React Scheduler API: Zvládnutí priority úkolů a časového dělení

V oblasti moderního webového vývoje je prvořadé poskytování bezproblémového a responzivního uživatelského prostředí. React, populární JavaScriptová knihovna pro vytváření uživatelských rozhraní, nabízí výkonné nástroje k dosažení tohoto cíle. Mezi tyto nástroje patří Scheduler API, které poskytuje jemnou kontrolu nad prioritizací úkolů a časovým dělením. Tento článek se zabývá složitostmi React Scheduler API, zkoumá jeho koncepty, výhody a praktické aplikace pro optimalizaci vašich React aplikací.

Pochopení potřeby plánování

Předtím, než se ponoříme do technických detailů, je důležité pochopit, proč je plánování vůbec nutné. V typické aplikaci React jsou aktualizace často zpracovávány synchronně. To znamená, že když se změní stav komponenty, React okamžitě znovu vykreslí tuto komponentu a její potomky. I když tento přístup funguje dobře pro malé aktualizace, může se stát problematickým při práci se složitými komponentami nebo výpočetně náročnými úkoly. Dlouhotrvající aktualizace mohou blokovat hlavní vlákno, což vede k pomalému výkonu a frustrujícímu uživatelskému zážitku.

Představte si scénář, kdy uživatel píše do vyhledávacího pole, zatímco současně se načítá a vykresluje velká datová sada. Bez řádného plánování může proces vykreslování blokovat hlavní vlákno, což způsobí znatelné zpoždění v odezvě vyhledávacího pole. Zde přichází na pomoc Scheduler API, které nám umožňuje upřednostňovat úkoly a zajistit, aby uživatelské rozhraní zůstalo interaktivní i během náročného zpracování.

Představujeme React Scheduler API

React Scheduler API, také známé jako unstable_ API, poskytuje sadu funkcí, které vám umožňují ovládat provádění úkolů ve vaší aplikaci React. Klíčovým konceptem je rozdělit velké synchronní aktualizace na menší asynchronní části. To umožňuje prohlížeči prokládat další úkoly, jako je zpracování uživatelského vstupu nebo vykreslování animací, a zajistit tak responzivnější uživatelské prostředí.

Důležitá poznámka: Jak název napovídá, unstable_ API se mohou změnit. Vždy se podívejte do oficiální dokumentace Reactu, kde najdete nejaktuálnější informace.

Klíčové koncepty:

• Úkoly: Představují jednotlivé jednotky práce, které je třeba provést, jako je vykreslení komponenty nebo aktualizace DOM.
• Priority: Přiřazují každému úkolu úroveň důležitosti, která ovlivňuje pořadí, v jakém jsou prováděny.
• Časové dělení: Rozdělení dlouhotrvajících úkolů na menší části, které lze provádět v několika snímcích, čímž se zabrání blokování hlavního vlákna.
• Plánovače: Mechanizmy pro správu a provádění úkolů na základě jejich priorit a časových omezení.

Priority úkolů: Hierarchie důležitosti

Scheduler API definuje několik úrovní priority, které můžete přiřadit svým úkolům. Tyto priority určují pořadí, ve kterém plánovač úkoly provádí. React poskytuje předdefinované konstanty priority, které můžete použít:

• ImmediatePriority: Nejvyšší priorita. Úkoly s touto prioritou jsou prováděny okamžitě. Používejte střídmě pro kritické aktualizace, které přímo ovlivňují interakci uživatele.
• UserBlockingPriority: Používá se pro úkoly, které přímo ovlivňují aktuální interakci uživatele, jako je reakce na vstup z klávesnice nebo kliknutí myší. Měly by být dokončeny co nejrychleji.
• NormalPriority: Výchozí priorita pro většinu aktualizací. Vhodné pro úkoly, které jsou důležité, ale nemusí být provedeny okamžitě.
• LowPriority: Používá se pro úkoly, které jsou méně kritické a lze je odložit, aniž by to významně ovlivnilo uživatelské prostředí. Příklady zahrnují aktualizaci analýz nebo předběžné načítání dat.
• IdlePriority: Nejnižší priorita. Úkoly s touto prioritou jsou prováděny pouze tehdy, když je prohlížeč nečinný, čímž se zajistí, že nebudou zasahovat do důležitějších úkolů.

