React Concurrent Mode: Odemčení přerušitelného vykreslování pro plynulejší uživatelský zážitek

React se stal hlavní knihovnou pro tvorbu dynamických a interaktivních uživatelských rozhraní. S rostoucí složitostí aplikací je stále náročnější udržet odezvu a poskytnout bezproblémový uživatelský zážitek. React Concurrent Mode je sada nových funkcí, které pomáhají řešit tyto výzvy tím, že umožňují přerušitelné vykreslování, což Reactu dovoluje pracovat na více úlohách souběžně bez blokování hlavního vlákna.

Co je Concurrent Mode?

Concurrent Mode není jednoduchý přepínač, který zapnete; je to zásadní posun v tom, jak React zpracovává aktualizace a vykreslování. Zavádí koncept prioritizace úkolů a přerušování dlouhotrvajících vykreslování, aby uživatelské rozhraní zůstalo responzivní. Představte si to jako zručného dirigenta vedoucího orchestr – řídí různé nástroje (úkoly) a zajišťuje harmonický výkon (uživatelský zážitek).

Tradičně React používal synchronní model vykreslování. Když došlo k aktualizaci, React zablokoval hlavní vlákno, vypočítal změny v DOM a aktualizoval UI. To mohlo vést k znatelnému zpoždění, zejména v aplikacích se složitými komponentami nebo častými aktualizacemi. Naopak Concurrent Mode umožňuje Reactu pozastavit, obnovit nebo dokonce zrušit úlohy vykreslování na základě priority, přičemž dává vyšší prioritu úkolům, které přímo ovlivňují interakci uživatele, jako je vstup z klávesnice nebo kliknutí na tlačítko.

Klíčové koncepty Concurrent Mode

Abychom pochopili, jak Concurrent Mode funguje, je důležité se seznámit s následujícími klíčovými koncepty:

1. React Fiber

Fiber je interní architektura Reactu, která umožňuje Concurrent Mode. Jde o reimplementaci klíčového algoritmu Reactu. Místo rekurzivního procházení stromu komponent a synchronní aktualizace DOM rozděluje Fiber proces vykreslování na menší jednotky práce, které lze pozastavit, obnovit nebo zrušit. Každá jednotka práce je reprezentována uzlem Fiber, který obsahuje informace o komponentě, jejích props a jejím stavu.

Představte si Fiber jako interní systém projektového řízení v Reactu. Sleduje postup každé úlohy vykreslování a umožňuje Reactu přepínat mezi úkoly na základě priority a dostupných zdrojů.

2. Plánování a prioritizace

Concurrent Mode zavádí sofistikovaný mechanismus plánování, který umožňuje Reactu prioritizovat různé typy aktualizací. Aktualizace lze rozdělit do kategorií:

• Naléhavé aktualizace: Tyto aktualizace vyžadují okamžitou pozornost, jako je vstup od uživatele nebo animace. React tyto aktualizace prioritizuje, aby zajistil responzivní uživatelský zážitek.
• Běžné aktualizace: Tyto aktualizace jsou méně kritické a mohou být odloženy bez významného dopadu na uživatelský zážitek. Příkladem je načítání dat nebo aktualizace na pozadí.
• Aktualizace s nízkou prioritou: Tyto aktualizace jsou nejméně kritické a mohou být odloženy na ještě delší dobu. Příkladem by byla aktualizace grafu, který není aktuálně viditelný na obrazovce.

React používá tuto prioritizaci k plánování aktualizací tak, aby se minimalizovalo blokování hlavního vlákna. Prokládá aktualizace s vysokou prioritou s aktualizacemi s nižší prioritou, což vytváří dojem plynulého a responzivního UI.

