在你的 component 顯示在畫面上之前,必須被 React render。了解這個過程中的步驟將有助於你思考你的程式碼是如何執行的,並能解釋其行為。

You will learn

  • 在 React 中 rendering 所代表的意思
  • React render component 的時機及原因
  • 顯示 component 在畫面上所涉及的步驟
  • 為什麼 rendering 不一定會導致 DOM 更新

想像一下,你的 component 就像廚房中的廚師,從食材中組合出美味的菜餚。在這種情況下,React 就像是服務生,接收來自顧客的訂單,並將菜餚送到他們的桌上。這個請求和提供 UI 的過程包含三個步驟:

  1. 觸發 render (將客人的訂單發送到廚房)
  2. Rendering component (在廚房裡準備菜餚)
  3. 提交給 DOM (將菜餚送上桌)
  1. React as a server in a restaurant, fetching orders from the users and delivering them to the Component Kitchen.
    觸發
  2. The Card Chef gives React a fresh Card component.
    Render
  3. React delivers the Card to the user at their table.
    提交

Illustrated by Rachel Lee Nabors

步驟 1: 觸發 render

有兩個原因會使 component 進行 render:

  1. 這是 component 的初始 render。
  2. component(或是他的祖父層之一)的狀態發生改變。

初始 render

當你的應用程式啟動時,會觸發初始 render。有些框架和開發環境可能會隱藏這部分的程式碼,但實際上它是透過使用 createRoot 的方法來指定目標 DOM 節點,然後再呼叫 render 函式 render component:

import Image from './Image.js';
import { createRoot } from 'react-dom/client';

const root = createRoot(document.getElementById('root'))
root.render(<Image />);

請試著將 root.render() 這行程式碼註解掉,然後就會發現 component 消失了!

當狀態更新時重新 render

一但 component 被初始 render,你可以透過使用 set 函式 更新其狀態來觸發之後的 render。更新 component 的狀態會自動加入重新 render 的佇列(queue)。(你可以將這個過程想像成一位餐廳顧客點完第一道菜後,根據他的口渴或飢餓程度,又繼續點了茶、點心或其他各種菜色的流程。)

  1. React as a server in a restaurant, serving a Card UI to the user, represented as a patron with a cursor for their head. They patron expresses they want a pink card, not a black one!
    State update...
  2. React returns to the Component Kitchen and tells the Card Chef they need a pink Card.
    ...triggers...
  3. The Card Chef gives React the pink Card.
    ...render!

Illustrated by Rachel Lee Nabors

步驟 2: React render 你的 component

在觸發 render 之後,React 將呼叫你的 component 以確定什麼該顯示在螢幕畫面上。「Rendering」 指的是 React 正在呼叫你的 component.

  • 當初始 render 時, React 會呼叫 root component.
  • 對於後續的 render, React 會呼叫因狀態更新而觸發 render 的 function component。

這段過程是遞迴的:如果更新的 component 回傳其他的 component,React 將會 render 那個 component,如果那個 component 又回傳其他的 component,React 會接著 render 那個 component,以此類推。這個過程將一直持續到沒有回傳更多的 component,React 才知道應該在螢幕上顯示什麼。

在接下來的範例,React 將會呼叫 Gallery()Image() 幾次

export default function Gallery() {
  return (
    <section>
      <h1>令人啟發的雕塑</h1>
      <Image />
      <Image />
      <Image />
    </section>
  );
}

function Image() {
  return (
    <img
      src="https://i.imgur.com/ZF6s192.jpg"
      alt="'Floralis Genérica' by Eduardo Catalano: a gigantic metallic flower sculpture with reflective petals"
    />
  );
}

  • 當初始 render 時, React 會為 <section><h1>,和三個 <img> 標籤 建立 DOM 節點
  • 當重新 render 時, React 會計算他們的屬性(如果有的話),是否與上一次 render 時有所不同。在下一個步驟 - 提交階段之前,它不會進行任何動作。

Pitfall

Rendering 必須永遠是一個 純運算(pure calculation)

  • 相同的輸入,會得到相同的輸出。 當輸入相同的值時,component 應該永遠回傳相同的 JSX。(當有人點了一份番茄沙拉時,他們不應該拿到一份洋蔥沙拉!)
  • 它只做自己的事情。 在 rendering 之前,不應該改變任何先前已存在的任何物件或變數。(一份訂單不應該改變其他任何人的訂單。)

否則,你的程式碼會變得越來越複雜,可能會遇到令人困惑的錯誤和不可預測的行為。在「嚴格模式」下開發時,React 將呼叫每個 component 函式兩次,這可以幫助你發現由不純函數引發的錯誤。

Deep Dive

效能最佳化

如果更新的 component 在 tree 的位置非常高,預設情況下,對擁有巢狀子元件的 component 更新元件時,每個子元件都將被重新 render,這不會獲得最佳的效能。如果遇到效能問題,可以在 效能(Performance) 中找到幾個解決方法。但不要太早進行最佳化!

步驟 3: React 把更改提交給 DOM

在 rendering(呼叫)你的 component 後,React 將會更改你的 DOM。

  • 對於初始 render, React 會使用 appendChild() DOM API 在螢幕上顯示所有你建立的 DOM 節點。
  • 對於重新 render, React 會採取最小必要的操作 (在 rendering 時計算!),以使得 DOM 與 rendering 後的的輸出相符。

React 只有在 render 時有差異才會更改 DOM 節點。 例如,這裡有一個 component,每秒從其 parent 傳遞不同的 props 重新 render。請注意,你可以在 <input> 中輸入一些文字,更新它的 value,但是這些文字不會在 conponent 重新 render 時消失。

export default function Clock({ time }) {
  return (
    <>
      <h1>{time}</h1>
      <input />
    </>
  );
}

這個範例之所以能夠運作,是因為在最後一步中,React 只會依據新的 time 去更新 <h1> 元素中的內容。React 發現這個 <input> 元素在 JSX 中出現的位置與上一次相同,因此不會修改 <input> 元素或其 value 值。

結語:瀏覽器繪製

在 rendering 完成並且在 React 更新 DOM 後,瀏覽器將會重新繪製螢幕畫面。儘管這個過程被稱為「瀏覽器 rendering」,我們更傾向於將它稱為「繪製」,以避免混淆。

A browser painting 'still life with card element'.

Illustrated by Rachel Lee Nabors

Recap

  • 在 React 應用程式中,任何螢幕畫面更新都會發生三個步驟:
    1. 觸發
    2. render
    3. 提交
  • 你可以使用嚴格模式去找到 component 中的錯誤
  • 如果 rendering 後的結果與上次相同,React 將不會更改 DOM。