React团队测试并发特性详解

引言

遇到的困境

1. 如何表达渲染结果？

2. 如何测试并发环境？

React的应对策略

实现一个渲染器

如何测试并发环境？

总结

引言

React18进入大家视野已经有一段时间了，不知道各位有没有尝试并发特性呢？

当启用并发特性后，React会从同步更新变为异步、带优先级、可中断的更新。

这也为编写单元测试带来了一些难度。

本文来聊聊React团队如何测试并发特性。

遇到的困境

主要有两个问题需要面对。

1. 如何表达渲染结果？

React可以对接不同宿主环境的渲染器，大家最熟悉的渲染器想必是ReactDOM，用于对接浏览器与Node环境（SSR）。

对于一些场景，可以用ReactDOM的输出结果做测试。

比如，下面是使用ReactDOM的输出结果测试无状态组件的渲染结果是否符合预期（测试框架是jest）：

it('should render stateless component', () => {
const el = document.createElement('div');
ReactDOM.render(<FunctionComponent name="A" />, el);
expect(el.textContent).toBe('A');
});

这里有个不方便的地方 —— 这个用例依赖浏览器环境与DOM API（比如用到document.createElement）。

对于测试React内部运行机制这样的场景，掺杂了宿主环境相关信息显然会让测试用例编写起来更繁琐。

2. 如何测试并发环境？

如果将上文的用例中ReactDOM.render改为ReactDOM.createRoot，那么用例就会失败：

// 之前
ReactDOM.render(<FunctionComponent name="A" />, el);
expect(el.textContent).toBe('A');
// 之后
ReactDOM.createRoot(el).render(<FunctionComponent name="A" />);
expect(el.textContent).toBe('A');

这是因为在新的架构下，很多同步更新变成了并发更新，当render执行后，页面还没完成渲染。

要让上述用例成功，最简单的修改方式是：

ReactDOM.createRoot(el).render(<FunctionComponent name="A" />);
setTimeout(() => {
  // 异步获取结果
  expect(el.textContent).toBe('A');
})

如何优雅的应对这种变化？

React的应对策略

接下来我们来看React团队的应对方式。

首先来看第一个问题 —— 如何表达渲染结果？

既然ReactDOM渲染器对应浏览器、Node环境，ReactNative渲染器对应Native环境。

那能不能为测试内部运行流程专门开发一个渲染器呢？

答案是肯定的。

这个渲染器叫React-Noop-Renderer。

简单的说，这个渲染器会渲染出纯JS对象。

实现一个渲染器

React内部有个叫Reconciler的包，他会引用一些操作宿主环境的API。

比如如下方法用于向容器中插入节点：

function appendChildToContainer(child, container) {
// 具体实现
}

对于浏览器环境（ReactDOM），使用appendChild方法实现即可：

function appendChildToContainer(child, container) {
// 使用appendChild方法
  container.appendChild(child);
}

打包工具（rollup）将Reconciler包与上述这类针对浏览器环境的API打包起来，就是ReactDOM包。

在React-Noop-Renderer中，与ReactDOM中的DOM节点对标的是如下数据结构：

const instance = {
  id: instanceCounter++,
  type: type,
  children: [],
  parent: -1,
  props
};

注意其中的children字段，用于保存子节点。

所以appendChildToContainer方法在React-Noop-Renderer中可以实现的很简单：

function appendChildToContainer(child, container) {
const index = container.children.indexOf(child);
if (index !== -1) {
container.children.splice(index, 1);
}
container.children.push(child);
};

打包工具将Reconciler包与上述这类针对React-Noop的API打包起来，就是React-Noop-Renderer包。

基于React-Noop-Renderer，可以完全脱离正常的宿主环境，测试Reconciler内部的逻辑。

接下来来看第二个问题。

如何测试并发环境？

并发特性再复杂，说到底也只是各种异步执行代码的策略，最终执行策略的API不外乎setTimeout、setInterval、Promise等。

在jest中，可以模拟这些异步API，控制他们的执行时机。

比如上面的异步代码，在React中的测试用例会这么写：

// 测试用例修改后：
await act(() => {
  ReactDOM.createRoot(el).render(<FunctionComponent name="A" />);
})
expect(el.textContent).toBe('A');

act方法来自jest-react包，他的内部会执行jest.runOnlyPendingTimers方法，让所有等待中的计时器触发回调。

比如如下代码：

setTimeout(() => {
  console.log('执行')
}, 9999999)

执行jest.runOnlyPendingTimers后会立刻打印执行。

通过这种方式，人为控制React并发更新的速度，同时对框架代码0侵入。

除此之外，用于驱动并发更新的Scheduler（调度器）模块，本身也有一个针对测试的版本。

在这个版本中，开发者可以手动控制Scheduler的输入、输出。

比如，我想测试组件卸载时useEffect回调的执行顺序。

如下面代码所示，其中Parent为挂载的被测试组件：

function Parent() {
  useEffect(() => {
    return () => Scheduler.unstable_yieldValue('Unmount parent');
  });
  return <Child />;
}
function Child() {
  useEffect(() => {
    return () => Scheduler.unstable_yieldValue('Unmount child');
  });
  return 'Child';
}
await act(async () => {
  root.render(<Parent />);
});

根据yieldValue的插入顺序是否符合预期，就能确定useEffect的逻辑是否符合预期：

expect(Scheduler).toHaveYielded(['Unmount parent', 'Unmount child']);

总结

React中测试用例的编写策略为：

可以用ReactDOM测的用例，一般结合ReactDOM与ReactTestUtils（浏览器环境的辅助方法）完成

需要把控中间过程的用例，使用Scheduler的测试包，用Scheduler.unstable_yieldValue记录过程信息

脱离宿主环境，单独测试React内部运行流程的，使用React-Noop-Renderer

测试并发下的场景，需要结合上述工具与jest-react一起使用

如果想深入学习下React中与测试相关的技巧，可以看下司徒正美老师的作品anu。

这是个类React框架，但能跑通800+的React用例。里面实现了ReactTestUtils、React-Noop-Renderer的简化版。

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