从 Context 源码实现谈 React 性能优化
（给前端大全加星标，提升前端技能）
转自：魔术师卡颂
学完这篇文章，你会收获：
了解
Context的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React组件源码层面了解
shouldComponentUpdate、React.memo、PureComponent等性能优化手段的实现
我会尽量将文章写的通俗易懂。但是，要完全理解文章内容，需要你掌握这些前置知识：
Fiber架构的大体工作流程优先级与更新在React源码中的意义
如果你还不具备前置知识，可以先阅读React技术揭秘[1]（点击阅读原文）
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，我们先来了解render的时机。
换句话说，组件在什么时候render？
这个问题的答案，已经在React组件到底什么时候render啊聊过。在这里再概括下：
在React中，每当触发更新（比如调用this.setState、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：
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。
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。
workInProgress.type === current.type
更新前后fiber.type不变，比如div没变为p。
!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，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
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
觉得本文对你有帮助？请分享给更多人
推荐关注「前端大全」，提升前端技能
点赞和在看就是最大的支持❤️