3. Přerušitelné vykreslování

Toto je jádro Concurrent Mode. Přerušitelné vykreslování umožňuje Reactu pozastavit úlohu vykreslování, pokud přijde aktualizace s vyšší prioritou. React se pak může přepnout na úkol s vyšší prioritou, dokončit ho a poté obnovit původní úlohu vykreslování. Tím se zabrání tomu, aby dlouhotrvající vykreslování blokovalo hlavní vlákno a způsobovalo, že se UI stane neresponzivním.

Představte si, že upravujete velký dokument. S Concurrent Mode, pokud náhle potřebujete posunout stránku nebo kliknout na tlačítko, může React pozastavit proces úpravy dokumentu, zpracovat posunutí nebo kliknutí na tlačítko a poté obnovit úpravu dokumentu bez jakéhokoli znatelného zpoždění. To je významné zlepšení oproti tradičnímu synchronnímu modelu vykreslování, kde by se proces úprav musel dokončit, než by React mohl reagovat na interakci uživatele.

4. Časové dělení (Time Slicing)

Časové dělení (Time slicing) je technika používaná v Concurrent Mode k rozdělení dlouhotrvajících úloh vykreslování na menší části práce. Každá část práce je provedena v krátkém časovém úseku, což umožňuje Reactu pravidelně vracet kontrolu hlavnímu vláknu. Tím se zabrání tomu, aby jakákoli jednotlivá úloha vykreslování blokovala hlavní vlákno příliš dlouho, a zajišťuje se tak, že UI zůstane responzivní.

Zvažte složitou vizualizaci dat, která vyžaduje mnoho výpočtů. S časovým dělením může React rozdělit vizualizaci na menší části a vykreslit každou část v samostatném časovém úseku. Tím se zabrání blokování hlavního vlákna vizualizací a umožní uživateli interagovat s UI, zatímco se vizualizace vykresluje.

5. Suspense

Suspense je mechanismus pro deklarativní zpracování asynchronních operací, jako je načítání dat. Umožňuje vám obalit asynchronní komponenty hranicí <Suspense> a specifikovat záložní UI, které se zobrazí, dokud se data načítají. Jakmile jsou data k dispozici, React automaticky vykreslí komponentu s daty. Suspense se bezproblémově integruje s Concurrent Mode, což umožňuje Reactu prioritizovat vykreslování záložního UI, zatímco se data načítají na pozadí.

Například byste mohli použít Suspense k zobrazení načítacího indikátoru (spinneru), zatímco se načítají data z API. Když data dorazí, React automaticky nahradí načítací indikátor skutečnými daty, což poskytuje plynulý a bezproblémový uživatelský zážitek.

Výhody Concurrent Mode

Concurrent Mode nabízí několik významných výhod pro aplikace v Reactu:

• Zlepšená odezva: Tím, že umožňuje Reactu přerušit dlouhotrvající vykreslování a prioritizovat interakce uživatele, Concurrent Mode způsobuje, že se aplikace zdají být responzivnější a interaktivnější.
• Vylepšený uživatelský zážitek: Schopnost zobrazovat záložní UI, zatímco se načítají data, a prioritizovat kritické aktualizace vede k plynulejšímu a bezproblémovějšímu uživatelskému zážitku.
• Lepší výkon: Ačkoli Concurrent Mode nutně nezrychluje vykreslování celkově, rozděluje práci rovnoměrněji, čímž zabraňuje dlouhým blokujícím obdobím a zlepšuje vnímaný výkon.
• Zjednodušené zpracování asynchronních operací: Suspense zjednodušuje proces zpracování asynchronních operací, což usnadňuje tvorbu složitých aplikací, které se spoléhají na načítání dat.

Případy použití Concurrent Mode

Concurrent Mode je zvláště přínosný pro aplikace s následujícími charakteristikami:

• Složité UI: Aplikace s velkým počtem komponent nebo složitou logikou vykreslování.
• Časté aktualizace: Aplikace, které vyžadují časté aktualizace UI, jako jsou real-time dashboardy nebo aplikace náročné na data.
• Asynchronní načítání dat: Aplikace, které se spoléhají na načítání dat z API nebo jiných asynchronních zdrojů.
• Animace: Aplikace, které používají animace k vylepšení uživatelského zážitku.

