈哈😃

总结

本文分享的是我工作中实际遇到的一个案例,实现的效果是将7秒左右的响应时间优化到了不到200毫秒,优化了三十几倍,优化的代价是牺牲了一个不常用的功能。

本来想着要是优化好了可以给这个库提个PR,造福大家的。但是优化方案确实有点歪门邪道:

  1. 使用了JSON.stringify来进行shouldComponentUpdate的对比优化,对于函数,Symbol属性的改变没法监听到,不适合开放使用,只能在数据自己可控的情况下小规模使用。
  2. 牺牲了一个暴露给外部的受控属性selected,破坏了功能。

基于这两点,PR我们就没提了,而是将修改后的代码放到了自己的私有NPM仓库。

下面再来总结下本文面临的问题和优化思路:

遇到的问题

我们需求是要做一个体育场馆的管理日历,所以我们使用了react-big-calendar这个库。我们需求的数据量是渲染7000个背景格子,然后在这个背景格子上渲染1400个事件。这近万个组件渲染后,我们发现仅仅一次点击就需要7秒多,完全不能用。经过细致排查,我们发现慢的原因是点击事件的时候会改变一个属性selected。这个属性是从顶层传下来的,改变后会导致所有组件更新,也就是所有组件都会运行render函数。

第一步优化

为了阻止不必要的render运行,我们引入了Context,将selected放到Context上进行透传。中间层级因为不需要使用selected属性,所以可以使用shouldComponentUpdate来阻止render的运行,底层需要使用selected的组件自行连接Context获取。

第一步优化的效果

响应时间从7秒多下降到5秒多。

第一步优化的问题

底层事件仍然有1400个,获取selected属性后,1400个组件更新仍然要花大量的时间。

第二步优化

为了减少点击后更新的事件数量,我们为事件引入按需渲染,只渲染用户可见的事件组件。同时我们还对mousedownmouseup进行了优化,也是使用shouldComponentUpdate阻止了不必要的更新。

第二步优化效果

响应时间从5秒多下降到3秒多。

第二步优化的问题

响应时间仍然有三秒多,经过分析发现,背景7000个格子虽然使用shouldComponentUpdate阻止了render函数的运行,但是shouldComponentUpdate本身运行7000次也要费很长时间。

第三步优化

为了让7000背景格子连shouldComponentUpdate都不运行,我们忍痛阉割了顶层受控的selected属性,直接将它放到了事件的容器上,它的更新再也不会触发背景格子的更新了,也就是连shouldComponentUpdate都不运行了。

第三步优化效果

响应时间从3秒多下降到不到200毫秒。

第三步优化的问题

功能被阉割了,其他完美!

参考资料:

react-big-calendar仓库

high-performance-redux

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