React Scheduler Profiling: Afsløring af Opgaveudførelse for Optimeret Ydeevne

I en verden af moderne webudvikling er det altafgørende at levere en jævn og responsiv brugeroplevelse. React, med sin komponentbaserede arkitektur og virtuelle DOM, er blevet en hjørnesten i opbygningen af komplekse brugergrænseflader. Men selv med Reacts optimeringer kan der opstå ydeevneflaskehalse, især i store og komplekse applikationer. At forstå, hvordan React planlægger og udfører opgaver, er afgørende for at identificere og løse disse ydeevneproblemer. Denne artikel dykker ned i verdenen af React Scheduler-profilering og giver en omfattende guide til at analysere opgaveudførelse og optimere dine React-applikationer for maksimal ydeevne.

Forståelse af React Scheduler

Før vi dykker ned i profileringsteknikker, lad os etablere en grundlæggende forståelse af React Scheduler. React Scheduler er ansvarlig for at styre udførelsen af arbejde i en React-applikation. Den prioriterer opgaver, opdeler dem i mindre arbejdsenheder og planlægger dem til at blive udført på en måde, der minimerer blokering af hovedtråden. Denne planlægning er afgørende for at opretholde en responsiv brugergrænseflade.

React anvender en Fiber-arkitektur, som giver den mulighed for at opdele rendering i mindre, afbrydelige arbejdsenheder. Disse enheder kaldes Fibers, og React Scheduler styrer disse Fibers for at sikre, at højt prioriterede opgaver (som brugerinput) håndteres hurtigt. Scheduler bruger en prioritetskø til at styre Fibers, hvilket giver den mulighed for at prioritere opdateringer baseret på deres vigtighed.

Nøglebegreber:

• Fiber: En arbejdsenhed, der repræsenterer en komponentinstans.
• Scheduler: Modulet, der er ansvarligt for at prioritere og planlægge Fibers.
• WorkLoop: Funktionen, der itererer gennem Fiber-træet og udfører opdateringer.
• Priority Queue: En datastruktur, der bruges til at styre Fibers baseret på deres prioritet.

Vigtigheden af Profilering

Profilering er processen med at måle og analysere ydeevnekarakteristika for din applikation. I React-sammenhæng giver profilering dig mulighed for at forstå, hvordan React Scheduler udfører opgaver, identificere langvarige operationer og udpege områder, hvor optimering kan have den største effekt. Uden profilering flyver du i blinde og stoler på gætværk for at forbedre ydeevnen.

Overvej et scenarie, hvor din applikation oplever mærkbar forsinkelse, når en bruger interagerer med en specifik komponent. Profilering kan afsløre, om forsinkelsen skyldes en kompleks renderingsoperation i den pågældende komponent, en ineffektiv dataindhentningsproces eller for mange re-renders udløst af state-opdateringer. Ved at identificere årsagen kan du fokusere dine optimeringsbestræbelser på de områder, der vil give de mest markante ydeevneforbedringer.

Værktøjer til React Scheduler Profiling

Der findes flere kraftfulde værktøjer til at profilere React-applikationer og få indsigt i opgaveudførelsen i React Scheduler:

1. Chrome DevTools' Ydelsesfaneblad

Chrome DevTools' Ydelsesfaneblad er et alsidigt værktøj til profilering af forskellige aspekter af webapplikationer, herunder React-ydeevne. Det giver en detaljeret tidslinje over alle aktiviteter, der forekommer i browseren, herunder JavaScript-udførelse, rendering, painting og netværksanmodninger. Ved at optage en ydeevneprofil, mens du interagerer med din React-applikation, kan du identificere ydeevneflaskehalse og analysere udførelsen af React-opgaver.

Sådan bruges det:

1. Åbn Chrome DevTools (Ctrl+Shift+I eller Cmd+Option+I).
2. Naviger til fanen "Performance".
3. Klik på "Record"-knappen.
4. Interager med din React-applikation for at udløse den adfærd, du vil profilere.
5. Klik på "Stop"-knappen for at stoppe optagelsen.
6. Analyser den genererede tidslinje for at identificere ydeevneflaskehalse.

Ydelsesfanebladet giver forskellige visninger til at analysere de indsamlede data, herunder:

• Flame Chart: Visualiserer kaldstakken af JavaScript-funktioner, så du kan identificere funktioner, der bruger mest tid.
• Bottom-Up: Samler den tid, der er brugt i hver funktion og dens kaldere, hvilket hjælper dig med at identificere de dyreste operationer.
• Call Tree: Viser kaldstakken i et hierarkisk format, hvilket giver et klart overblik over eksekveringsflowet.