Zde jsou některé konkrétní příklady, jak lze Concurrent Mode použít v reálných aplikacích:

• E-commerce weby: Zlepšete odezvu seznamů produktů a výsledků vyhledávání. Použijte Suspense k zobrazení načítacích indikátorů, zatímco se načítají obrázky a popisy produktů.
• Platformy sociálních médií: Vylepšete uživatelský zážitek prioritizací aktualizací v kanálu novinek a oznámeních uživatele. Použijte Concurrent Mode pro plynulé zpracování animací a přechodů.
• Vizualizační panely dat: Zlepšete výkon složitých vizualizací dat jejich rozdělením na menší části a jejich vykreslováním v samostatných časových úsecích.
• Kolaborativní editory dokumentů: Zajistěte responzivní zážitek z úprav prioritizací vstupu od uživatele a zabráněním tomu, aby dlouhotrvající operace blokovaly hlavní vlákno.

Jak povolit Concurrent Mode

Pro povolení Concurrent Mode je třeba použít jedno z nových kořenových API představených v Reactu 18:

• createRoot: Toto je doporučený způsob, jak povolit Concurrent Mode pro nové aplikace. Vytváří kořen, který standardně používá Concurrent Mode.
• hydrateRoot: Toto se používá pro vykreslování na straně serveru (SSR) a hydrataci. Umožňuje progresivně hydratovat aplikaci, což zlepšuje počáteční dobu načítání.

Zde je příklad, jak použít createRoot:

import React from 'react';
import { createRoot } from 'react-dom/client';
import App from './App';

const container = document.getElementById('root');
const root = createRoot(container); // Create a root.
root.render(<App />);

Poznámka: ReactDOM.render je v Reactu 18 při použití Concurrent Mode zastaralý. Místo něj použijte createRoot nebo hydrateRoot.

Přechod na Concurrent Mode: Postupný přístup

Migrace existující aplikace v Reactu na Concurrent Mode není vždy jednoduchý proces. Často vyžaduje pečlivé plánování a postupný přístup. Zde je navrhovaná strategie:

1. Aktualizujte na React 18: Prvním krokem je aktualizace vaší aplikace na React 18.
2. Povolte Concurrent Mode: Použijte createRoot nebo hydrateRoot k povolení Concurrent Mode.
3. Identifikujte potenciální problémy: Použijte React DevTools Profiler k identifikaci komponent, které způsobují úzká hrdla výkonu nebo neočekávané chování.
4. Řešte problémy s kompatibilitou: Některé knihovny třetích stran nebo starší vzory v Reactu nemusí být plně kompatibilní s Concurrent Mode. Možná budete muset tyto knihovny aktualizovat nebo refaktorovat svůj kód, abyste tyto problémy vyřešili.
5. Implementujte Suspense: Použijte Suspense pro zpracování asynchronních operací a zlepšení uživatelského zážitku.
6. Důkladně testujte: Důkladně otestujte svou aplikaci, abyste se ujistili, že Concurrent Mode funguje podle očekávání a že nedošlo k žádným regresím ve funkčnosti nebo výkonu.

Potenciální výzvy a úvahy

Ačkoli Concurrent Mode nabízí významné výhody, je důležité si být vědom některých potenciálních výzev a úvah:

