Интеграция на планировчика на React Concurrent Mode: Координация на опашката от задачи

React Concurrent Mode представлява значителна промяна в начина, по който React приложенията обработват актуализации и рендиране. В основата му лежи сложен планировчик, който управлява задачите и ги приоритизира, за да осигури плавно и отзивчиво потребителско изживяване, дори в сложни приложения. Тази статия разглежда вътрешното функциониране на планировчика на React Concurrent Mode, като се фокусира върху това как той координира опашките от задачи и приоритизира различни типове актуализации.

Разбиране на React Concurrent Mode

Преди да се задълбочим в спецификата на координацията на опашките от задачи, нека накратко припомним какво е Concurrent Mode и защо е важно. Concurrent Mode позволява на React да разбива задачите за рендиране на по-малки, прекъсваеми единици. Това означава, че дълготрайните актуализации няма да блокират основната нишка, предотвратявайки замръзване на браузъра и осигурявайки отзивчивост на потребителските взаимодействия. Ключовите характеристики включват:

• Прекъсващо рендиране: React може да паузира, възобновява или изоставя задачи за рендиране въз основа на приоритет.
• Времево нарязване: Големите актуализации се разбиват на по-малки части, което позволява на браузъра да обработва други задачи между тях.
• Suspense: Механизъм за обработка на асинхронни заявки за данни и показване на плейсхолдери, докато данните се зареждат.

Ролята на планировчика

Планировчикът е сърцето на Concurrent Mode. Той е отговорен за вземането на решение кои задачи да изпълни и кога. Той поддържа опашка от чакащи актуализации и ги приоритизира въз основа на тяхната важност. Планировчикът работи съвместно с архитектурата Fiber на React, която представлява дървото на компонентите на приложението като свързан списък от Fiber възли. Всеки Fiber възел представлява единица работа, която може да бъде независимо обработена от планировчика.

Основни отговорности на планировчика:

• Приоритизиране на задачите: Определяне на спешността на различни актуализации.
• Управление на опашките от задачи: Поддържане на опашка от чакащи актуализации.
• Контрол на изпълнението: Решаване кога да стартира, паузира, възобнови или изостави задачи.
• Отстъпване на контрола на браузъра: Връщане на контрола на браузъра, за да му позволи да обработва потребителски вход и други критични задачи.

Координация на опашката от задачи в детайли

Планировчикът управлява множество опашки от задачи, всяка от които представлява различно ниво на приоритет. Тези опашки са подредени въз основа на приоритет, като опашката с най-висок приоритет се обработва първа. Когато се планира нова актуализация, тя се добавя към съответната опашка въз основа на нейния приоритет.

Видове опашки от задачи:

React използва различни нива на приоритет за различни типове актуализации. Конкретният брой и имена на тези нива на приоритет могат да варират леко между версиите на React, но общият принцип остава същият. Ето общо разпределение:

• Незабавен приоритет: Използва се за задачи, които трябва да бъдат завършени възможно най-скоро, като обработка на потребителски вход или отговор на критични събития. Тези задачи прекъсват всяка текущо изпълнявана задача.
• Приоритет, блокиращ потребителя: Използва се за задачи, които пряко засягат потребителското изживяване, като актуализиране на потребителския интерфейс в отговор на потребителски взаимодействия (напр. въвеждане в поле за въвеждане). Тези задачи също са с относително висок приоритет.
• Нормален приоритет: Използва се за задачи, които са важни, но не критични за времето, като актуализиране на потребителския интерфейс въз основа на мрежови заявки или други асинхронни операции.
• Нисък приоритет: Използва се за задачи, които са по-малко важни и могат да бъдат отложени, ако е необходимо, като актуализации във фонов режим или проследяване на анализи.
• Приоритет на готовност: Използва се за задачи, които могат да бъдат изпълнени, когато браузърът е в режим на готовност, като предварително зареждане на ресурси или извършване на дълготрайни изчисления.

Съпоставянето на конкретни действия с нива на приоритет е от решаващо значение за поддържането на отзивчив потребителски интерфейс. Например, директният потребителски вход винаги ще бъде обработван с най-висок приоритет, за да се предостави незабавна обратна връзка на потребителя, докато задачите за записване могат безопасно да бъдат отложени до състояние на готовност.

Пример: Приоритизиране на потребителския вход

Разгледайте сценарий, при който потребител въвежда текст в поле за въвеждане. Всяко натискане на клавиш задейства актуализация на състоянието на компонента, което от своя страна задейства повторно рендиране. В Concurrent Mode тези актуализации се назначават с висок приоритет (блокиращ потребителя), за да се гарантира, че полето за въвеждане се актуализира в реално време. Междувременно, други по-малко критични задачи, като извличане на данни от API, се назначават с по-нисък приоритет (нормален или нисък) и могат да бъдат отложени, докато потребителят не завърши въвеждането.

            
function MyInput() {
 const [value, setValue] = React.useState('');

 const handleChange = (event) => {
 setValue(event.target.value);
 };

 return (
  <input type="text" value={value} onChange={handleChange} />
 );
}

            

              
                Copy
              
            
          

В този прост пример, функцията handleChange, която се задейства от потребителски вход, ще бъде автоматично приоритизирана от планировчика на React. React имплицитно управлява приоритизирането въз основа на източника на събитието, осигурявайки плавно потребителско изживяване.

