案例解析关于ArkUI框架中ForEach的潜在陷阱与性能优化

2023-12-01 17:10 由华为云开发者联盟发表于 #软件工程

本文分享自华为云社区《深入解析ForEach的潜在陷阱与性能优化：错误用法与性能下降的案例分析》，作者：柠檬味拥抱。

在ArkUI框架中，ForEach接口是基于数组类型数据进行循环渲染的强大工具。它需要与容器组件搭配使用，并能够根据数据源动态生成相应的子组件。以下是对ForEach接口的详细解析，包括接口描述、参数说明、键值生成规则以及使用场景的示例。

ForEach接口概述

介绍

ForEach接口基于数组类型数据进行循环渲染，需要与容器组件配合使用。它能够根据数据源的变化，动态生成对应的子组件，并将其渲染到界面上。

接口描述

ForEach(

arr: Array,

itemGenerator: (item: Array, index?: number) => void,

keyGenerator?: (item: Array, index?: number) => string

)

参数说明

arr: 数据源，为Array类型的数组。可以为空数组，但不能改变包括数组本身在内的任何状态变量。
itemGenerator: 组件生成函数，为数组中的每个元素创建对应的组件。必须是ForEach父容器所允许的子组件类型。
keyGenerator: 键值生成函数，为数据源的每个数组项生成唯一且持久的键值。可选参数，如果未定义，将使用默认的键值生成函数。

键值生成规则

在ForEach循环渲染过程中，系统会为每个数组元素生成一个唯一且持久的键值，用于标识对应的组件。键值的生成规则由开发者定义，可以使用默认规则或自定义规则。

默认规则

(item: T, index: number) => { return index + '__' + JSON.stringify(item); }

系统对于键值的生成判断主要与itemGenerator函数的第二个参数index以及keyGenerator函数的返回值有关。具体的键值生成规则判断逻辑可以参考文档中的图1 ForEach键值生成规则。

组件创建规则

在确定键值生成规则后，ForEach的itemGenerator函数会根据键值生成规则为数据源的每个数组项创建组件。组件的创建包括两种情况：ForEach首次渲染和ForEach非首次渲染。

首次渲染

在首次渲染时，根据键值生成规则为数据源的每个数组项生成唯一键值，并创建相应的组件。以下是一个示例代码：

@Entry

@Component

struct Parent {

@State simpleList: Array<string> = ['one', 'two', 'three'];

build() {

Row() {

Column() {

ForEach(this.simpleList, (item: string) => {

ChildItem({ item: item })

}, (item: string) => item)

}

.width('100%')

.height('100%')

}

.height('100%')

.backgroundColor(0xF1F3F5)

}

}

@Component

struct ChildItem {

@Prop item: string;

build() {

Text(this.item)

.fontSize(50)

}

}

在上述代码中，根据键值生成规则为数据源simpleList的每个数组项生成唯一键值，并创建对应的ChildItem组件渲染到界面上。

非首次渲染

在非首次渲染时，ForEach会检查新生成的键值是否在上次渲染中已经存在。如果键值不存在，则会创建一个新的组件；如果键值存在，则不会创建新的组件，而是直接渲染该键值所对应的组件。以下是一个示例代码：

@Entry

@Component

struct Parent {

@State simpleList: Array<string> = ['one', 'two', 'two', 'three'];

build() {

Row() {

Column() {

ForEach(this.simpleList, (item: string) => {

ChildItem({ item: item })

}, (item: string) => item)

}

.width('100%')

.height('100%')

}

.height('100%')

.backgroundColor(0xF1F3F5)

}

}

@Component

struct ChildItem {

@Prop item: string;

build() {

Text(this.item)

.fontSize(50)

}

}

在上述代码中，当渲染到索引为2的’two’时，因为该键值已存在于上次渲染中，所以不会创建新的ChildItem组件，而是直接复用已有的组件。

使用场景

ForEach组件在开发过程中的主要应用场景包括：

数据源不变：数据源可以直接采用基本数据类型数组，在页面加载状态时使用骨架屏列表进行渲染展示。
数据源数组项发生变化：在数据源数组项发生变化的场景下，例如进行数组插入、删除操作或者数组项索引位置发生交换时，数据源应为对象数组类型，并使用对象的唯一ID作为最终键值。
数据源数组项子属性变化：当数据源的数组项为对象数据类型，并且只修改某个数组项的属性值时，需要结合@Observed和@ObjectLink装饰器使用，以实现ForEach的重新渲染。

