两年过去了，ReactForget凉了么？

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在 2 年前的React Conf 2021[1]，黄玄第一次介绍了React Forget，这是个「可以生成等效于 useMemo、React.memo」的编译器（可以简单理解为，有了它，开发者不需要考虑React项目的性能优化了）。

由于React独特的架构（全局更新），「React 性能优化」一直让开发者头疼，这里主要有两个问题：

  1. 很多开发者不知道如何正确使用性能优化API，甚至有人认为FC（函数组件）中所有函数都应该包裹在useCallback中
  2. 即使写出性能优秀的项目，随着需求迭代，新增的代码很可能破坏之前的优化效果

所以，React Forget的愿景一经宣传，就受到社区极大的关注。从React Conf 2021油管播放量来看，React Forget演讲占了所有 19 个演讲总播放量的 1/4（当然，也可能是因为黄玄长得帅）。

现在2年过去了，我们很少听到React Forget的进展，黄玄也离开「React 团队」了。这让我们不禁要问，React Forget凉了么？

本文会聊聊React Forget当前的进展、接下来的发展方向，以及他的工作原理。

React Forget 凉了么？

首先要明确的是，React Forget并没有凉，相反，他正在稳定迭代。

根据React团队成员「Mofei Zhang」在React Advanced London 2023[2]的演讲指出，「React 团队」出品的所有产品，都会经历 5 个阶段：

  • 理念验证
  • 产品实现
  • Meta内部挑选业务线，小范围使用
  • 推广到Meta其他业务线
  • 发布开源版本

当前React Forget正处在阶段 3，已经在下述两个产品的生产环境投入使用：

  • quest store[3]，Meta旗下VR产品的应用商店，基于React Native开发。
  • instagram[4]，web项目，基于React DOM开发。

效果如何呢？以quest store举例。下图是quest store的产品详情页（由React Native实现）：

quest store产品详情页

可以看到，这是个左右布局的项目，点击左侧Tab右边会有相应变化。

下图是使用React Forget前，通过React Profiler测量的「点击左侧 Tab 触发更新」后的更新火炬图，其中：

  • 每个小块代表一个组件。
  • 绿色小块代表「触发本次更新后，会 render 的组件」。
  • 灰色小块代表「触发本次更新后，不会 render 的组件」（命中性能优化）。

显然，当触发更新后，灰色小块越多，项目性能越好。

当项目经过React Forget编译优化后，执行同样操作的更新火炬图如下（其中红框内是优化的部分。也就是说，经过优化后，触发同样的操作，红框内的组件都不会render了）：

这个优化效果有多好呢？数值如下：

  • 「切换 Tab 操作」的响应速度提高 150%
  • 页面加载速度提高 4-12%

这里需要指出的是，经由React Forget生成的优化代码等效于useMemo、React.memo这样的「缓存 API」，而这些API主要是减少rerender过程中render的组件数量。

虽然「页面加载」主要是首屏渲染（mount），此时这些缓存API发挥不了作用。但要完成页面加载，很多组件是需要rerender的。举个例子，对于列表的渲染，包括两个步骤：

  1. 首屏渲染（mount），渲染空列表
  2. 获取到数据后，渲染（rerender）包含数据的列表

所以，React Forget通过提高rerender速度，提高了页面加载速度。

有同学可能会质疑 —— 是这个项目本身做的优化太少了，才显得优化效果好吧？

首先，我们可以从优化前的火炬图的灰色部分（下图绿框内）看出，项目是经过性能优化的（否则应该都是绿色小块）：

但是，一个精心优化过性能的React项目，就像扑克搭的城堡，任何风吹草动都能让优化效果付之东流：

举个例子，假设项目中有个很耗性能的组件ExpensiveCpn：

你将ExpensiveCpn用React.memo包裹，将data用useMemo包裹，使得ExpensiveCpn非必要不render。

但是，团队其他成员接到需求，要给ExpensiveCpn增加个新props：

由于新加的items props没有用useMemo包裹，使得你的优化失去效果（在复杂项目中，这种情况很常见）。

这就造成个悖论 —— 越是访问量大、迭代频繁、性能敏感的React项目，越难维持优秀的性能。

从这个角度看，React Forget意义重大。

为什么迭代这么慢？

既然React Forget这么重要，为什么这两年都没啥消息呢？因为JS作为动态语言语法太灵活，这极大增加了编译器的开发难度。

根据从Chrome跳槽到「React 团队」的工程师「Sathya Gunasekaran」在React India 2023[5]演讲中表示：在React Forget中实现Alias Analysis（别名分析）的难度，比在Chrome V8中还高。

好在React作为一种DSL，相比纯JS实现的项目多了很多约束，使得静态分析成为可能，比如：

React组件类似于纯函数，这意味着相同的输入（props）会获得相同的输出（JSX返回值）。

这使得每个组件都是一个可以独立静态分析的模块（不需要考虑组件之间互相影响）。同时，React Forget也能并行分析多个组件。

FC（函数组件）的大规模使用。

Class Component中所有属性、方法都绑定在this中，比如：

  • this.state
  • this.setState

开发者也能在this上挂载属性，这种灵活性为静态分析带来很大难度。

随着Hooks普及，新的React项目基本都基于FC实现，排除了this的影响。

Hooks。

「在 FC 中，以 use 开头的函数都是 hook」，这条规定为静态分析提供了线索，比如：

  • 考虑副作用时，需要分析useEffect等
  • 考虑状态时，需要分析useState等

Immutable state（不可变状态）。

状态不可变，意味着编译器不需要考虑下面这种情况：

function App() {
  const [num, update] = useState(0);
  num = 2;
  // ...
}

工作原理

需要明确一点，React Forget可以生成等效于useMemo、React.memo的代码，并不意味着编译后的代码会出现上述API，而是会出现「效果等效于上述 API」的辅助代码。