Кооперативно планиране

Планировчикът на React използва техника, наречена кооперативно планиране. Това означава, че всяка задача е отговорна за периодично връщане на контрола на планировчика, което му позволява да проверява за задачи с по-висок приоритет и потенциално да прекъсне текущата задача. Това връщане на контрола се постига чрез техники като requestIdleCallback и setTimeout, които позволяват на React да планира работа във фонов режим, без да блокира основната нишка.

Въпреки това, директното използване на тези API на браузъра обикновено се абстрахира от вътрешната имплементация на React. Разработчиците обикновено не е необходимо ръчно да връщат контрола; архитектурата Fiber и планировчикът на React се грижат за това автоматично въз основа на естеството на извършваната работа.

Помирение и дървото Fiber

Планировчикът работи в тясно сътрудничество с алгоритъма за помирение на React и дървото Fiber. Когато се задейства актуализация, React създава ново дърво Fiber, което представлява желаното състояние на потребителския интерфейс. След това алгоритъмът за помирение сравнява новото дърво Fiber със съществуващото дърво Fiber, за да определи кои компоненти трябва да бъдат актуализирани. Този процес също е прекъсваем; React може да паузира помирението във всеки момент и да го възобнови по-късно, което позволява на планировчика да приоритизира други задачи.

Практически примери за координация на опашката от задачи

Нека разгледаме някои практически примери за това как координацията на опашката от задачи работи в реални React приложения.

Пример 1: Отложено зареждане на данни със Suspense

Разгледайте сценарий, при който извличате данни от отдалечен API. Използвайки React Suspense, можете да покажете резервен UI, докато данните се зареждат. Самата операция за извличане на данни може да бъде назначена с нормален или нисък приоритет, докато рендирането на резервния UI е назначено с по-висок приоритет, за да се предостави незабавна обратна връзка на потребителя.

            
import React, { Suspense } from 'react';

const fetchData = () => {
  return new Promise(resolve => {
    setTimeout(() => {
      resolve('Data loaded!');
    }, 2000);
  });
};

const Resource = React.createContext(null);

const createResource = () => {
  let status = 'pending';
  let result;
  let suspender = fetchData().then(
    (r) => {
      status = 'success';
      result = r;
    },
    (e) => {
      status = 'error';
      result = e;
    }
  );

  return {
    read() {
      if (status === 'pending') {
        throw suspender;
      } else if (status === 'error') {
        throw result;
      } else if (status === 'success') {
        return result;
      }
    },
  };
};

const DataComponent = () => {
  const resource = React.useContext(Resource);
  const data = resource.read();
  return <p>{data}</p>;
};

function MyComponent() {
  const resource = createResource();

  return (
    <Resource.Provider value={resource}>
      <Suspense fallback=<p>Loading data...</p>>
        <DataComponent />
      </Suspense>
    </Resource.Provider>
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

В този пример, компонентът <Suspense fallback=<p>Loading data...</p>> ще покаже съобщението „Loading data...“, докато обещанието fetchData е в процес на изпълнение. Планировчикът приоритизира незабавното показване на този резерв, осигурявайки по-добро потребителско изживяване от празен екран. След като данните се заредят, се рендира <DataComponent />.

Пример 2: Забавяне на въвеждането с useDeferredValue

Друг често срещан сценарий е забавянето на въвеждането, за да се избегнат прекомерни повторни рендирания. Куката useDeferredValue на React ви позволява да отложите актуализациите до по-нисък приоритет. Това може да бъде полезно в сценарии, където искате да актуализирате потребителския интерфейс въз основа на въвеждането на потребителя, но не искате да задействате повторни рендирания при всяко натискане на клавиш.

            
import React, { useState, useDeferredValue } from 'react';

function MyComponent() {
 const [value, setValue] = useState('');
 const deferredValue = useDeferredValue(value);

 const handleChange = (event) => {
  setValue(event.target.value);
 };

 return (
  <div>
  <input type="text" value={value} onChange={handleChange} />
  <p>Value: {deferredValue}</p>
  </div>
 );
}

            

              
                Copy
              
            
          

В този пример deferredValue ще изостава леко от действителния value. Това означава, че потребителският интерфейс ще се актуализира по-рядко, намалявайки броя на повторните рендирания и подобрявайки производителността. Действителното въвеждане ще се усеща отзивчиво, защото полето за въвеждане директно актуализира състоянието value, но последващите ефекти от тази промяна на състоянието се отлагат.

