这就是你日思夜想的 React 原生动态加载

React.lazy 是什么

随着前端应用体积的扩大,资源加载的优化是我们必须要面对的问题,动态代码加载就是其中的一个方案,webpack 提供了符合 ECMAScript 提案import() 语法 ,让我们来实现动态地加载模块(注:require.ensure 与 import() 均为 webpack 提供的代码动态加载方案,在 webpack 2.x 中,require.ensure 已被 import 取代)。

在 React 16.6 版本中,新增了 React.lazy 函数,它能让你像渲染常规组件一样处理动态引入的组件,配合 webpack 的 Code Splitting ,只有当组件被加载,对应的资源才会导入 ,从而达到懒加载的效果。

使用 React.lazy

在实际的使用中,首先是引入组件方式的变化:

// 不使用 React.lazy
import OtherComponent from './OtherComponent';
// 使用 React.lazy
const OtherComponent = React.lazy(() => import('./OtherComponent'))

React.lazy 接受一个函数作为参数,这个函数需要调用 import() 。它需要返回一个 Promise,该 Promise 需要 resolve 一个 defalut export 的 React 组件。

// react/packages/shared/ReactLazyComponent.js
    export const Pending = 0;
    export const Resolved = 1;
    export const Rejected = 2;

在控制台打印可以看到,React.lazy 方法返回的是一个 lazy 组件的对象,类型是 react.lazy,并且 lazy 组件具有 _status 属性,与 Promise 类似它具有 Pending、Resolved、Rejected 三个状态,分别代表组件的加载中、已加载、和加载失败三中状态。

需要注意的一点是,React.lazy 需要配合 Suspense 组件一起使用,在 Suspense 组件中渲染 React.lazy 异步加载的组件。如果单独使用 React.lazy,React 会给出错误提示。

上面的错误指出组件渲染挂起时,没有 fallback UI,需要加上 Suspense 组件一起使用。

其中在 Suspense 组件中,fallback 是一个必需的占位属性,如果没有这个属性的话也是会报错的。

接下来我们可以看看渲染效果,为了更清晰的展示加载效果,我们将网络环境设置为 Slow 3G。

组件的加载效果:

可以看到在组件未加载完成前,展示的是我们所设置的 fallback 组件。

在动态加载的组件资源比较小的情况下,会出现 fallback 组件一闪而过的的体验问题,如果不需要使用可以将 fallback 设置为 null。

当然针对这种场景,React 也提供了对应的解决方案,在 Concurrent Mode 模式下,给Suspense 组件设置 maxDuration 属性,当异步获取数据的时间大于 maxDuration 时间时,则展示 fallback 的内容,否则不展示。

<Suspense 
   maxDuration={500} 
   fallback={<div>抱歉,请耐心等待 Loading...</div>}
 >
   <OtherComponent />
   <OtherComponentTwo />
</Suspense>

注:需要注意的一点是 Concurrent Mode 目前仍是试验阶段的特性, 不可用于生产环境

Suspense 可以包裹多个动态加载的组件,这也意味着在加载这两个组件的时候只会有一个 loading 层,因为 loading 的实现实际是 Suspense 这个父组件去完成的,当所有的子组件对象都 resolve 后,再去替换所有子组件。这样也就避免了出现多个 loading 的体验问题。所以 loading 一般不会针对某个子组件,而是针对整体的父组件做 loading 处理。

以上是 React.lazy 的一些使用介绍,下面我们一起来看看整个懒加载过程中一些核心内容是怎么实现的,首先是资源的动态加载。

Webpack 动态加载

上面使用了 import() 语法,webpack 检测到这种语法会自动代码分割。使用这种动态导入语法代替以前的静态引入,可以让组件在渲染的时候,再去加载组件对应的资源,这个异步加载流程的实现机制是怎么样呢?

话不多说,直接看代码:

__webpack_require__.e = function requireEnsure(chunkId) {
    // installedChunks 是在外层代码中定义的对象,可以用来缓存了已加载 chunk
  var installedChunkData = installedChunks[chunkId]
    // 判断 installedChunkData 是否为 0:表示已加载 
  if (installedChunkData === 0) {
    return new Promise(function(resolve) {
      resolve()
    })
  }
  if (installedChunkData) {
    return installedChunkData[2]
  } 
  // 如果 chunk 还未加载,则构造对应的 Promsie 并缓存在 installedChunks 对象中
  var promise = new Promise(function(resolve, reject) {
    installedChunkData = installedChunks[chunkId] = [resolve, reject]
  })
  installedChunkData[2] = promise
  // 构造 script 标签
  var head = document.getElementsByTagName("head")[0]
  var script = document.createElement("script")
  script.type = "text/javascript"
  script.charset = "utf-8"
  script.async = true
  script.timeout = 120000
  if (__webpack_require__.nc) {
    script.setAttribute("nonce", __webpack_require__.nc)
  }
  script.src =
    __webpack_require__.p +
    "static/js/" +
    ({ "0": "alert" }[chunkId] || chunkId) +
    "." +
    { "0": "620d2495" }[chunkId] +
    ".chunk.js"
  var timeout = setTimeout(onScriptComplete, 120000)
  script.onerror = script.onload = onScriptComplete
  function onScriptComplete() {
    script.onerror = script.onload = null
    clearTimeout(timeout)
    var chunk = installedChunks[chunkId]
    // 如果 chunk !== 0 表示加载失败
    if (chunk !== 0) {
        // 返回错误信息
      if (chunk) {
        chunk[1](new Error("Loading chunk " + chunkId + " failed."))
      }
      // 将此 chunk 的加载状态重置为未加载状态
      installedChunks[chunkId] = undefined
    }
  }
  head.appendChild(script)
    // 返回 fullfilled 的 Promise
  return promise
}