Výběr správné úrovně priority je klíčový pro optimalizaci výkonu. Nadměrné používání vysokých priorit může zmařit účel plánování, zatímco používání nízkých priorit pro kritické úkoly může vést ke zpožděním a špatnému uživatelskému zážitku.

Příklad: Prioritizace vstupu uživatele

Uvažujme scénář, kdy máte vyhledávací pole a složitou vizualizaci dat. Chcete zajistit, aby vyhledávací pole zůstalo responzivní i při aktualizaci vizualizace. Toho můžete dosáhnout přiřazením vyšší priority aktualizaci vyhledávacího pole a nižší priority aktualizaci vizualizace.

import { unstable_scheduleCallback as scheduleCallback, unstable_UserBlockingPriority as UserBlockingPriority, unstable_NormalPriority as NormalPriority } from 'scheduler';

function updateSearchTerm(searchTerm) {
  scheduleCallback(UserBlockingPriority, () => {
    // Update the search term in the state
    setSearchTerm(searchTerm);
  });
}

function updateVisualizationData(data) {
  scheduleCallback(NormalPriority, () => {
    // Update the visualization data
    setVisualizationData(data);
  });
}

V tomto příkladu je funkce updateSearchTerm, která zpracovává vstup uživatele, naplánována s UserBlockingPriority, což zajišťuje, že bude provedena před funkcí updateVisualizationData, která je naplánována s NormalPriority.

Časové dělení: Rozdělení dlouhotrvajících úkolů

Časové dělení je technika, která zahrnuje rozdělení dlouhotrvajících úkolů na menší části, které lze provádět v několika snímcích. To zabraňuje blokování hlavního vlákna po delší dobu, což umožňuje prohlížeči plynuleji zpracovávat další úkoly, jako je vstup uživatele a animace.

Scheduler API poskytuje funkci unstable_shouldYield, která vám umožňuje určit, zda by aktuální úkol měl uvolnit místo prohlížeči. Tato funkce vrací true, pokud prohlížeč potřebuje provést jiné úkoly, jako je zpracování vstupu uživatele nebo aktualizace zobrazení. Pravidelným voláním unstable_shouldYield v rámci vašich dlouhotrvajících úkolů můžete zajistit, že prohlížeč zůstane responzivní.

Příklad: Vykreslení velkého seznamu

Uvažujme scénář, kdy potřebujete vykreslit velký seznam položek. Vykreslení celého seznamu v jedné synchronní aktualizaci může blokovat hlavní vlákno a způsobit problémy s výkonem. Můžete použít časové dělení k rozdělení procesu vykreslování na menší části, což umožní prohlížeči zůstat responzivní.

import { unstable_scheduleCallback as scheduleCallback, unstable_NormalPriority as NormalPriority, unstable_shouldYield as shouldYield } from 'scheduler';

function renderListItems(items) {
  scheduleCallback(NormalPriority, () => {
    let i = 0;
    while (i < items.length) {
      // Render a small batch of items
      for (let j = 0; j < 10 && i < items.length; j++) {
        renderListItem(items[i]);
        i++;
      }

      // Check if we should yield to the browser
      if (shouldYield()) {
        return () => renderListItems(items.slice(i)); // Reschedule the remaining items
      }
    }
  });
}

V tomto příkladu funkce renderListItems vykresluje dávku 10 položek najednou. Po vykreslení každé dávky volá shouldYield, aby zkontrolovala, zda prohlížeč potřebuje provést jiné úkoly. Pokud shouldYield vrátí true, funkce se sama přeplánuje se zbývajícími položkami. To umožňuje prohlížeči prokládat další úkoly, jako je zpracování vstupu uživatele nebo vykreslování animací, a zajistit tak responzivnější uživatelské prostředí.

Praktické aplikace a příklady

React Scheduler API lze použít v široké škále scénářů ke zlepšení výkonu a odezvy aplikace. Zde je několik příkladů:

• Vizualizace dat: Prioritizujte interakce uživatele před složitým vykreslováním dat.
• Nekonečné posouvání: Načtěte a vykreslujte obsah po částech, jak se uživatel posouvá, a zabraňte tak blokování hlavního vlákna.
• Úlohy na pozadí: Provádějte nekritické úkoly, jako je předběžné načítání dat nebo aktualizace analýz, s nízkou prioritou a zajistěte, aby nezasahovaly do interakcí uživatele.
• Animace: Zajistěte plynulé animace prioritizací aktualizací animací před ostatními úkoly.
• Aktualizace v reálném čase: Spravujte příchozí datové toky a prioritizujte aktualizace na základě jejich důležitosti.