Inden for Ydelsesfanebladet skal du kigge efter poster relateret til React, såsom "Update" (repræsenterer en komponentopdatering) eller "Commit" (repræsenterer den endelige rendering af det opdaterede DOM). Disse poster kan give værdifuld indsigt i den tid, der bruges på at rendere komponenter.

2. React DevTools Profiler

React DevTools Profiler er et specialiseret værktøj bygget specifikt til profilering af React-applikationer. Det giver en mere fokuseret visning af Reacts interne operationer, hvilket gør det lettere at identificere ydeevneproblemer relateret til komponentrendering, state-opdateringer og prop-ændringer.

Installation:

React DevTools Profiler er tilgængelig som en browserudvidelse til Chrome, Firefox og Edge. Du kan installere den fra den respektive browsers udvidelsesbutik.

Brug:

1. Åbn React DevTools-panelet i din browser.
2. Naviger til fanen "Profiler".
3. Klik på "Record"-knappen.
4. Interager med din React-applikation for at udløse den adfærd, du vil profilere.
5. Klik på "Stop"-knappen for at stoppe optagelsen.

Profileren giver to hovedvisninger til analyse af de indsamlede data:

• Flamegraph: En visuel repræsentation af komponenttræet, hvor hver bjælke repræsenterer en komponent, og dens bredde repræsenterer den tid, der er brugt på at rendere den komponent.
• Ranked: En liste over komponenter rangeret efter den tid, det tog dem at rendere, så du hurtigt kan identificere de dyreste komponenter.

React DevTools Profiler giver også funktioner til:

• Fremhævelse af opdateringer: Viser visuelt, hvilke komponenter der re-renderer, hvilket hjælper dig med at identificere unødvendige re-renders.
• Inspektion af komponenters props og state: Undersøgelse af komponenters props og state for at forstå, hvorfor de re-renderer.
• Filtrering af komponenter: Fokusering på specifikke komponenter eller dele af komponenttræet.

3. React.Profiler-komponent

React.Profiler-komponenten er en indbygget React API, der giver dig mulighed for at måle renderingsydeevnen for specifikke dele af din applikation. Den giver en programmatisk måde at indsamle profileringsdata på uden at være afhængig af eksterne værktøjer.

Brug:

Indpak de komponenter, du vil profilere, med React.Profiler-komponenten. Angiv en id-prop for at identificere profileren og en onRender-prop, som er en callback-funktion, der vil blive kaldt efter hver rendering.

import React from 'react';

function MyComponent() {
  return (
    
      {/* Component content */}
    
  );
}

function onRenderCallback(
  id: string,
  phase: 'mount' | 'update',
  actualDuration: number,
  baseDuration: number,
  startTime: number,
  commitTime: number,
  interactions: Set
) {
  console.log(`Component ${id} rendered`);
  console.log(`Phase: ${phase}`);
  console.log(`Actual duration: ${actualDuration}ms`);
  console.log(`Base duration: ${baseDuration}ms`);
}

onRender-callback-funktionen modtager flere argumenter, der giver information om renderingsprocessen:

• id: id-proppen fra React.Profiler-komponenten.
• phase: Angiver, om komponenten lige er blevet mounted eller opdateret.
• actualDuration: Den tid, der er brugt på at rendere komponenten i denne opdatering.
• baseDuration: Den estimerede tid til at rendere komponenttræet uden memoization.
• startTime: Hvornår React begyndte at rendere denne opdatering.
• commitTime: Hvornår React commitede denne opdatering.
• interactions: Sættet af "interaktioner", der blev sporet, da denne opdatering blev planlagt.

Du kan bruge disse data til at spore renderingsydeevnen for dine komponenter og identificere områder, hvor optimering er nødvendig.

Analyse af Profileringsdata

Når du har indsamlet profileringsdata ved hjælp af et af de ovennævnte værktøjer, er næste skridt at analysere dataene og identificere ydeevneflaskehalse. Her er nogle nøgleområder at fokusere på:

1. Identificering af Langsomme Komponenter

Flamegraph- og Ranked-visningerne i React DevTools Profiler er særligt nyttige til at identificere komponenter, der tager lang tid at rendere. Kig efter komponenter med brede bjælker i Flamegraph eller komponenter, der vises øverst på Ranked-listen. Disse komponenter er sandsynlige kandidater til optimering.

