Prozkoumejte Concurrent Mode a přerušitelné vykreslování v Reactu. Zjistěte, jak tato změna paradigmatu zlepšuje výkon, odezvu a uživatelský zážitek aplikací po celém světě.
React Concurrent Mode: Zvládnutí přerušitelného vykreslování pro lepší uživatelský zážitek
V neustále se vyvíjejícím světě front-endového vývoje je uživatelský zážitek (UX) na prvním místě. Uživatelé po celém světě očekávají, že aplikace budou rychlé, plynulé a responzivní, bez ohledu na jejich zařízení, síťové podmínky nebo složitost prováděného úkolu. Tradiční mechanismy vykreslování v knihovnách jako React často bojují s plněním těchto požadavků, zejména při operacích náročných na zdroje nebo když o pozornost prohlížeče soupeří více aktualizací. Zde přichází na scénu Concurrent Mode od Reactu (nyní často označovaný jednoduše jako souběžnost v Reactu), který přináší revoluční koncept: přerušitelné vykreslování. Tento blogový příspěvek se ponoří do složitostí Concurrent Mode, vysvětlí, co přerušitelné vykreslování znamená, proč je to zásadní změna a jak jej můžete využít k vytváření výjimečných uživatelských zážitků pro globální publikum.
Pochopení omezení tradičního vykreslování
Než se ponoříme do geniality Concurrent Mode, je nezbytné pochopit výzvy, které představuje tradiční, synchronní model vykreslování, který React historicky používal. V synchronním modelu React zpracovává aktualizace UI jednu po druhé, blokujícím způsobem. Představte si vaši aplikaci jako jednoproudou dálnici. Když začne úkol vykreslování, musí dokončit svou cestu, než může začít jakýkoli jiný úkol. To může vést k několika problémům, které zhoršují UX:
- Zamrzání UI: Pokud vykreslení složité komponenty trvá dlouho, celé uživatelské rozhraní se může stát nereagujícím. Uživatelé mohou kliknout na tlačítko, ale po delší dobu se nic neděje, což vede k frustraci.
- Vynechané snímky: Během náročných úkolů vykreslování nemusí mít prohlížeč dostatek času na vykreslení obrazovky mezi snímky, což vede k trhanému a neplynulému zážitku z animací. To je zvláště patrné u náročných animací nebo přechodů.
- Špatná odezva: I když hlavní vykreslování blokuje, uživatelé mohou stále interagovat s jinými částmi aplikace. Pokud je však hlavní vlákno zaneprázdněno, tyto interakce mohou být zpožděny nebo ignorovány, což aplikaci činí pomalou.
- Neefektivní využití zdrojů: Zatímco se jeden úkol vykresluje, jiné, potenciálně vyšší priority, mohou čekat, i když by současný úkol vykreslování mohl být pozastaven nebo přerušen.
Zvažte běžný scénář: uživatel píše do vyhledávacího pole, zatímco se na pozadí načítá a vykresluje velký seznam dat. V synchronním modelu by vykreslování seznamu mohlo zablokovat obsluhu vstupu pro vyhledávací pole, což by způsobilo zpoždění při psaní. Ještě horší je, že pokud je seznam extrémně velký, celá aplikace se může zdát zamrzlá, dokud se vykreslování nedokončí.
Představení Concurrent Mode: Změna paradigmatu
Concurrent Mode není funkce, kterou tradičně „zapnete“; spíše se jedná o nový režim provozu pro React, který umožňuje funkce jako přerušitelné vykreslování. V jádru umožňuje souběžnost Reactu spravovat více úkolů vykreslování současně a přerušovat, pozastavovat a obnovovat tyto úkoly podle potřeby. Toho je dosaženo pomocí sofistikovaného plánovače, který prioritizuje aktualizace na základě jejich naléhavosti a důležitosti.
Představte si naši analogii s dálnicí znovu, ale tentokrát s více pruhy a řízením provozu. Concurrent Mode zavádí inteligentní řídicí jednotku provozu, která může:
- Prioritizovat pruhy: Směrovat naléhavý provoz (jako je vstup od uživatele) do volných pruhů.
- Pozastavit a obnovit: Dočasně zastavit pomalu se pohybující, méně naléhavé vozidlo (dlouhý úkol vykreslování), aby mohla projet rychlejší a důležitější vozidla.
