Отключване на потенциала на React: Задълбочен преглед на конкурентните функции, приоритетните ленти и интеграцията на Scheduler

В динамичния свят на уеб разработката, предоставянето на безпроблемно и отзивчиво потребителско изживяване е от първостепенно значение. С нарастването на сложността на приложенията и повишаването на потребителските очаквания, особено на различни световни пазари, тесните места в производителността могат значително да попречат на потребителското удовлетворение. React, водеща JavaScript библиотека за изграждане на потребителски интерфейси, непрекъснато се развива, за да отговори на тези предизвикателства. Едно от най-значимите постижения през последните години е въвеждането на конкурентни функции, задвижвани от усъвършенстван базов Scheduler и концепцията за приоритетни ленти.

Това изчерпателно ръководство ще демистифицира конкурентните функции на React, ще обясни ролята на Scheduler-а и ще илюстрира как приоритетните ленти позволяват по-интелигентно и ефективно рендиране. Ще разгледаме 'защо' и 'как' зад тези мощни механизми, предоставяйки практически прозрения и примери, свързани с изграждането на производителни приложения за глобална аудитория.

Необходимостта от конкурентност в React

Традиционно процесът на рендиране на React беше синхронен. Когато възникнеше актуализация, React блокираше основната нишка, докато целият потребителски интерфейс не бъде пререндиран. Въпреки че този подход е ясен, той представлява значителен проблем: дългите рендирания могат да замразят потребителския интерфейс. Представете си потребител, който взаимодейства с уебсайт за електронна търговия, опитвайки се да филтрира продукти или да добави артикул в кошницата си, докато едновременно с това се извършва голямо извличане на данни или сложно изчисление. Потребителският интерфейс може да стане неотзивчив, което води до разочароващо изживяване. Този проблем се засилва в световен мащаб, където потребителите могат да имат различни скорости на интернет и възможности на устройствата, което прави бавното рендиране още по-въздействащо.

Конкурентността в React има за цел да реши това, като позволи на React да прекъсва, приоритизира и възобновява задачите за рендиране. Вместо едно, монолитно рендиране, конкурентността разделя рендирането на по-малки, управляеми части. Това означава, че React може да преплита различни задачи, като гарантира, че най-важните актуализации (като потребителски взаимодействия) се обработват своевременно, дори ако други по-малко критични актуализации все още са в процес на изпълнение.

Основни предимства на конкурентния React:

• Подобрена отзивчивост: Потребителските взаимодействия се усещат по-бързи, тъй като React може да ги приоритизира пред фоновите актуализации.
• По-добро потребителско изживяване: Предотвратява замръзване на потребителския интерфейс, което води до по-плавно и завладяващо изживяване за потребители по целия свят.
• Ефективно използване на ресурси: Позволява по-интелигентно планиране на работата, като използва по-добре основната нишка на браузъра.
• Активиране на нови функции: Отключва разширени функции като преходи, поточно рендиране на сървъра и конкурентен Suspense.

Представяне на React Scheduler

В основата на конкурентните възможности на React лежи React Scheduler. Този вътрешен модул е отговорен за управлението и оркестрирането на изпълнението на различни задачи за рендиране. Това е усъвършенствана технология, която решава 'какво' да бъде рендирано, 'кога' и в 'какъв ред'.

Scheduler-ът работи на принципа на кооперативната многозадачност. Той не прекъсва принудително друг JavaScript код; вместо това периодично предава контрола обратно на браузъра, позволявайки на основни задачи като обработка на потребителски вход, анимации и други текущи JavaScript операции да продължат. Този механизъм за предаване на контрол е от решаващо значение за поддържането на основната нишка незаблокирана.

Scheduler-ът работи, като разделя работата на дискретни единици. Когато даден компонент трябва да бъде рендиран или актуализиран, Scheduler-ът създава задача за него. След това поставя тези задачи в опашка и ги обработва въз основа на зададения им приоритет. Тук влизат в действие приоритетните ленти.

