Профилиране на React Scheduler: Разкриване на изпълнението на задачи за оптимизирана производителност

В света на модерната уеб разработка предоставянето на гладко и отзивчиво потребителско изживяване е от първостепенно значение. React, със своята компонентно-базирана архитектура и виртуален DOM, се превърна в крайъгълен камък за изграждане на сложни потребителски интерфейси. Въпреки това, дори с оптимизациите на React, могат да възникнат тесни места в производителността, особено в големи и сложни приложения. Разбирането на начина, по който React планира и изпълнява задачи, е от решаващо значение за идентифицирането и разрешаването на тези проблеми с производителността. Тази статия се потапя в света на профилирането на React Scheduler, предоставяйки изчерпателно ръководство за анализ на изпълнението на задачи и оптимизиране на вашите React приложения за върхова производителност.

Разбиране на React Scheduler

Преди да се потопим в техниките за профилиране, нека установим основно разбиране за React Scheduler. React Scheduler е отговорен за управлението на изпълнението на работа в рамките на едно React приложение. Той приоритизира задачите, разделя ги на по-малки работни единици и ги планира за изпълнение по начин, който минимизира блокирането на основната нишка. Това планиране е от решаващо значение за поддържането на отзивчив потребителски интерфейс.

React използва архитектура, наречена Fiber, която му позволява да раздели рендирането на по-малки, прекъсващи се работни единици. Тези единици се наричат Fibers, а React Scheduler управлява тези Fibers, за да гарантира, че задачите с висок приоритет (като потребителски въвеждания) се обработват своевременно. Scheduler използва опашка с приоритети за управление на Fibers, което му позволява да приоритизира актуализациите въз основа на тяхната спешност.

Ключови понятия:

• Fiber: Единица работа, представляваща инстанция на компонент.
• Scheduler: Модулът, отговорен за приоритизирането и планирането на Fibers.
• WorkLoop: Функцията, която итерира през дървото от Fibers и извършва актуализации.
• Priority Queue: Структура от данни, използвана за управление на Fibers въз основа на техния приоритет.

Значението на профилирането

Профилирането е процес на измерване и анализ на характеристиките на производителността на вашето приложение. В контекста на React, профилирането ви позволява да разберете как React Scheduler изпълнява задачи, да идентифицирате дълготрайни операции и да посочите области, в които оптимизацията може да има най-голямо въздействие. Без профилиране вие на практика работите на сляпо, разчитайки на догадки за подобряване на производителността.

Представете си сценарий, в който вашето приложение изпитва забележимо забавяне, когато потребител взаимодейства с определен компонент. Профилирането може да разкрие дали забавянето се дължи на сложна операция по рендиране в рамките на този компонент, неефективен процес на извличане на данни или прекомерни повторни рендирания, предизвикани от актуализации на състоянието. Като идентифицирате основната причина, можете да съсредоточите усилията си за оптимизация върху областите, които ще донесат най-значителни подобрения в производителността.

Инструменти за профилиране на React Scheduler

На разположение са няколко мощни инструмента за профилиране на React приложения и получаване на информация за изпълнението на задачи в рамките на React Scheduler:

1. Раздел Performance в Chrome DevTools

Разделът Performance в Chrome DevTools е универсален инструмент за профилиране на различни аспекти на уеб приложенията, включително производителността на React. Той предоставя подробна времева линия на всички дейности, извършващи се в браузъра, включително изпълнение на JavaScript, рендиране, изрисуване и мрежови заявки. Като запишете профил на производителността, докато взаимодействате с вашето React приложение, можете да идентифицирате тесните места в производителността и да анализирате изпълнението на React задачите.

Как да го използвате:

1. Отворете Chrome DevTools (Ctrl+Shift+I или Cmd+Option+I).
2. Отидете в раздела "Performance".
3. Кликнете върху бутона "Record".
4. Взаимодействайте с вашето React приложение, за да предизвикате поведението, което искате да профилирате.
5. Кликнете върху бутона "Stop", за да спрете записа.
6. Анализирайте генерираната времева линия, за да идентифицирате тесните места в производителността.

Разделът Performance предоставя различни изгледи за анализ на заснетите данни, включително:

• Flame Chart: Визуализира стека на извикванията на JavaScript функциите, което ви позволява да идентифицирате функциите, които консумират най-много време.
• Bottom-Up: Агрегира времето, прекарано във всяка функция и нейните извикващи, помагайки ви да идентифицирате най-скъпите операции.
• Call Tree: Показва стека на извикванията в йерархичен формат, предоставяйки ясен изглед на потока на изпълнение.