- Měnit pruhy: Plynule přesouvat pozornost mezi různými úkoly vykreslování na základě měnících se priorit.
Tento zásadní posun od synchronního, jednoho po druhém zpracování k asynchronnímu, prioritizovanému řízení úkolů je podstatou přerušitelného vykreslování.
Co je přerušitelné vykreslování?
Přerušitelné vykreslování je schopnost Reactu pozastavit úkol vykreslování v polovině jeho provádění a později jej obnovit, nebo opustit částečně vykreslený výstup ve prospěch novější, vyšší prioritní aktualizace. To znamená, že dlouhotrvající operace vykreslování může být rozdělena na menší části a React může přepínat mezi těmito částmi a jinými úkoly (jako je reakce na vstup uživatele) podle potřeby.
Klíčové koncepty, které umožňují přerušitelné vykreslování, zahrnují:
- Time Slicing (Časové úseky): React může přidělit „časový úsek“ úkolům vykreslování. Pokud úkol překročí přidělený časový úsek, React jej může pozastavit a později obnovit, čímž zabrání blokování hlavního vlákna.
- Prioritizace: Plánovač přiřazuje priority různým aktualizacím. Interakce uživatele (jako psaní nebo klikání) mají obvykle vyšší prioritu než načítání dat na pozadí nebo méně kritické aktualizace UI.
- Preempce: Aktualizace s vyšší prioritou může přerušit aktualizaci s nižší prioritou. Například pokud uživatel píše do vyhledávacího pole, zatímco se vykresluje velká komponenta, React může pozastavit vykreslování komponenty, zpracovat vstup uživatele, aktualizovat vyhledávací pole a poté potenciálně obnovit vykreslování komponenty později.
Tato schopnost „přerušit“ a „obnovit“ je to, co činí souběžnost v Reactu tak silnou. Zajišťuje, že UI zůstává responzivní a že kritické interakce uživatele jsou zpracovány rychle, i když aplikace provádí složité úkoly vykreslování.
Klíčové funkce a jak umožňují souběžnost
Concurrent Mode odemyká několik výkonných funkcí, které jsou postaveny na základech přerušitelného vykreslování. Pojďme prozkoumat některé z nejvýznamnějších:
1. Suspense pro načítání dat
Suspense je deklarativní způsob, jak zpracovávat asynchronní operace, jako je načítání dat, ve vašich React komponentách. Dříve se správa stavů načítání pro více asynchronních operací mohla stát složitou a vést k vnořenému podmíněnému vykreslování. Suspense to výrazně zjednodušuje.
Jak to funguje se souběžností: Když komponenta používající Suspense potřebuje načíst data, „pozastaví“ vykreslování a zobrazí záložní UI (např. načítací kolečko). Plánovač Reactu pak může pozastavit vykreslování této komponenty, aniž by blokoval zbytek UI. Mezitím může zpracovávat další aktualizace nebo interakce uživatele. Jakmile jsou data načtena, komponenta může obnovit vykreslování se skutečnými daty. Tato přerušitelná povaha je klíčová; React nezůstane zaseknutý čekáním na data.
Globální příklad: Představte si globální e-commerce platformu, kde si uživatel v Tokiu prohlíží stránku produktu. Současně uživatel v Londýně přidává položku do košíku a další uživatel v New Yorku hledá produkt. Pokud stránka produktu v Tokiu vyžaduje načtení podrobných specifikací, které trvá několik sekund, Suspense umožňuje zbytku aplikace (jako je košík v Londýně nebo vyhledávání v New Yorku) zůstat plně responzivní. React může pozastavit vykreslování stránky produktu v Tokiu, zpracovat aktualizaci košíku v Londýně a vyhledávání v New Yorku a poté obnovit stránku v Tokiu, jakmile jsou její data připravena.
Ukázka kódu (ilustrativní):
// Představte si funkci fetchData, která vrací Promise
function fetchUserData() {
return new Promise(resolve => {
setTimeout(() => {
resolve({ name: 'Alice' });
}, 2000);
});
}
// Hypotetický hook pro načítání dat s podporou Suspense
function useUserData() {
const data = fetch(url);
if (data.status === 'pending') {
throw new Promise(resolve => {
// Toto je to, co Suspense zachytává
setTimeout(() => resolve(null), 2000);
});
}
return data.value;
}
function UserProfile() {
const userData = useUserData(); // Toto volání může pozastavit vykreslování
return Vítejte, {userData.name}!;
}
function App() {
return (
Načítání uživatele...
