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Riconciliazione

React espone una API dichiarativa così che tu non debba sapere con esattezza che cosa cambia per ogni update. Questo semplifica molto la scrittura delle applicazioni, ma potrebbe non essere ovvio come sia stata implementata. Questo articolo descrive le scelte che abbiamo fatto sugli algoritmi di confronto usati da React al fine di rendere gli update dei componenti prevedibili ed allo stesso tempo abbastanza veloci da offrire applicazioni a prestazioni elevate.

Motivazione

Quando usi React, in un istante definito di tempo puoi pensare alla funzione render() come qualcosa che crea e ritorna un albero di elementi React. A seguito di un cambiamento di state o props, la stessa funzione render() ritornerà un albero di elementi React diverso dal precedente. React quindi avrà bisogno di capire come eseguire l’update della UI in maniera efficiente per farla combaciare con l’ultimo albero di elementi generato.

Ci sono alcune soluzioni generiche per questo problema algoritmico al fine di generare il numero minimo di operazioni per la trasformazione di un albero in un altro. Tuttavia, lo stato dell’arte di questi algoritmi ha complessità nell’ordine di O(n3) dove n è il numero di elementi all’interno dell’albero.

Se questi algoritmi venissero usati da React, la rappresentazione di 1000 elementi richiederebbe un numero di confronti nell’ordine di un miliardo. Sarebbe troppo dispendioso. React, invece, implementa un algoritmo euristico O(n) basato su due assunzioni:

  1. Due elementi di tipo diverso produrranno alberi diversi.
  2. Lo sviluppatore può suggerire all’algoritmo quali elementi potrebbero mantenersi stabili tra le diverse renderizzazioni attraverso l’uso di una prop key.

In pratica, queste assunzioni sono valide quasi per tutti i casi d’uso.

L’Algoritmo di confronto

Nel paragonare due alberi, React confronta prima i due elementi alla radice. Il comportamento cambia a seconda del loro tipo.

Elementi con tipi diversi

Se gli elementi radice hanno tipo diverso, React abbattera il vecchio albero e costruirà da zero quello nuovo. Nel passaggio da <a> a <img>, da <Article> a <Comment>, da <Button> a <div> - ognuno di questi porterà ad una ricostruzione dell’albero completa.

Nell’abbattere un albero, vengono distrutti i vecchi nodi del DOM e le istanze dei Componenti ricevono il componentWillUnmount(). Nella costruzione del nuovo albero, nuovi nodi vengono inseriti nel DOM. Le istanze dei Componenti ricevono prima l’UNSAFE_componentWillMount() e dopo il componentDidMount(). Ogni state associato con il vecchio albero va perso.

Ogni componente che sta sotto la radice verrĂ  smontato e il suo state verrĂ  distrutto. Per esempio, nel confronto tra:

<div>
  <Counter />
</div>

<span>
  <Counter />
</span>

VerrĂ  distrutto il vecchio Counter e ne verrĂ  montato uno nuovo.

Elementi DOM dello stesso tipo

Nota:

Questo metodo è considerato legacy quindi dovresti evitarlo nel nuovo codice:

  • UNSAFE_componentWillMount()

Nel confrontare due elementi DOM di React che hanno lo stesso tipo, React guarderĂ  gli attributi di entrambi, manterrĂ  lo stesso nodo sottostante ed aggiornerĂ  solo gli attributi cambiati. Per esempio:

<div className="prima" title="cose" />

<div className="dopo" title="cose" />

Nel confronto tra questi due elementi, React sa di dover modificare solo il className sul nodo DOM sottostante.

Quando viene aggiornato style, React sa come aggiornare soltanto le proprietĂ  che sono cambiate. Ad esempio:

<div style={{color: 'red', fontWeight: 'bold'}} />

<div style={{color: 'green', fontWeight: 'bold'}} />

Nella conversione tra questi due elementi, React sa di dover modificare solo la proprietĂ  color, ma non fontWeight.

Dopo aver gestito il nodo DOM, React esegue le stesse operazioni in ricorsione sui nodi figlio.

Elementi Componente dello stesso tipo

Quando un componente si aggiorna, l’istanza rimane la stessa, così che lo state persista tra le renderizzazioni. React aggiorna le props dell’istanza sottostante del componente facendola combaciare con il nuovo elemento, e chiama componentWillReceiveProps() e UNSAFE_componentWillUpdate() e componentDidUpdate() sull’istanza sottostante.

In seguito, viene chiamato il metodo render() e l’algoritmo di confronto va in ricorsione sui risultati precedenti e su quelli nuovi.