Příklad: Implementace vyhledávacího pole s omezením frekvence (Debounced Search Bar)

Omezení frekvence (Debouncing) je technika, která se používá k omezení frekvence, s jakou je funkce prováděna. To je zvláště užitečné pro zpracování vstupu uživatele, jako jsou vyhledávací dotazy, kde nechcete provádět vyhledávací funkci při každém stisknutí klávesy. Scheduler API lze použít k implementaci vyhledávacího pole s omezením frekvence, které prioritizuje vstup uživatele a zabraňuje zbytečným vyhledávacím požadavkům.

import { unstable_scheduleCallback as scheduleCallback, unstable_UserBlockingPriority as UserBlockingPriority, unstable_cancelCallback as cancelCallback } from 'scheduler';
import { useState, useRef, useEffect } from 'react';

function DebouncedSearchBar() {
  const [searchTerm, setSearchTerm] = useState('');
  const [debouncedSearchTerm, setDebouncedSearchTerm] = useState('');
  const scheduledCallbackRef = useRef(null);

  useEffect(() => {
    if (scheduledCallbackRef.current) {
      cancelCallback(scheduledCallbackRef.current);
    }

    scheduledCallbackRef.current = scheduleCallback(UserBlockingPriority, () => {
      setDebouncedSearchTerm(searchTerm);
      scheduledCallbackRef.current = null;
    });

    return () => {
      if (scheduledCallbackRef.current) {
        cancelCallback(scheduledCallbackRef.current);
      }
    };
  }, [searchTerm]);

  // Simulate a search function
  useEffect(() => {
    if (debouncedSearchTerm) {
      console.log('Searching for:', debouncedSearchTerm);
      // Perform your actual search logic here
    }
  }, [debouncedSearchTerm]);

  return (
     setSearchTerm(e.target.value)}
    />
  );
}

export default DebouncedSearchBar;

V tomto příkladu komponenta DebouncedSearchBar používá funkci scheduleCallback k naplánování vyhledávací funkce s UserBlockingPriority. Funkce cancelCallback se používá ke zrušení všech dříve naplánovaných vyhledávacích funkcí, čímž se zajistí, že bude použit pouze nejnovější vyhledávací termín. To zabraňuje zbytečným vyhledávacím požadavkům a zlepšuje odezvu vyhledávacího pole.

Doporučené postupy a úvahy

Při používání React Scheduler API je důležité dodržovat tyto doporučené postupy:

• Použijte odpovídající úroveň priority: Vyberte úroveň priority, která nejlépe odráží důležitost úkolu.
• Vyhněte se nadměrnému používání vysokých priorit: Nadměrné používání vysokých priorit může zmařit účel plánování.
• Rozdělte dlouhotrvající úkoly: Použijte časové dělení k rozdělení dlouhotrvajících úkolů na menší části.
• Monitorujte výkon: Používejte nástroje pro monitorování výkonu k identifikaci oblastí, kde lze plánování zlepšit.
• Důkladně testujte: Důkladně otestujte svou aplikaci, abyste se ujistili, že plánování funguje podle očekávání.
• Udržujte si aktuální informace: unstable_ API se mohou změnit, takže buďte informováni o nejnovějších aktualizacích.

Budoucnost plánování v Reactu

Tým Reactu neustále pracuje na zlepšování možností plánování Reactu. Souběžný režim (Concurrent Mode), který je postaven na Scheduler API, si klade za cíl učinit aplikace React ještě responzivnějšími a výkonnějšími. Jak se React vyvíjí, můžeme očekávat pokročilejší funkce plánování a vylepšené vývojářské nástroje.

Závěr

React Scheduler API je výkonný nástroj pro optimalizaci výkonu vašich aplikací React. Pochopením konceptů prioritizace úkolů a časového dělení můžete vytvořit plynulejší a responzivnější uživatelské prostředí. I když se unstable_ API mohou změnit, pochopení základních konceptů vám pomůže přizpůsobit se budoucím změnám a využít sílu možností plánování Reactu. Využijte Scheduler API a odemkněte plný potenciál svých aplikací React!