Как работи Scheduler-ът (концептуален преглед):

1. Създаване на задача: Когато се инициира актуализация на състоянието на React или ново рендиране, Scheduler-ът създава съответна задача.
2. Присвояване на приоритет: На всяка задача се присвоява ниво на приоритет въз основа на нейната същност (напр. потребителско взаимодействие спрямо извличане на фонови данни).
3. Поставяне на опашка: Задачите се поставят в приоритетна опашка.
4. Изпълнение и предаване на контрол: Scheduler-ът избира задачата с най-висок приоритет от опашката. Той започва да изпълнява задачата. Ако задачата е дълга, Scheduler-ът периодично ще предава контрол обратно на браузъра, позволявайки обработката на други важни събития.
5. Възобновяване: След предаване на контрол, Scheduler-ът може да възобнови прекъснатата задача или да избере друга задача с висок приоритет.

Scheduler-ът е проектиран да бъде високоефективен и да се интегрира безпроблемно с цикъла на събития на браузъра. Той използва техники като requestIdleCallback и requestAnimationFrame (когато е уместно), за да планира работата, без да блокира основната нишка.

Приоритетни ленти: Организиране на потока за рендиране

Концепцията за приоритетни ленти е от основно значение за това как React Scheduler управлява и приоритизира работата по рендиране. Представете си магистрала с различни ленти, всяка от които е предназначена за превозни средства, движещи се с различни скорости или с различни нива на спешност. Приоритетните ленти в React работят по подобен начин, като присвояват 'приоритет' на различни типове актуализации и задачи. Това позволява на React динамично да регулира коя работа ще извърши следваща, като гарантира, че критичните операции не са „изгладнели“ от по-малко важни.

React дефинира няколко нива на приоритет, всяко от които съответства на определена 'лента'. Тези ленти помагат за категоризиране на спешността на актуализацията на рендирането. Ето опростен преглед на често срещаните нива на приоритет:

• NoPriority: Най-нисък приоритет, обикновено използван за задачи, които могат да бъдат отложени за неопределено време.
• UserBlockingPriority: Висок приоритет, използван за задачи, които са пряко предизвикани от потребителски взаимодействия и изискват незабавен визуален отговор. Примерите включват писане в поле за въвеждане, щракване върху бутон или появяване на модален прозорец. Тези актуализации не трябва да бъдат прекъсвани.
• NormalPriority: Стандартен приоритет за повечето актуализации, които не са пряко свързани с незабавно потребителско взаимодействие, но все пак изискват своевременно рендиране.
• LowPriority: По-нисък приоритет за актуализации, които могат да бъдат отложени, като анимации, които не са критични за непосредственото потребителско изживяване, или извличане на фонови данни, които могат да бъдат забавени при необходимост.
• ContinuousPriority: Много висок приоритет, използван за непрекъснати актуализации като анимации или проследяване на събития за превъртане, като гарантира тяхното плавно рендиране.

Scheduler-ът използва тези приоритетни ленти, за да реши коя задача да изпълни. Когато има няколко предстоящи актуализации, React винаги ще избере задачата от най-високата налична приоритетна лента. Ако пристигне задача с висок приоритет (напр. щракване на потребител), докато React работи върху задача с по-нисък приоритет (напр. рендиране на списък с некритични елементи), React може да прекъсне задачата с по-нисък приоритет, да рендира актуализацията с висок приоритет и след това да възобнови прекъснатата задача.