结合上面的代码来看,webpack 通过创建 script 标签来实现动态加载的,找出依赖对应的 chunk 信息,然后生成 script 标签来动态加载 chunk,每个 chunk 都有对应的状态:未加载 、 加载中、已加载 。

我们可以运行 React.lazy 代码来具体看看 network 的变化,为了方便辨认 chunk。我们可以在 import 里面加入 webpackChunckName 的注释,来指定包文件名称。

const OtherComponent = React.lazy(() => import(/* webpackChunkName: "OtherComponent" */'./OtherComponent'));
const OtherComponentTwo = React.lazy(() => import(/* webpackChunkName: "OtherComponentTwo" */'./OtherComponentTwo'));

webpackChunckName 后面跟的就是打包后组件的名称。

打包后的文件中多了动态引入的 OtherComponent、OtherComponentTwo 两个 js 文件。

如果去除动态引入改为一般静态引入:

可以很直观的看到二者文件的数量以及大小的区别。

以上是资源的动态加载过程,当资源加载完成之后,进入到组件的渲染阶段,下面我们再来看看,Suspense 组件是如何接管 lazy 组件的。

Suspense 组件

同样的,先看代码,下面是 Suspense 所依赖的 react-cache 部分简化源码:

// react/packages/react-cache/src/ReactCache.js 
export function unstable_createResource<I, K: string | number, V>(
  fetch: I => Thenable<V>,
  maybeHashInput?: I => K,
): Resource<I, V> {
  const hashInput: I => K =
    maybeHashInput !== undefined ? maybeHashInput : (identityHashFn: any);
  const resource = {
    read(input: I): V {
      readContext(CacheContext);
      const key = hashInput(input);
      const result: Result<V> = accessResult(resource, fetch, input, key);
      // 状态捕获
      switch (result.status) { 
        case Pending: {
          const suspender = result.value;
          throw suspender;
        }
        case Resolved: {
          const value = result.value;
          return value;
        }
        case Rejected: {
          const error = result.value;
          throw error;
        }
        default:
          // Should be unreachable
          return (undefined: any);
      }
    },
    preload(input: I): void {
      readContext(CacheContext);
      const key = hashInput(input);
      accessResult(resource, fetch, input, key);
    },
  };
  return resource;
}

从上面的源码中看到,Suspense 内部主要通过捕获组件的状态去判断如何加载,上面我们提到 React.lazy 创建的动态加载组件具有 Pending、Resolved、Rejected 三种状态,当这个组件的状态为 Pending 时显示的是 Suspense 中 fallback 的内容,只有状态变为 resolve 后才显示组件。

结合该部分源码,它的流程如下所示:

Error Boundaries 处理资源加载失败场景

如果遇到网络问题或是组件内部错误,页面的动态资源可能会加载失败,为了优雅降级,可以使用 Error Boundaries 来解决这个问题。

Error Boundaries 是一种组件,如果你在组件中定义了 static getDerivedStateFromError() 或 componentDidCatch() 生命周期函数,它就会成为一个 Error Boundaries 的组件。

class ErrorBoundary extends React.Component {
  constructor(props) {
    super(props);
    this.state = { hasError: false };
  }
​
  static getDerivedStateFromError(error) { // 更新 state 使下一次渲染能够显示降级后的 UI
      return { hasError: true };  
  }
  componentDidCatch(error, errorInfo) { // 你同样可以将错误日志上报给服务器
      logErrorToMyService(error, errorInfo);
  }
  render() {
    if (this.state.hasError) { // 你可以自定义降级后的 UI 并渲染      
        return <h1>对不起,发生异常,请刷新页面重试</h1>;    
    }
    return this.props.children; 
  }
}

你可以在 componentDidCatch 或者 getDerivedStateFromError 中打印错误日志并定义显示错误信息的条件,当捕获到 error 时便可以渲染备用的组件元素,不至于导致页面资源加载失败而出现空白。

它的用法也非常的简单,可以直接当作一个组件去使用,如下:

<ErrorBoundary>
  <MyWidget />
</ErrorBoundary>

我们可以模拟动态加载资源失败的场景。首先在本地启动一个 http-server 服务器,然后去访问打包好的 build 文件,手动修改下打包的子组件包名,让其查找不到子组件包的路径。然后看看页面渲染效果。

可以看到当资源加载失败,页面已经降级为我们在错误边界组件中定义的展示内容。

流程图例:

需要注意的是:错误边界仅可以捕获其子组件的错误,它无法捕获其自身的错误。

总结

React.lazy() 和 React.Suspense 的提出为现代 React 应用的性能优化和工程化提供了便捷之路。 React.lazy 可以让我们像渲染常规组件一样处理动态引入的组件,结合 Suspense 可以更优雅地展现组件懒加载的过渡动画以及处理加载异常的场景。

注意:React.lazy 和 Suspense 尚不可用于服务器端,如果需要服务端渲染,可遵从官方建议使用 Loadable Components

参考文档

  1. Concurrent 模式
  2. 代码分割
  3. webpack 优化之code splitting

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