Ricorsione sui figli

Nota:

Questi metodi sono considerati legacy quindi dovresti evitarli nel nuovo codice:

  • UNSAFE_componentWillUpdate()
  • UNSAFE_componentWillReceiveProps()

Di base, quando React va in ricorsione sui figli di un nodo DOM, itera su entrambe le liste di figli allo stesso tempo e genera una mutazione ogni volta che trova differenze.

Per esempio, nell’aggiungere un elemento alla fine di un figlio, la conversione dei due alberi funziona bene:

<ul>
  <li>primo</li>
  <li>secondo</li>
</ul>

<ul>
  <li>primo</li>
  <li>secondo</li>
  <li>terzo</li>
</ul>

React confronterà gli alberi <li>primo</li>, gli alberi <li>secondo</li>, e inserirà l’albero <li>terzo</li>.

Se lo implementassi ingenuamente, inserendo un elemento all’inizio avresti prestazioni peggiori. Per esempio, la conversione tra questi due alberi funziona male:

<ul>
  <li>Duke</li>
  <li>Villanova</li>
</ul>

<ul>
  <li>Connecticut</li>
  <li>Duke</li>
  <li>Villanova</li>
</ul>

React muterà tutti i figli invece di realizzare il fatto che può mantenere i sottoalberi <li>Duke</li> e <li>Villanova</li> intatti. Questa inefficienza può essere un problema.

Chiavi

Per risolvere questo problema, React supporta un attributo key. Quando i figli hanno le key, React le utilizza per confrontare i figli nell’albero originale con quelli nell’albero successivo. Per esempio, aggiungere una key nell’esempio inefficiente fatto in precedenza può rendere efficiente la conversione tra questi alberi:

<ul>
  <li key="2015">Duke</li>
  <li key="2016">Villanova</li>
</ul>

<ul>
  <li key="2014">Connecticut</li>
  <li key="2015">Duke</li>
  <li key="2016">Villanova</li>
</ul>

Adesso React sa che l’elemento con key '2014' è nuovo, e gli elementi con key '2015' e '2016' sono stati semplicemente spostati.

In pratica, trovare una key non è difficile. L’elemento che stai per mostrare potrebbe già avere un suo ID univoco, quindi la key potrebbe derivare direttamente dal dato che hai a disposizione:

<li key={item.id}>{item.name}</li>

Se questo non è il tuo caso, puoi aggiungere una nuova proprietà ID al tuo modello o unire alcune parti del contenuto per generare una key. La key deve essere univoca solo tra gli elementi vicini, non globalmente.

Come ultima spiaggia, puoi passare l’indice dell’array come key. Questo può andare bene se gli elementi non vengono mai riordinati, altrimenti l’operazione di riordinamento è più lenta.

Quando gli indici vengono usati come key, il riordinamento degli elementi può causare problemi anche con lo state del componente. Le istanze dei componenti vengono aggiornate e riutilizzate in base alla loro key. Se la key è l’indice, varia quando l’elemento viene spostato. Quindi lo state per componenti come input non controllati può mischiarsi e aggiornarsi in maniera inaspettata.

Qui c’è un esempio del problema causato dall'utilizzo degli indici come chiave su CodePen, e qui c’è una versione aggiornata dello stesso esempio che dimostra come non usare gli indici come chiave risolve questi problemi di riodinamento.

Compromessi

E’ importante tenere a mente che l’algoritmo di riconciliazione è un dettaglio implementativo. React potrebbe rirenderizzare l’intera app ad ogni azione; il risultato finale sarebbe lo stesso. Per essere chiari, rirenderizzare in questo contesto significa chiamare render per ogni componente, non significa che React li smonterà e rimonterà. Applicherà soltanto le differenze seguendo le regole definite nelle sezioni precedenti.

Stiamo regolarmente ridefinendo le euristiche in modo da rendere più veloci i casi d’uso comuni. Nell’implementazione corrente, puoi esprimere il fatto che un sottoalbero venga mosso tra i suoi fratelli, ma non puoi stabilire se sono stati mossi altrove. L’algoritmo ri-renderizzerà l’intero sottoalbero.

Dato che React si basa su euristiche, se le assunzioni iniziali non vengono rispettate, le prestazioni saranno peggiori.

  1. L’algoritmo non cercherà di confrontare sottoalberi di tipi di componente diverso. Se il tuo caso è quello di alternare tra due componenti con diverso tipo ma con output molto simile, potresti renderli dello stesso tipo. in pratica, non abbiamo trovato problemi nel farlo.
  2. Le chiavi dovrebbero essere stabili, predicibili ed univoche. Chiavi non stabili (come quell prodotte da Math.random()) causeranno l’inutile ricreazione di diverse istanze dei componenti e nodi DOM, ciò può causare degradazione delle prestazioni e perdita di state nei componenti figlio.
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