以下是一个示例代码，演示了上述场景的应用：

// 示例代码略，可根据文档中的使用场景示例进行参考

在该示例中，通过对Article类使用@Observed和@ObjectLink装饰器，实现了数据源数组项子属性变化时的重新渲染。当点击文章卡片上的点赞按钮时，修改了数组项的点赞状态和点赞数量，触发了ForEach的重新渲染。

高级用法

条件渲染逻辑

ForEach的itemGenerator函数支持包含if/else条件渲染逻辑。这意味着你可以根据数据源的不同条件，动态生成不同类型的子组件。以下是一个示例代码：

@Entry

@Component

struct Parent {

@State condition: boolean = true;

@State dataList: Array<string> = ['item1', 'item2', 'item3'];

build() {

Column() {

ForEach(this.dataList, (item: string, index: number) => {

if (this.condition) {

// 根据条件渲染不同类型的子组件

ChildItem1({ item: item, index: index });

} else {

ChildItem2({ item: item, index: index });

}

}, (item: string) => item);

}

}

}

@Component

struct ChildItem1 {

@Prop item: string;

@Prop index: number;

build() {

Text(`Item ${this.index + 1}: ${this.item}`)

.fontSize(18)

.fontColor(Color.Blue);

}

}

@Component

struct ChildItem2 {

@Prop item: string;

@Prop index: number;

build() {

Text(`Item ${this.index + 1}: ${this.item}`)

.fontSize(16)

.fontColor(Color.Green);

}

}

在上述示例中，根据condition的值，动态选择渲染ChildItem1或ChildItem2。这为根据业务逻辑灵活地调整渲染行为提供了便利。

LazyForEach的性能优化

如果数据源非常庞大或者有特定的性能需求，推荐使用LazyForEach组件进行懒加载。LazyForEach在初始化渲染时不会一次性加载所有数据，而是根据滚动位置和用户操作，动态地加载可见区域的数据项。这有助于提高页面的渲染性能。以下是一个简单的示例代码：

@Entry

@Component

struct LazyForEachExample {

@State dataList: Array<string> = [...]; // 大型数据源

build() {

LazyForEach(this.dataList, (item: string, index: number) => {

LazyChildItem({ item: item, index: index });

}, (item: string) => item);

}

}

@Component

struct LazyChildItem {

@Prop item: string;

@Prop index: number;

build() {

Text(`Item ${this.index + 1}: ${this.item}`)

.fontSize(18)

.fontColor(Color.Blue);

}

}

在上述示例中，LazyForEach会根据用户的滚动位置，只加载可见区域的数据项，从而在处理大型数据源时提升性能。

渲染结果预期

在使用ForEach接口时，需要注意渲染结果的预期。在UI更新的场景下，如果出现重复的键值，框架可能无法正常工作。因此，在使用自定义键值生成函数时，需要确保生成的键值具有唯一性，避免出现渲染结果不符合预期的情况。

ForEach的错误使用案例与性能降低

在使用 ForEach 过程中，对于键值生成规则的理解不够充分可能导致错误的使用方式，带来功能和性能方面的问题。以下是一个示例，展示了错误使用 ForEach 可能导致的渲染结果非预期和性能降低的情况。

渲染结果非预期

在下面的示例中，通过设置 ForEach 的第三个参数 KeyGenerator 函数，自定义键值生成规则为数据源的索引 index 的字符串类型值。当点击父组件 Parent 中的“在第1项后插入新项”文本组件后，界面会出现非预期的结果。

@Entry

@Component

struct Parent {

@State simpleList: Array<string> = ['one', 'two', 'three'];

build() {

Column() {

Button() {

Text('在第1项后插入新项').fontSize(30);

}

.onClick(() => {

this.simpleList.splice(1, 0, 'new item');

});

ForEach(this.simpleList, (item: string) => {

ChildItem({ item: item });

}, (item: string, index: number) => index.toString());

}

.justifyContent(FlexAlign.Center)

.width('100%')

.height('100%')

.backgroundColor(0xF1F3F5);

}

}

@Component

struct ChildItem {

@Prop item: string;

build() {

Text(this.item)

.fontSize(30);