I Chrome DevTools' Ydelsesfaneblad skal du kigge efter "Update"-poster, der bruger en betydelig mængde tid. Disse poster repræsenterer komponentopdateringer, og den tid, der bruges inden for disse poster, indikerer renderingsomkostningerne for de tilsvarende komponenter.

2. Lokalisering af Unødvendige Re-renders

Unødvendige re-renders kan have en betydelig indvirkning på ydeevnen, især i komplekse applikationer. React DevTools Profiler kan hjælpe dig med at identificere komponenter, der re-renderer, selvom deres props eller state ikke har ændret sig.

Aktivér indstillingen "Highlight updates when components render" i React DevTools-indstillingerne. Dette vil visuelt fremhæve komponenter, der re-renderer, hvilket gør det let at spotte unødvendige re-renders. Undersøg årsagerne til, at disse komponenter re-renderer, og implementer teknikker for at forhindre dem, såsom at bruge React.memo eller useMemo.

3. Undersøgelse af Dyre Beregninger

Langvarige beregninger i dine komponenter kan blokere hovedtråden og forårsage ydeevneproblemer. Chrome DevTools' Ydelsesfaneblad er et værdifuldt værktøj til at identificere disse beregninger.

Kig efter JavaScript-funktioner, der bruger en betydelig mængde tid i Flame Chart- eller Bottom-Up-visningerne. Disse funktioner udfører muligvis komplekse beregninger, datatransformationer eller andre dyre operationer. Overvej at optimere disse funktioner ved hjælp af memoization, caching eller mere effektive algoritmer.

4. Analyse af Netværksanmodninger

Netværksanmodninger kan også bidrage til ydeevneflaskehalse, især hvis de er langsomme eller hyppige. Chrome DevTools' Netværksfaneblad giver indsigt i din applikations netværksaktivitet.

Kig efter anmodninger, der tager lang tid at fuldføre, eller anmodninger, der foretages gentagne gange. Overvej at optimere disse anmodninger ved hjælp af caching, paginering eller mere effektive dataindhentningsstrategier.

5. Forståelse af Scheduler-interaktioner

At opnå en dybere forståelse af, hvordan React Scheduler prioriterer og udfører opgaver, kan være uvurderligt for at optimere ydeevnen. Selvom Chrome DevTools' Ydelsesfaneblad og React DevTools Profiler giver en vis synlighed i Scheduler's operationer, kræver analyse af de indsamlede data en mere nuanceret forståelse af Reacts interne funktion.

Fokuser på interaktionerne mellem komponenter og Scheduler. Hvis visse komponenter konsekvent udløser højt prioriterede opdateringer, skal du analysere, hvorfor disse opdateringer er nødvendige, og om de kan udskydes eller optimeres. Vær opmærksom på, hvordan Scheduler fletter forskellige typer opgaver, såsom rendering, layout og painting. Hvis Scheduler konstant skifter mellem opgaver, kan det indikere, at applikationen oplever "thrashing", hvilket kan føre til forringet ydeevne.

Optimeringsteknikker

Når du har identificeret ydeevneflaskehalse gennem profilering, er næste skridt at implementere optimeringsteknikker for at forbedre din applikations ydeevne. Her er nogle almindelige optimeringsstrategier:

1. Memoization

Memoization er en teknik til at cache resultaterne af dyre funktionskald og returnere det cachede resultat, når de samme input forekommer igen. I React kan du bruge React.memo til at memoize funktionelle komponenter og useMemo-hooket til at memoize resultaterne af beregninger.

import React, { useMemo } from 'react';

const MyComponent = React.memo(function MyComponent(props) {
  // ... component logic
});

function MyComponentWithMemoizedValue() {
  const expensiveValue = useMemo(() => {
    // ... expensive computation
    return result;
  }, [dependencies]);

  return (
    

      {expensiveValue}
    
  );
}

2. Virtualisering

Virtualisering er en teknik til at rendere store lister eller tabeller effektivt ved kun at rendere de synlige elementer. Biblioteker som react-window og react-virtualized leverer komponenter til virtualisering af lister og tabeller i React-applikationer.

3. Kodeopdeling

Kodeopdeling (code splitting) er en teknik til at opdele din applikation i mindre bidder og indlæse dem efter behov. Dette kan reducere den indledende indlæsningstid for din applikation og forbedre dens samlede ydeevne. React understøtter kodeopdeling ved hjælp af dynamiske imports og React.lazy- og Suspense-komponenterne.

import React, { Suspense } from 'react';

const MyComponent = React.lazy(() => import('./MyComponent'));

function App() {
  return (
    Loading...