React Concurrent Mode Time Slicing: Tildeling af renderingstidbudget

React Concurrent Mode er en banebrydende funktion, der låser op for et nyt niveau af responsivitet og ydeevne i React-applikationer. Kernen i Concurrent Mode ligger konceptet time slicing, som gør det muligt for React at opdele langvarige renderingopgaver i mindre, mere håndterbare bidder. Dette blogindlæg vil dykke ned i time slicings finurligheder, dens tildeling af renderingstidbudget og hvordan det bidrager til en markant forbedret brugeroplevelse.

Forståelse af behovet for Concurrent Mode

Traditionel React fungerer synkront. Når en komponent opdateres, blokerer React hovedtråden, indtil hele komponenttræet er gen-rendret. Dette kan føre til mærkbare forsinkelser, især i komplekse applikationer med mange komponenter eller beregningsmæssigt intensiv renderinglogik. Disse forsinkelser kan manifestere sig som:

• Hakkerende animationer: Animationer virker hakkende og ujævne, da browseren er blokeret under rendering.
• Irresponsiv UI: Applikationen reagerer ikke på brugerinput (klik, tastetryk), mens React renderer.
• Dårlig opfattet ydeevne: Brugere oplever applikationen som langsom og træg, selv hvis den underliggende datahentning er hurtig.

Concurrent Mode adresserer disse problemer ved at muliggøre, at React kan arbejde asynkront, hvilket tillader den at flette renderingopgaver ind med andre operationer, såsom håndtering af brugerinput eller opdatering af UI. Time slicing er en nøglemekanisme, der gør dette muligt.

Hvad er Time Slicing?

Time slicing, også kendt som kooperativ multitasking, er en teknik, hvor en langvarig opgave opdeles i mindre arbejdsenheder. Reacts Fiber-arkitektur, som danner grundlaget for Concurrent Mode, gør det muligt for React at pause, genoptage og endda afbryde renderingarbejde efter behov. I stedet for at blokere hovedtråden i hele varigheden af en renderingopdatering, kan React med jævne mellemrum give kontrollen tilbage til browseren, hvilket giver den mulighed for at håndtere andre begivenheder og opretholde en responsiv UI.

Tænk på det således: forestil dig, at du maler et stort mural. I stedet for at forsøge at male hele muralet i én sammenhængende session, opdeler du det i mindre sektioner og arbejder på hver sektion i en kort periode. Dette giver dig mulighed for at tage pauser, besvare spørgsmål fra forbipasserende og sikre, at muralet skrider jævnt frem uden at overvælde dig. På samme måde opdeler React renderingopgaver i mindre bidder og fletter dem ind med andre browseraktiviteter.

Tildeling af renderingstidbudget

Et afgørende aspekt af time slicing er tildelingen af et renderingstidbudget. Dette refererer til den tid, som React har lov til at bruge på rendering, før den giver kontrollen tilbage til browseren. Browseren får derefter mulighed for at håndtere brugerinput, opdatere skærmen og udføre andre opgaver. Efter at browseren har haft sin tur, kan React genoptage renderingen, hvor den slap, ved at bruge endnu en bid af sit tildelte tidsbudget.

Det specifikke tidsbudget, der tildeles React, bestemmes af browseren og de tilgængelige ressourcer. React sigter mod at være en god borger og undgå at monopolisere hovedtråden, hvilket sikrer, at browseren forbliver lydhør over for brugerinteraktioner.

Hvordan React styrer tidsbudgettet

React bruger `requestIdleCallback`-API'en (eller en lignende polyfill til ældre browsere) til at planlægge renderingarbejde. `requestIdleCallback` gør det muligt for React at udføre baggrundsopgaver, når browseren er inaktiv, hvilket betyder, at den ikke er travlt optaget af at håndtere brugerinput eller udføre andre kritiske operationer. Call back-funktionen, der leveres til `requestIdleCallback`, modtager et `deadline`-objekt, der angiver den resterende tid i den aktuelle inaktivitetsperiode. React bruger denne deadline til at bestemme, hvor meget renderingarbejde den kan udføre, før den giver kontrollen tilbage til browseren.

Her er en forenklet illustration af, hvordan React kan styre tidsbudgettet:

1. React planlægger renderingarbejde ved hjælp af `requestIdleCallback`.
2. Når `requestIdleCallback` udføres, modtager React et `deadline`-objekt.
3. React begynder at rendere komponenter.
4. Mens React renderer, kontrollerer den `deadline`-objektet for at se, hvor meget tid der er tilbage.
5. Hvis React løber tør for tid (dvs. deadline er nået), pauser den renderingen og giver kontrollen tilbage til browseren.
6. Browseren håndterer brugerinput, opdaterer skærmen osv.
7. Når browseren igen er inaktiv, genoptager React renderingen, hvor den slap, ved at bruge endnu en bid af sit tildelte tidsbudget.
8. Denne proces fortsætter, indtil alle komponenter er renderet.