}

}

在上述代码中，初始渲染效果和点击“在第1项后插入新项”后的渲染效果如下图所示：

初始渲染时，创建的键值依次为 “0”、“1”、“2”。插入新项后，数据源 simpleList 变为 ['one', 'new item', 'two', 'three']。框架监听到 @State 装饰的数据源长度变化触发 ForEach 重新渲染。ForEach 遍历新数据源，遍历数据项 “one” 时生成键值 “0”，存在相同键值，因此不创建新组件。继续遍历数据项 “new item” 时生成键值 “1”，存在相同键值，因此不创建新组件。继续遍历数据项 “two” 生成键值 “2”，存在相同键值，因此不创建新组件。最后遍历数据项 “three” 时生成键值 “3”，不存在相同键值，创建内容为 “three” 的新组件并渲染。

从以上可以看出，最终键值生成规则包含 index 时，期望的界面渲染结果为 ['one', 'new item', 'two', 'three']，而实际的渲染结果为 ['one', 'two', 'three', 'three']，渲染结果不符合开发者预期。因此，开发者在使用 ForEach 时应尽量避免最终键值生成规则中包含 index。

渲染性能降低

在下面的示例中，ForEach 的第三个参数 KeyGenerator 函数处于缺省状态。根据上述键值生成规则，此例使用框架默认的键值生成规则，即最终键值为字符串 index + '__' + JSON.stringify(item)。当点击“在第1项后插入新项”文本组件后，ForEach 将需要为第2个数组项以及其后的所有项重新创建组件。

@Entry

@Component

struct Parent {

@State simpleList: Array<string> = ['one', 'two', 'three'];

build() {

Column() {

Button() {

Text('在第1项后插入新项').fontSize(30);

}

.onClick(() => {

this.simpleList.splice(1, 0, 'new item');

console.log(`[onClick]: simpleList is ${JSON.stringify(this.simpleList)}`);

});

ForEach(this.simpleList, (item: string) => {

ChildItem({ item: item });

});

}

.justifyContent(FlexAlign.Center)

.width('100%')

.height('100%')

.backgroundColor(0xF1F3F5);

}

}

@Component

struct ChildItem {

@Prop item: string;

aboutToAppear() {

console.log(`[aboutToAppear]: item is ${this.item}`);

}

build() {

Text(this.item)

.fontSize(50);

}

}

在上述代码中，初始渲染效果和点击“在第1项后插入新项”后的渲染效果如下图所示：

点击“在第1项后插入新项”文本组件后，IDE的日志打印结果如下所示：

插入新项后，ForEach 为 “new item”、 “two”、 “three” 三个数组项创建了对应的组件 ChildItem，并执行了组件的 aboutToAppear() 生命周期函数。这是因为：

在 ForEach 首次渲染时，创建的键值依次为 0__one、1__two、2__three。
插入新项后，数据源 simpleList 变为 ['one', 'new item', 'two', 'three']，ArkUI 框架监听到 @State 装饰的数据源长度变化触发 ForEach 重新渲染。
ForEach 依次遍历新数据源，遍历数据项 “one” 时生成键值 0__one，键值已存在，因此不创建新组件。继续遍历数据项 “new item” 时生成键值 1__new item，不存在

相同键值，创建内容为 “new item” 的新组件并渲染。继续遍历数据项 “two” 生成键值 2__two，不存在相同键值，创建内容为 “two” 的新组件并渲染。最后遍历数据项 “three” 时生成键值 3__three，不存在相同键值，创建内容为 “three” 的新组件并渲染。

尽管此示例中界面渲染的结果符合预期，但每次插入一条新数组项时，ForEach 都会为从该数组项起后面的所有数组项全部重新创建组件。当数据源数据量较大或组件结构复杂时，由于组件无法得到复用，将导致性能体验不佳。因此，除非必要，否则不推荐将第三个参数 KeyGenerator 函数处于缺省状态，以及在键值生成规则中包含数据项索引 index。

结语

通过深入了解ForEach接口的使用方法和高级用法，我们可以更加灵活地处理不同场景下的数据渲染需求。在实际开发中，结合条件渲染逻辑和性能优化，能够提升用户体验并优化应用性能。希望本文对你理解和应用ArkTS中的ForEach接口提供了帮助。

ForEach接口是ArkUI框架中用于循环渲染数组类型数据的重要工具，通过合理的键值生成规则和组件创建规则，能够应对各种数据变化情况。在开发过程中，根据具体场景选择合适的使用方式，可以使界面动态展示和用户交互更加灵活和高效。

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