举个例子，考虑下面的代码。VideoTab组件会根据filter过滤出videos数组中「符合条件的 video」，并渲染头组件（Heading）与列表组件（VideoList）：

function VideoTab({heading, videos, filter}) {
  const filterdList = [];
  for (const video of videos) {
    if (applyFilter(video, filter)) {
      filterdList.push(video);
    }
  }
  if (filterdList.length === 0) {
    return ;
  }

  return (
    <>
      
      
    
  )
}

其中VideoList组件已经被React.memo包裹：

const VideoList = React.memo(/* 省略 */)

当前，虽然VideoList组件不依赖heading props，但是heading props变化也会导致VideoTab组件render（因为每次render时都会生成新的filterdList）。为了优化他，可以用useMemo包裹filterdList：

const filterdList = useMemo(() => {
  /* 省略 */
}, [videos, filter])

只有当videos props或filter props变化时filterdList才会变化，就排除了heading props变化对VideoList组件的影响。

上述优化是开发者手动性能优化时会写出的代码。

如果交给React Forget，他会生成类似如下代码。其中：

  • 缓存被保存在名为useMemoCache的原生hook中。
  • if else起到了等效useMemo的作用。
function VideoTab({heading, videos, filter}) {
  const $ = useMemoCache(12);
  let filterdList;

  // 下面的if else起到了useMemo的效果
  if ($[0] !== videos || $[1] !== filter) {
    filterdList = [];

    for (const video of videos) {
      if (applyFilter(video, filter)) {
        filterdList.push(video);
      }
    }

    $[0] = videos;
    $[1] = filter;
    $[2] = filterdList;
  } else {
    filterdList = $[2];
  }

  // ...省略
}

为什么不直接生成useMemo代码呢？主要有两个原因：

对于一个FC，大部分原生Hook的数据会保存在一条单向链表中（这也是「不能在条件语句中写 Hooks」的原因），会占用更多内存。

在React Forget生成的代码中，缓存保存在useMemoCache中，通过观察useMemoCache 的源码[6]可以发现，在useMemoCache内部，并不依赖单向链表保存数据。

这也意味着useMemoCache可以不遵守「不能在条件语句中写 Hooks」这条规定。

useMemo内部需要对依赖项进行浅比较。

相比于浅比较，React Forget生成的if语句能直接被「JS 引擎」优化，更高效。

虽然React Forget的工作原理看似简单，但考虑到大量的边界情况，实际实现起来会很复杂。

举个例子，考虑下面的代码：

function Parent({a, b}) {
  const x = [];
  x.push(a);

  return ;
}

要优化上述代码很简单，优化结果如下（这里用「性能优化 API」演示优化效果，方便理解意思）：

function Parent({a, b}) {
  const x = useMemo(() => {
    const x = [];
    x.push(a);
    return x;
  }, [a])

  return ;
}

现在，我们新增两行代码：

function Parent({a, b}) {
  const x = [];
  x.push(a);

  // 下面两行是新增代码
  const y = x;
  y.push(b);

  return ;
}

按照优化逻辑，下面是优化后的代码：

function Parent({a, b}) {
  const x = useMemo(() => {
    const x = [];
    x.push(a);
    return x;
  }, [a])

  const y = useMemo(() => {
    const y = x;
    y.push(b);
    return y;
  }, [x, b])

  return ;
}

现在问题来了，优化前后的代码逻辑相同么？你可以仔细观察下。

答案是 —— 不相同。

优化后，在首次render时，x、y都会指向数组[a, b]，如下图：

假设b发生变化，触发新的更新，由于x依赖a，所以x不变，仍为[a, b]。

而y依赖了b，所以y变化，render后x、y的指向如下：

按照优化前的逻辑，结果应该如下：

类似这样的边界情况还很多。为了保证编译后的逻辑和编译前相同，「React 团队」为React Forget写了 500 多个用例。

总结

React Forget当前仍处在Meta内部少数业务线的验证阶段，接下来会在公司内部更多业务线铺开。当完成上述流程后，会向社区开放。

你觉得React Forget前景怎么样？欢迎评论区讨论。

这里插个好玩的事儿，在React Advanced London演讲现场有观众提问：既然React Forget是用来缓存数据的，为啥不叫React Remember？

我以为演讲者会说：项目初衷是为了让开发者忘记（forget）写性能优化API。

结果他说：因为团队有个惯例 —— 用F words命名项目，Remember显然不是F开头的。

WTF？？？？？

参考资料

[1]React Conf 2021:https://www.youtube.com/watch?v=lGEMwh32soc。

[2]React Advanced London 2023:https://www.youtube.com/watch?v=hn_L56ypX1A。

[3]quest store:https://www.meta.com/experiences/。

[4]instagram:instagram.com。

[5]React India 2023:https://www.youtube.com/watch?v=JuedZFbhyL0&t=1522s。

[6]useMemoCache 的源码:https://github.com/facebook/react/blob/main/packages/react-reconciler/src/ReactFiberHooks.js#L1112-L1169。

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