В рамките на раздела Performance търсете записи, свързани с React, като "Update" (представляващ актуализация на компонент) или "Commit" (представляващ финалното рендиране на актуализирания DOM). Тези записи могат да предоставят ценна информация за времето, прекарано в рендиране на компоненти.

2. React DevTools Profiler

React DevTools Profiler е специализиран инструмент, създаден специално за профилиране на React приложения. Той предоставя по-фокусиран изглед на вътрешните операции на React, което улеснява идентифицирането на проблеми с производителността, свързани с рендирането на компоненти, актуализации на състоянието и промени в проп-овете.

Инсталация:

React DevTools Profiler е наличен като разширение за браузъри Chrome, Firefox и Edge. Можете да го инсталирате от съответния магазин за разширения на вашия браузър.

Употреба:

1. Отворете панела React DevTools във вашия браузър.
2. Отидете в раздела "Profiler".
3. Кликнете върху бутона "Record".
4. Взаимодействайте с вашето React приложение, за да предизвикате поведението, което искате да профилирате.
5. Кликнете върху бутона "Stop", за да спрете записа.

Profiler предоставя два основни изгледа за анализ на заснетите данни:

• Flamegraph: Визуално представяне на дървото на компонентите, където всяка лента представлява компонент, а нейната ширина представлява времето, прекарано в рендирането на този компонент.
• Ranked: Списък на компонентите, класирани по времето, което им е отнело да се рендират, което ви позволява бързо да идентифицирате най-скъпите компоненти.

React DevTools Profiler също така предоставя функции за:

• Подчертаване на актуализациите: Визуално подчертаване на компонентите, които се рендират повторно, помагайки ви да идентифицирате ненужни повторни рендирания.
• Инспектиране на проп-ове и състояние на компоненти: Разглеждане на проп-овете и състоянието на компонентите, за да разберете защо се рендират повторно.
• Филтриране на компоненти: Фокусиране върху конкретни компоненти или части от дървото на компонентите.

3. Компонентът React.Profiler

Компонентът React.Profiler е вграден React API, който ви позволява да измервате производителността на рендиране на конкретни части от вашето приложение. Той предоставя програмен начин за събиране на данни за профилиране без да се разчита на външни инструменти.

Употреба:

Обвийте компонентите, които искате да профилирате, с компонента React.Profiler. Предоставете id проп, за да идентифицирате профилиращия инструмент, и onRender проп, който е callback функция, която ще бъде извикана след всяко рендиране.

import React from 'react';

function MyComponent() {
  return (
    
      {/* Component content */}
    
  );
}

function onRenderCallback(
  id: string,
  phase: 'mount' | 'update',
  actualDuration: number,
  baseDuration: number,
  startTime: number,
  commitTime: number,
  interactions: Set
) {
  console.log(`Component ${id} rendered`);
  console.log(`Phase: ${phase}`);
  console.log(`Actual duration: ${actualDuration}ms`);
  console.log(`Base duration: ${baseDuration}ms`);
}

Callback функцията onRender получава няколко аргумента, които предоставят информация за процеса на рендиране:

• id: id проп-ът на компонента React.Profiler.
• phase: Показва дали компонентът току-що е бил монтиран или актуализиран.
• actualDuration: Времето, прекарано в рендиране на компонента при тази актуализация.
• baseDuration: Очакваното време за рендиране на дървото на компонентите без мемоизация.
• startTime: Кога React е започнал да рендира тази актуализация.
• commitTime: Кога React е приложил тази актуализация.
• interactions: Множеството от "взаимодействия", които са били проследявани, когато тази актуализация е била планирана.

Можете да използвате тези данни, за да проследявате производителността на рендиране на вашите компоненти и да идентифицирате области, в които е необходима оптимизация.

Анализиране на данните от профилирането

След като сте заснели данни за профилиране с помощта на един от гореспоменатите инструменти, следващата стъпка е да анализирате данните и да идентифицирате тесните места в производителността. Ето някои ключови области, върху които да се съсредоточите:

1. Идентифициране на бавно рендиращи се компоненти

Изгледите Flamegraph и Ranked в React DevTools Profiler са особено полезни за идентифициране на компоненти, които отнемат много време за рендиране. Търсете компоненти с широки ленти във Flamegraph или компоненти, които се появяват в горната част на списъка Ranked. Тези компоненти са вероятни кандидати за оптимизация.