2. Automatické dávkování
Dávkování je proces seskupování více aktualizací stavu do jednoho překreslení. Tradičně React dávkoval pouze aktualizace, které se vyskytly v obslužných rutinách událostí. Aktualizace iniciované mimo obslužné rutiny událostí (např. v promises nebo `setTimeout`) nebyly dávkovány, což vedlo k zbytečným překreslením.
Jak to funguje se souběžností: S Concurrent Mode React automaticky dávkuje všechny aktualizace stavu, bez ohledu na to, odkud pocházejí. To znamená, že pokud máte několik aktualizací stavu, které se dějí v rychlém sledu (např. z dokončení více asynchronních operací), React je seskupí a provede jediné překreslení, což zlepší výkon a sníží režii více cyklů vykreslování.
Příklad: Předpokládejme, že načítáte data ze dvou různých API. Jakmile jsou obě dokončeny, aktualizujete dvě samostatné části stavu. Ve starších verzích Reactu by to mohlo spustit dvě překreslení. V Concurrent Mode jsou tyto aktualizace dávkovány, což vede k jedinému, efektivnějšímu překreslení.
3. Přechody (Transitions)
Přechody jsou nový koncept zavedený k rozlišení mezi naléhavými a nenaléhavými aktualizacemi. Jedná se o klíčový mechanismus pro umožnění přerušitelného vykreslování.
Naléhavé aktualizace: Jedná se o aktualizace, které vyžadují okamžitou zpětnou vazbu, jako je psaní do vstupního pole, kliknutí na tlačítko nebo přímá manipulace s prvky UI. Měly by působit okamžitě.
Přechodové aktualizace: Jedná se o aktualizace, které mohou trvat déle a nevyžadují okamžitou zpětnou vazbu. Příklady zahrnují vykreslení nové stránky po kliknutí na odkaz, filtrování velkého seznamu nebo aktualizaci souvisejících prvků UI, které nereagují přímo na kliknutí. Tyto aktualizace mohou být přerušeny.
Jak to funguje se souběžností: Pomocí API `startTransition` můžete označit určité aktualizace stavu jako přechody. Plánovač Reactu pak bude tyto aktualizace považovat za méně prioritní a může je přerušit, pokud dojde k naléhavější aktualizaci. To zajišťuje, že zatímco probíhá nenaléhavá aktualizace (jako vykreslování velkého seznamu), naléhavé aktualizace (jako psaní do vyhledávacího pole) jsou upřednostněny, což udržuje UI responzivní.
Globální příklad: Zvažte webovou stránku pro rezervaci cestování. Když uživatel vybere novou destinaci, může to spustit kaskádu aktualizací: načítání letových dat, aktualizace dostupnosti hotelů a vykreslení mapy. Pokud se uživatel okamžitě rozhodne změnit data cesty, zatímco se původní aktualizace stále zpracovávají, API `startTransition` umožňuje Reactu pozastavit aktualizace letů/hotelů, zpracovat naléhavou změnu dat a poté potenciálně obnovit nebo znovu zahájit načítání letů/hotelů na základě nových dat. Tím se zabrání zamrznutí UI během složité sekvence aktualizací.
Ukázka kódu (ilustrativní):
import { useState, useTransition } from 'react';
function SearchResults() {
const [isPending, startTransition] = useTransition();
const [query, setQuery] = useState('');
const [results, setResults] = useState([]);
const handleQueryChange = (e) => {
const newQuery = e.target.value;
setQuery(newQuery);
// Označit tuto aktualizaci jako přechod
startTransition(() => {
// Simulace načítání výsledků, toto může být přerušeno
fetchResults(newQuery).then(res => setResults(res));
});
};
return (
{isPending && Načítání výsledků...}
{results.map(item => (
- {item.name}
))}
);
}
4. Integrace knihoven a ekosystému
Výhody Concurrent Mode se neomezují pouze na klíčové funkce Reactu. Celý ekosystém se přizpůsobuje. Knihovny, které interagují s Reactem, jako jsou řešení pro směrování nebo nástroje pro správu stavu, mohou také využít souběžnost k poskytnutí plynulejšího zážitku.