Fordele ved Time Slicing

Time slicing tilbyder adskillige betydelige fordele for React-applikationer:

• Forbedret responsivitet: Ved at opdele renderingopgaver i mindre bidder og flette dem ind med andre operationer forhindrer time slicing, at UI'en bliver irresponsiv under langvarige opdateringer. Brugere kan fortsætte med at interagere gnidningsfrit med applikationen, selv mens React renderer i baggrunden.
• Forbedret opfattet ydeevne: Selvom den samlede renderingstid forbliver den samme, kan time slicing få applikationen til at føles meget hurtigere. Ved at give browseren mulighed for at opdatere skærmen oftere kan React give visuel feedback til brugeren hurtigere, hvilket skaber illusionen af en mere responsiv applikation.
• Bedre brugeroplevelse: Kombinationen af forbedret responsivitet og forbedret opfattet ydeevne resulterer i en markant bedre brugeroplevelse. Brugere vil sandsynligvis opleve mindre frustration eller irritation på grund af forsinkelser eller manglende respons.
• Prioritering af vigtige opdateringer: Concurrent Mode gør det muligt for React at prioritere vigtige opdateringer, såsom dem relateret til brugerinput. Dette sikrer, at UI'en forbliver responsiv over for brugerinteraktioner, selv når andre mindre kritiske opdateringer er i gang.

Sådan udnytter du Time Slicing i dine React-applikationer

For at udnytte time slicing skal du aktivere Concurrent Mode i din React-applikation. Dette kan gøres ved at bruge de relevante API'er til at oprette en rod:

For React 18 og nyere:

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

const container = document.getElementById('root');
const root = createRoot(container); // Opret en rod
root.render(<App />);

            

              
                Copy
              
            
          

For React 17 og ældre (ved hjælp af entry pointet `react-dom/unstable_concurrentMode`):

            import ReactDOM from 'react-dom';

ReactDOM.unstable_createRoot(document.getElementById('root')).render(<App />);

            

              
                Copy
              
            
          

Når Concurrent Mode er aktiveret, anvender React automatisk time slicing på renderingopdateringer. Der er dog nogle yderligere trin, du kan tage for yderligere at optimere din applikation til Concurrent Mode:

1. Brug Suspense

Suspense er en indbygget React-komponent, der giver dig mulighed for at håndtere asynkrone operationer, såsom datahentning, på en elegant måde. Når en komponent, der er omsluttet af Suspense, forsøger at rendere data, der endnu ikke er tilgængelige, suspenderer Suspense renderingprocessen og viser en fallback-UI (f.eks. en indlæsningsspinner). Når dataene er tilgængelige, genoptager Suspense automatisk renderingen af komponenten.

Suspense fungerer problemfrit med Concurrent Mode, hvilket giver React mulighed for at prioritere rendering af andre dele af applikationen, mens den venter på data. Dette kan markant forbedre brugeroplevelsen ved at forhindre hele UI'en i at blive blokeret, mens den venter på data.

Eksempel:

            import React, { Suspense } from 'react';

const ProfileDetails = React.lazy(() => import('./ProfileDetails')); // Lazy load komponenten

function MyComponent() {
 return (
 <Suspense fallback={<div>Indlæser profil...</div>}>
 <ProfileDetails />
 </Suspense>>
 );
}

export default MyComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

I dette eksempel indlæses `ProfileDetails`-komponenten lazy ved hjælp af `React.lazy`. Dette betyder, at komponenten kun indlæses, når den rent faktisk er nødvendig. `Suspense`-komponenten omslutter `ProfileDetails` og viser en indlæsningsmeddelelse, mens komponenten indlæses. Dette forhindrer hele applikationen i at blive blokeret, mens den venter på, at komponenten indlæses.

2. Brug Transitions

Transitions er en mekanisme til at markere opdateringer som ikke-kritiske. Når du omslutter en opdatering i `useTransition`, prioriterer React kritiske opdateringer (såsom dem relateret til brugerinput) over transitionopdateringen. Dette giver dig mulighed for at udsætte ikke-kritiske opdateringer, indtil browseren har tid til at behandle dem uden at blokere UI'en.

Transitions er især nyttige for opdateringer, der kan udløse beregningsmæssigt intensiv rendering, såsom filtrering af en stor liste eller opdatering af et komplekst diagram. Ved at markere disse opdateringer som ikke-kritiske kan du sikre, at UI'en forbliver responsiv over for brugerinteraktioner, selv mens opdateringerne er i gang.

Eksempel:

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

function MyComponent() {
 const [query, setQuery] = useState('');
 const [list, setList] = useState(initialList);
 const [isPending, startTransition] = useTransition();

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

 startTransition(() => {
 // Filtrer listen baseret på forespørgslen
 setList(initialList.filter(item => item.toLowerCase().includes(newQuery.toLowerCase())));
 });
 };

 return (
 <div>
 <input type="text" value={query} onChange={handleChange} />
 {isPending ? <p>Filtrerer...</p> : null}
 <ul>
 {list.map(item => (<li key={item}>{item}</li>))}
 </ul>
 </div>
 );
}

export default MyComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

I dette eksempel filtrerer `handleChange`-funktionen en liste baseret på brugerens input. `startTransition`-funktionen bruges til at omslutte `setList`-kaldet, hvilket markerer opdateringen som ikke-kritisk. Dette giver React mulighed for at prioritere andre opdateringer, såsom opdatering af inputfeltet, frem for listefiltreringen. `isPending`-tilstandsvariablen angiver, om transitionen er i gang, hvilket giver dig mulighed for at vise en indlæsningsindikator.