Илюстративен пример: Потребителско взаимодействие срещу фонови данни

• Без конкурентност: React щеше да завърши рендирането на фоновите детайли на продукта, преди да обработи щракването на потребителя, което потенциално би причинило забавяне и би направило приложението да се усеща мудно.
• С конкурентност: Щракването на потребителя задейства актуализация с UserBlockingPriority. React Scheduler, виждайки тази задача с висок приоритет, може да прекъсне рендирането на фоновите детайли на продукта (които имат по-нисък приоритет, може би NormalPriority или LowPriority). След това React приоритизира и рендира детайлите на продукта, поискани от потребителя. След като това приключи, той може да възобнови рендирането на фоновите данни. Потребителят възприема незабавен отговор на своето щракване, въпреки че друга работа е била в ход.

Преходи: Маркиране на неспешни актуализации

React 18 въведе концепцията за Преходи (Transitions), които са начин за изрично маркиране на актуализации, които не са спешни. Преходите обикновено се използват за неща като навигация между страници или филтриране на големи набори от данни, където леко забавяне е приемливо и е от решаващо значение да се поддържа потребителският интерфейс отзивчив към потребителския вход междувременно.

Използвайки API-то startTransition, можете да обвиете актуализации на състоянието, които трябва да се третират като преходи. Тогава планировчикът на React ще даде на тези актуализации по-нисък приоритет от спешните актуализации (като писане в поле за въвеждане). Това означава, че ако потребител пише, докато преходът е в ход, React ще спре прехода, ще рендира спешната актуализация на въвеждането и след това ще възобнови прехода.

Пример с използване на startTransition:

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

function App() {
  const [inputVal, setInputVal] = useState('');
  const [listItems, setListItems] = useState([]);
  const [isPending, startTransition] = useTransition();

  const handleChange = (e) => {
    setInputVal(e.target.value);

    // Mark this update as a transition
    startTransition(() => {
      // Simulate fetching or filtering a large list based on input
      const newList = Array.from({ length: 5000 }, (_, i) => `Item ${i + 1} - ${e.target.value}`);
      setListItems(newList);
    });
  };

  return (
    

      
      {isPending && 
Loading...
}
      

        {listItems.map((item, index) => (
          
{item}
        ))}
      
    
  );
}

export default App;

            

              
                Copy
              
            
          

В този пример, писането в полето за въвеждане (`setInputVal`) е спешна актуализация. Въпреки това, филтрирането или повторното извличане на `listItems` въз основа на този вход е преход. Чрез обвиване на `setListItems` в startTransition, ние казваме на React, че тази актуализация може да бъде прекъсната от по-спешна работа. Ако потребителят пише бързо, полето за въвеждане ще остане отзивчиво, тъй като React ще спре потенциално бавната актуализация на списъка, за да рендира знака, който потребителят току-що е написал.

Интегриране на Scheduler и приоритетни ленти във вашето React приложение

Като разработчик, в повечето случаи вие не взаимодействате директно с ниско ниво на имплементация на React Scheduler или неговите приоритетни ленти. Конкурентните функции на React са проектирани да се използват чрез API-та и модели на по-високо ниво.

Основни API-та и модели за конкурентен React:

• createRoot: Входната точка за използване на конкурентни функции. Трябва да използвате ReactDOM.createRoot вместо по-стария ReactDOM.render. Това активира конкурентно рендиране за вашето приложение.

              
  import { createRoot } from 'react-dom/client';
  import App from './App';
  
  const container = document.getElementById('root');
  const root = createRoot(container);
  root.render();
      
              
  
                
                  Copy
                
              
            

• Suspense: Позволява ви да отложите рендирането на част от вашето дърво от компоненти, докато не бъде изпълнено условие. Това работи ръка за ръка с конкурентния рендерер, за да осигури състояния на зареждане за извличане на данни, разделяне на код или други асинхронни операции. Когато компонент, спрян в границата на <Suspense>, се рендира, React автоматично ще го планира с подходящ приоритет.

              
  import React, { Suspense } from 'react';
  import UserProfile from './UserProfile'; // Assume UserProfile fetches data and can suspend
  
  function App() {
    return (
      
  
        
  User Dashboard
        Loading User Profile...
  }>
          
        
      

  ); } export default App;
  Copy