Příklad: Směrovací knihovna může používat přechody k navigaci mezi stránkami. Pokud uživatel přejde pryč předtím, než se aktuální stránka plně vykreslí, aktualizace směrování může být plynule přerušena nebo zrušena a nová navigace může mít přednost. Tím je zajištěno, že uživatel vždy vidí nejaktuálnější zobrazení, které zamýšlel.
Jak povolit a používat souběžné funkce
Zatímco Concurrent Mode je zásadní změna, povolení jeho funkcí je obecně jednoduché a často vyžaduje minimální změny v kódu, zejména pro nové aplikace nebo při přijímání funkcí jako Suspense a Transitions.
1. Verze Reactu
Souběžné funkce jsou k dispozici v Reactu 18 a novějších. Ujistěte se, že používáte kompatibilní verzi:
npm install react@latest react-dom@latest
2. Root API (`createRoot`)
Hlavním způsobem, jak se přihlásit k souběžným funkcím, je použití nového API `createRoot` při připojování vaší aplikace:
// index.js nebo main.jsx
import ReactDOM from 'react-dom/client';
import App from './App';
const container = document.getElementById('root');
const root = ReactDOM.createRoot(container);
root.render( );
Použití `createRoot` automaticky povoluje všechny souběžné funkce, včetně automatického dávkování, přechodů a Suspense.
Poznámka: Starší API `ReactDOM.render` nepodporuje souběžné funkce. Migrace na `createRoot` je klíčovým krokem k odemčení souběžnosti.
3. Implementace Suspense
Jak bylo ukázáno dříve, Suspense se implementuje obalením komponent, které provádějí asynchronní operace, do hranice <Suspense>
a poskytnutím `fallback` prop.
Doporučené postupy:
- Vnořujte hranice
<Suspense>
pro granulární správu stavů načítání. - Používejte vlastní hooky, které se integrují se Suspense pro čistší logiku načítání dat.
- Zvažte použití knihoven jako Relay nebo Apollo Client, které mají prvotřídní podporu pro Suspense.
4. Použití přechodů (`startTransition`)
Identifikujte nenaléhavé aktualizace UI a obalte je pomocí `startTransition`.
Kdy použít:
- Aktualizace výsledků vyhledávání poté, co uživatel píše.
- Navigace mezi trasami.
- Filtrování velkých seznamů nebo tabulek.
- Načítání dalších dat, která nemají okamžitý dopad na interakci uživatele.
Příklad: Pro složité filtrování velkého datového souboru zobrazeného v tabulce byste nastavili stav filtru a poté zavolali `startTransition` pro skutečné filtrování a překreslení řádků tabulky. Tím je zajištěno, že pokud uživatel rychle změní kritéria filtru znovu, předchozí operace filtrování může být bezpečně přerušena.
Výhody přerušitelného vykreslování pro globální publikum
Výhody přerušitelného vykreslování a Concurrent Mode jsou zesíleny, když zvažujeme globální uživatelskou základnu s různými síťovými podmínkami a schopnostmi zařízení.
- Zlepšený vnímaný výkon: I na pomalejších připojeních nebo méně výkonných zařízeních zůstává UI responzivní. Uživatelé zažívají svižnější aplikaci, protože kritické interakce nejsou nikdy dlouho blokovány.
- Zvýšená přístupnost: Prioritizací interakcí uživatele se aplikace stávají přístupnějšími pro uživatele, kteří se spoléhají na asistenční technologie nebo kteří mohou mít kognitivní poruchy, pro které je přínosem konzistentně responzivní rozhraní.
- Snížená frustrace: Globální uživatelé, kteří často pracují v různých časových pásmech a s různými technickými nastaveními, oceňují aplikace, které nezamrzají ani se nezpožďují. Plynulý UX vede k vyšší angažovanosti a spokojenosti.
- Lepší správa zdrojů: Na mobilních zařízeních nebo starším hardwaru, kde jsou CPU a paměť často omezené, přerušitelné vykreslování umožňuje Reactu efektivně spravovat zdroje, pozastavovat nepodstatné úkoly, aby uvolnil místo pro ty kritické.
- Konzistentní zážitek napříč zařízeními: Ať už je uživatel na špičkovém stolním počítači v Silicon Valley nebo na levném smartphonu v jihovýchodní Asii, základní odezva aplikace může být udržena, čímž se překlenuje propast v hardwarových a síťových schopnostech.