3. Optimer komponentrendering

Selv med time slicing er det stadig vigtigt at optimere din komponentrendering for at minimere mængden af arbejde, som React skal udføre. Nogle strategier til optimering af komponentrendering inkluderer:

• Memoization: Brug `React.memo` eller `useMemo` til at forhindre komponenter i at gen-rendre unødvendigt.
• Kodeopdeling: Opdel din applikation i mindre bidder, og indlæs dem efter behov ved hjælp af `React.lazy` og `Suspense`.
• Virtualisering: Brug biblioteker som `react-window` eller `react-virtualized` til effektivt at rendere store lister og tabeller.
• Effektive datastrukturer: Brug effektive datastrukturer (f.eks. Maps, Sets) til at forbedre ydeevnen af datamanipulationsoperationer.

4. Profiler din applikation

Brug React Profiler til at identificere performanceflaskehalse i din applikation. Profileren giver dig mulighed for at registrere renderingstiden for hver komponent og identificere områder, hvor du kan forbedre ydeevnen.

Overvejelser og potentielle ulemper

Mens Concurrent Mode og time slicing tilbyder betydelige fordele, er der også nogle overvejelser og potentielle ulemper at huske på:

• Øget kompleksitet: Concurrent Mode kan tilføje kompleksitet til din applikation, især hvis du ikke er bekendt med asynkrone programmeringskoncepter.
• Kompatibilitetsproblemer: Nogle ældre biblioteker og komponenter er muligvis ikke fuldt ud kompatible med Concurrent Mode. Du skal muligvis opdatere eller erstatte disse biblioteker for at sikre, at din applikation fungerer korrekt.
• Fejlfindingsudfordringer: Fejlfinding af asynkron kode kan være mere udfordrende end fejlfinding af synkron kode. Du skal muligvis bruge specialiserede fejlfindingsværktøjer til at forstå eksekveringsflowet i din applikation.
• Potentiale for hakkende effekter: I sjældne tilfælde kan time slicing føre til en let hakkende effekt, hvis React konstant pauser og genoptager renderingen. Dette kan normalt afhjælpes ved at optimere komponentrendering og bruge transitions korrekt.

Reelle eksempler og use cases

Time slicing er især gavnligt i applikationer med følgende karakteristika:

• Komplekse UI'er: Applikationer med store komponenttræer eller beregningsmæssigt intensiv renderinglogik.
• Hyppige opdateringer: Applikationer, der kræver hyppige opdateringer af UI'en, såsom realtidsdashboards eller interaktive visualiseringer.
• Langsomme netværksforbindelser: Applikationer, der skal håndtere langsomme netværksforbindelser på en elegant måde.
• Store datasæt: Applikationer, der skal vise og manipulere store datasæt.

Her er nogle specifikke eksempler på, hvordan time slicing kan bruges i reelle applikationer:

• E-handelswebsteder: Forbedr responsiviteten af produktlister og søgeresultater ved at udsætte mindre kritiske opdateringer.
• Sociale medieplatforme: Sørg for, at UI'en forbliver responsiv over for brugerinteraktioner, mens nye opslag og kommentarer indlæses.
• Kortapplikationer: Rendér problemfrit komplekse kort og geografiske data ved at opdele renderingopgaver i mindre bidder.
• Finansielle dashboards: Lever realtidsopdateringer af finansielle data uden at blokere UI'en.
• Samarbejdsværktøjer til redigering: Gør det muligt for flere brugere at redigere dokumenter samtidigt uden at opleve forsinkelse eller manglende respons.

Konklusion

React Concurrent Modes time slicing-funktion er et kraftfuldt værktøj til at forbedre responsiviteten og den opfattede ydeevne af React-applikationer. Ved at opdele renderingopgaver i mindre bidder og flette dem ind med andre operationer forhindrer time slicing, at UI'en bliver irresponsiv under langvarige opdateringer. Ved at omfavne Suspense, Transitions og andre optimeringsteknikker kan du låse op for det fulde potentiale af Concurrent Mode og skabe en markant bedre brugeroplevelse.

Selvom Concurrent Mode kan tilføje kompleksitet til din applikation, er de fordele, den tilbyder med hensyn til ydeevne og brugeroplevelse, besværet værd. Efterhånden som React fortsætter med at udvikle sig, vil Concurrent Mode sandsynligvis blive en stadig vigtigere del af React-økosystemet. Forståelse af time slicing og dens tildeling af renderingstidbudget er afgørende for at bygge højtydende, responsive React-applikationer, der leverer en dejlig brugeroplevelse til et globalt publikum, fra travle metropoler som Tokyo, Japan til fjerntliggende områder med begrænset båndbredde i lande som Mongoliet. Uanset om dine brugere er på high-end desktops eller low-powered mobile enheder, kan Concurrent Mode hjælpe dig med at levere en problemfri og responsiv oplevelse.