• Problémy s kompatibilitou: Jak již bylo zmíněno, některé knihovny třetích stran nebo starší vzory v Reactu nemusí být plně kompatibilní s Concurrent Mode. Možná budete muset tyto knihovny aktualizovat nebo refaktorovat svůj kód, abyste tyto problémy vyřešili. To může zahrnovat přepsání určitých metod životního cyklu nebo využití nových API poskytovaných Reactem 18.
• Složitost kódu: Concurrent Mode může do vaší kódové základny přidat složitost, zejména při práci s asynchronními operacemi a Suspense. Je důležité pochopit základní koncepty a psát kód způsobem, který je kompatibilní s Concurrent Mode.
• Ladění: Ladění aplikací v Concurrent Mode může být náročnější než ladění tradičních aplikací v Reactu. React DevTools Profiler je cenným nástrojem pro identifikaci úzkých hrdel výkonu a pochopení chování Concurrent Mode.
• Křivka učení: S Concurrent Mode je spojena křivka učení. Vývojáři potřebují pochopit nové koncepty a API, aby jej mohli efektivně používat. Investice času do učení se o Concurrent Mode a jeho osvědčených postupech je zásadní.
• Vykreslování na straně serveru (SSR): Ujistěte se, že vaše nastavení SSR je kompatibilní s Concurrent Mode. Použití hydrateRoot je klíčové pro správnou hydrataci aplikace na straně klienta po vykreslení na serveru.

Osvědčené postupy pro Concurrent Mode

Abyste z Concurrent Mode vytěžili co nejvíce, dodržujte tyto osvědčené postupy:

• Udržujte komponenty malé a zaměřené: Menší komponenty se snadněji vykreslují a aktualizují, což může zlepšit výkon. Rozdělte velké komponenty na menší, lépe spravovatelné jednotky.
• Vyhněte se vedlejším efektům ve vykreslování: Vyhněte se provádění vedlejších efektů (např. načítání dat, manipulace s DOM) přímo v metodě render. Pro vedlejší efekty použijte hook useEffect.
• Optimalizujte výkon vykreslování: Používejte techniky jako memoizace (React.memo), shouldComponentUpdate a PureComponent k zabránění zbytečným opětovným vykreslením.
• Používejte Suspense pro asynchronní operace: Obalte asynchronní komponenty hranicemi <Suspense>, abyste poskytli záložní UI, zatímco se načítají data.
• Profilujte svou aplikaci: Použijte React DevTools Profiler k identifikaci úzkých hrdel výkonu a optimalizaci vašeho kódu.
• Důkladně testujte: Důkladně otestujte svou aplikaci, abyste se ujistili, že Concurrent Mode funguje podle očekávání a že nedošlo k žádným regresím ve funkčnosti nebo výkonu.

Budoucnost Reactu a Concurrent Mode

Concurrent Mode představuje významný krok vpřed ve vývoji Reactu. Otevírá nové možnosti pro tvorbu responzivních a interaktivních uživatelských rozhraní. Jak se React bude dále vyvíjet, můžeme očekávat ještě pokročilejší funkce a optimalizace postavené na Concurrent Mode. React je stále více používán v různých globálních kontextech, od Latinské Ameriky po jihovýchodní Asii. Zajištění toho, aby aplikace v Reactu fungovaly dobře, zejména na méně výkonných zařízeních a pomalejších síťových připojeních, která jsou v mnoha částech světa běžná, je klíčové.

Závazek Reactu k výkonu, v kombinaci se silou Concurrent Mode, z něj činí přesvědčivou volbu pro tvorbu moderních webových aplikací, které poskytují skvělý uživatelský zážitek uživatelům po celém světě. Jakmile více vývojářů přijme Concurrent Mode, můžeme očekávat novou generaci aplikací v Reactu, které budou responzivnější, výkonnější a uživatelsky přívětivější.

Závěr

React Concurrent Mode je výkonná sada funkcí, která umožňuje přerušitelné vykreslování, prioritizaci aktualizací a zlepšené zpracování asynchronních operací. Porozuměním klíčovým konceptům Concurrent Mode a dodržováním osvědčených postupů můžete odemknout plný potenciál Reactu a vytvářet aplikace, které poskytují plynulejší a responzivnější uživatelský zážitek pro uživatele po celém světě. Přijměte Concurrent Mode a začněte tvořit budoucnost webu s Reactem!