Zvažte aplikaci pro výuku jazyků používanou studenty po celém světě. Pokud jeden student stahuje novou lekci (potenciálně dlouhý úkol), zatímco jiný se snaží odpovědět na rychlou slovníkovou otázku, přerušitelné vykreslování zajišťuje, že slovníková otázka je zodpovězena okamžitě, i když stahování stále probíhá. To je klíčové pro vzdělávací nástroje, kde je okamžitá zpětná vazba nezbytná pro učení.
Potenciální výzvy a úvahy
Zatímco Concurrent Mode nabízí významné výhody, jeho přijetí také zahrnuje křivku učení a některé úvahy:
- Ladění (Debugging): Ladění asynchronních a přerušitelných operací může být náročnější než ladění synchronního kódu. Pochopení toku provádění a toho, kdy mohou být úkoly pozastaveny nebo obnoveny, vyžaduje pečlivou pozornost.
- Změna mentálního modelu: Vývojáři si musí přizpůsobit své myšlení z čistě sekvenčního modelu provádění na více souběžný, událostmi řízený přístup. Klíčové je pochopení důsledků `startTransition` a Suspense.
- Externí knihovny: Ne všechny knihovny třetích stran jsou aktualizovány tak, aby byly kompatibilní se souběžností. Použití starších knihoven, které provádějí blokující operace, může stále vést k zamrzání UI. Je důležité zajistit, aby vaše závislosti byly kompatibilní.
- Správa stavu: Zatímco vestavěné funkce souběžnosti v Reactu jsou výkonné, složité scénáře správy stavu mohou vyžadovat pečlivé zvážení, aby bylo zajištěno, že všechny aktualizace jsou zpracovávány správně a efektivně v rámci souběžného paradigmatu.
Budoucnost souběžnosti v Reactu
Cesta Reactu do souběžnosti pokračuje. Tým nadále zdokonaluje plánovač, zavádí nová API a zlepšuje vývojářský zážitek. Funkce jako Offscreen API (umožňující vykreslování komponent bez ovlivnění uživatelem vnímaného UI, což je užitečné pro před-vykreslování nebo úlohy na pozadí) dále rozšiřují možnosti toho, co lze dosáhnout se souběžným vykreslováním.
Jak se web stává stále složitějším a očekávání uživatelů ohledně výkonu a odezvy stále rostou, souběžné vykreslování se stává nejen optimalizací, ale nutností pro vytváření moderních a poutavých aplikací, které uspokojí globální publikum.
Závěr
React Concurrent Mode a jeho klíčový koncept přerušitelného vykreslování představují významný vývoj v tom, jak stavíme uživatelská rozhraní. Tím, že umožníme Reactu pozastavovat, obnovovat a prioritizovat úkoly vykreslování, můžeme vytvářet aplikace, které jsou nejen výkonné, ale také neuvěřitelně responzivní a odolné, i při velké zátěži nebo v omezených prostředích.
Pro globální publikum to znamená spravedlivější a příjemnější uživatelský zážitek. Ať už vaši uživatelé přistupují k vaší aplikaci z vysokorychlostního optického připojení v Evropě nebo z mobilní sítě v rozvojové zemi, Concurrent Mode pomáhá zajistit, že vaše aplikace působí rychle a plynule.
Přijetí funkcí jako Suspense a Transitions a migrace na nové Root API jsou klíčovými kroky k odemčení plného potenciálu Reactu. Pochopením a aplikací těchto konceptů můžete stavět novou generaci webových aplikací, které skutečně potěší uživatele po celém světě.
Klíčové poznatky:
- Concurrent Mode v Reactu umožňuje přerušitelné vykreslování, čímž se osvobozuje od synchronního blokování.
- Funkce jako Suspense, automatické dávkování a Transitions jsou postaveny na tomto souběžném základě.
- Použijte `createRoot` k povolení souběžných funkcí.
- Identifikujte a označte nenaléhavé aktualizace pomocí `startTransition`.
- Souběžné vykreslování výrazně zlepšuje UX pro globální uživatele, zejména při různých síťových podmínkách a na různých zařízeních.
- Sledujte vývoj souběžných funkcí v Reactu pro optimální výkon.
Začněte zkoumat Concurrent Mode ve svých projektech ještě dnes a stavějte rychlejší, responzivnější a příjemnější aplikace pro všechny.