Пример 3: Групиране на актуализации на състоянието с useTransition

Куката useTransition на React позволява групирането на актуализации на състоянието. Преходът е начин за маркиране на конкретни актуализации на състоянието като неспешни, което позволява на React да ги отложи и да предотврати блокирането на основната нишка. Това е особено полезно, когато се работи със сложни актуализации, които включват множество променливи на състоянието.

            
import React, { useState, useTransition } from 'react';

function MyComponent() {
 const [isPending, startTransition] = useTransition();
 const [count, setCount] = useState(0);

 const handleClick = () => {
  startTransition(() => {
  setCount(c => c + 1);
  });
 };

 return (
  <div>
  <button onClick={handleClick}>Increment</button>
  <p>Count: {count}</p>
  {isPending ? <p>Updating...</p> : null}
  </div>
 );
}

            

              
                Copy
              
            
          

В този пример, актуализацията setCount е обвита в блок startTransition. Това казва на React да третира актуализацията като неспешен преход. Променливата на състоянието isPending може да се използва за показване на индикатор за зареждане, докато преходът е в ход.

Оптимизиране на отзивчивостта на приложенията

Ефективната координация на опашките от задачи е от решаващо значение за оптимизиране на отзивчивостта на React приложенията. Ето някои добри практики, които трябва да имате предвид:

• Приоритизирайте потребителските взаимодействия: Уверете се, че актуализациите, задействани от потребителски взаимодействия, винаги имат най-висок приоритет.
• Отлагайте некритични актуализации: Отлагайте по-маловажни актуализации към опашки с по-нисък приоритет, за да избегнете блокирането на основната нишка.
• Използвайте Suspense за извличане на данни: Възползвайте се от React Suspense, за да обработвате асинхронни заявки за данни и да показвате резервни UI, докато данните се зареждат.
• Забавяне на въвеждането: Използвайте useDeferredValue, за да забавите въвеждането и да избегнете прекомерни повторни рендирания.
• Групиране на актуализации на състоянието: Използвайте useTransition, за да групирате актуализации на състоянието и да предотвратите блокирането на основната нишка.
• Профилиране на вашето приложение: Използвайте React DevTools, за да профилирате вашето приложение и да идентифицирате тесните места в производителността.
• Оптимизиране на компонентите: Кеширайте компонентите с помощта на React.memo, за да предотвратите ненужни повторни рендирания.
• Разделяне на кода: Използвайте разделяне на кода, за да намалите първоначалното време за зареждане на вашето приложение.
• Оптимизиране на изображения: Оптимизирайте изображенията, за да намалите размера на файла им и да подобрите времето за зареждане. Това е особено важно за глобално разпределени приложения, където мрежовата латентност може да бъде значителна.
• Помислете за рендиране от страна на сървъра (SSR) или генериране на статични сайтове (SSG): За приложения, богати на съдържание, SSR или SSG могат да подобрят първоначалното време за зареждане и SEO.

Глобални съображения

Когато разработвате React приложения за глобална аудитория, е важно да се вземат предвид фактори като мрежова латентност, възможности на устройствата и езикова поддръжка. Ето няколко съвета за оптимизиране на вашето приложение за глобална аудитория:

• Мрежа за доставка на съдържание (CDN): Използвайте CDN, за да разпространите активите на вашето приложение до сървъри по целия свят. Това може значително да намали латентността за потребителите в различни географски региони.
• Адаптивно зареждане: Внедрете стратегии за адаптивно зареждане, за да сервирате различни активи въз основа на мрежовата връзка и възможностите на устройството на потребителя.
• Интернационализация (i18n): Използвайте библиотека за i18n, за да поддържате множество езици и регионални вариации.
• Локализация (l10n): Адаптирайте вашето приложение към различни локации, като предоставяте локализирани формати за дата, час и валута.
• Достъпност (a11y): Уверете се, че вашето приложение е достъпно за потребители с увреждания, като следвате насоките на WCAG. Това включва предоставяне на алтернативен текст за изображения, използване на семантичен HTML и осигуряване на навигация с клавиатура.
• Оптимизиране за устройства от нисък клас: Имайте предвид потребителите на по-стари или по-малко мощни устройства. Минимизирайте времето за изпълнение на JavaScript и намалете размера на вашите активи.
• Тестване в различни региони: Използвайте инструменти като BrowserStack или Sauce Labs, за да тествате вашето приложение в различни географски региони и на различни устройства.
• Използвайте подходящи формати на данни: Когато обработвате дати и числа, имайте предвид различните регионални конвенции. Използвайте библиотеки като date-fns или Numeral.js, за да форматирате данни според локацията на потребителя.

Заключение

Планировчикът на React Concurrent Mode и неговите усъвършенствани механизми за координация на опашките от задачи са от съществено значение за изграждането на отзивчиви и производителни React приложения. Разбирайки как планировчикът приоритизира задачите и управлява различни типове актуализации, разработчиците могат да оптимизират своите приложения, за да осигурят плавно и приятно потребителско изживяване за потребители по целия свят. Като използвате функции като Suspense, useDeferredValue и useTransition, можете фино да настроите отзивчивостта на вашето приложение и да гарантирате, че то предоставя страхотно изживяване, дори на по-бавни устройства или мрежи.

Тъй като React продължава да се развива, Concurrent Mode вероятно ще стане още по-интегриран във фреймуърка, което го прави все по-важна концепция за овладяване от React разработчиците.