В раздела Performance на Chrome DevTools търсете записи "Update", които консумират значително количество време. Тези записи представляват актуализации на компоненти, а времето, прекарано в тези записи, показва цената на рендиране на съответните компоненти.

2. Откриване на ненужни повторни рендирания

Ненужните повторни рендирания могат значително да повлияят на производителността, особено в сложни приложения. React DevTools Profiler може да ви помогне да идентифицирате компоненти, които се рендират повторно, дори когато техните проп-ове или състояние не са се променили.

Активирайте опцията "Highlight updates when components render" в настройките на React DevTools. Това визуално ще подчертае компонентите, които се рендират повторно, което улеснява забелязването на ненужни повторни рендирания. Разследвайте причините, поради които тези компоненти се рендират повторно, и приложете техники за предотвратяването им, като например използване на React.memo или useMemo.

3. Проучване на скъпи изчисления

Дълготрайните изчисления във вашите компоненти могат да блокират основната нишка и да причинят проблеми с производителността. Разделът Performance в Chrome DevTools е ценен инструмент за идентифициране на тези изчисления.

Търсете JavaScript функции, които консумират значително количество време в изгледите Flame Chart или Bottom-Up. Тези функции може да извършват сложни изчисления, трансформации на данни или други скъпи операции. Обмислете оптимизирането на тези функции чрез използване на мемоизация, кеширане или по-ефективни алгоритми.

4. Анализиране на мрежови заявки

Мрежовите заявки също могат да допринесат за тесни места в производителността, особено ако са бавни или чести. Разделът Network в Chrome DevTools предоставя информация за мрежовата активност на вашето приложение.

Търсете заявки, които отнемат много време за изпълнение, или заявки, които се правят многократно. Обмислете оптимизирането на тези заявки чрез използване на кеширане, пагинация или по-ефективни стратегии за извличане на данни.

5. Разбиране на взаимодействията със Scheduler

Придобиването на по-дълбоко разбиране за това как React Scheduler приоритизира и изпълнява задачи може да бъде безценно за оптимизиране на производителността. Докато разделът Performance в Chrome DevTools и React DevTools Profiler предоставят известна видимост върху операциите на Scheduler, анализирането на заснетите данни изисква по-нюансирано разбиране на вътрешните механизми на React.

Фокусирайте се върху взаимодействията между компонентите и Scheduler. Ако определени компоненти постоянно предизвикват актуализации с висок приоритет, анализирайте защо тези актуализации са необходими и дали могат да бъдат отложени или оптимизирани. Обърнете внимание на това как Scheduler преплита различни видове задачи, като рендиране, оформление и изрисуване. Ако Scheduler постоянно превключва между задачи, това може да показва, че приложението изпитва претоварване, което може да доведе до влошаване на производителността.

Техники за оптимизация

След като сте идентифицирали тесните места в производителността чрез профилиране, следващата стъпка е да приложите техники за оптимизация, за да подобрите производителността на вашето приложение. Ето някои често срещани стратегии за оптимизация:

1. Мемоизация

Мемоизацията е техника за кеширане на резултатите от скъпи извиквания на функции и връщане на кеширания резултат, когато същите входни данни се появят отново. В React можете да използвате React.memo за мемоизиране на функционални компоненти и хука useMemo за мемоизиране на резултатите от изчисления.

import React, { useMemo } from 'react';

const MyComponent = React.memo(function MyComponent(props) {
  // ... логика на компонента
});

function MyComponentWithMemoizedValue() {
  const expensiveValue = useMemo(() => {
    // ... скъпо изчисление
    return result;
  }, [dependencies]);

  return (
    

      {expensiveValue}
    
  );
}

2. Виртуализация

Виртуализацията е техника за ефективно рендиране на големи списъци или таблици, като се рендират само видимите елементи. Библиотеки като react-window и react-virtualized предоставят компоненти за виртуализиране на списъци и таблици в React приложения.

3. Разделяне на кода (Code Splitting)

Разделянето на кода е техника за разбиване на вашето приложение на по-малки части и зареждането им при поискване. Това може да намали първоначалното време за зареждане на вашето приложение и да подобри цялостната му производителност. React поддържа разделяне на кода с помощта на динамични импорти и компонентите React.lazy и Suspense.

import React, { Suspense } from 'react';

const MyComponent = React.lazy(() => import('./MyComponent'));

function App() {
  return (
    Loading...