M

MLOG

Deutsch

Ein umfassender Leitfaden zur automatischen Batching-Funktion von React, der Vorteile, Grenzen und fortgeschrittene Optimierungstechniken für eine flüssigere Anwendungsleistung beleuchtet.

React Batching: Optimierung von Zustandsaktualisierungen für eine bessere Performance

In der sich ständig weiterentwickelnden Landschaft der Webentwicklung ist die Optimierung der Anwendungsleistung von größter Bedeutung. React, eine führende JavaScript-Bibliothek zur Erstellung von Benutzeroberflächen, bietet mehrere Mechanismen zur Effizienzsteigerung. Einer dieser Mechanismen, der oft im Hintergrund arbeitet, ist das Batching. Dieser Artikel bietet eine umfassende Untersuchung des React-Batchings, seiner Vorteile, Grenzen und fortgeschrittener Techniken zur Optimierung von Zustandsaktualisierungen, um ein flüssigeres und reaktionsschnelleres Benutzererlebnis zu liefern.

Was ist React Batching?

React-Batching ist eine Technik zur Leistungsoptimierung, bei der React mehrere Zustandsaktualisierungen in einem einzigen Re-Render zusammenfasst. Das bedeutet, anstatt die Komponente für jede Zustandsänderung mehrfach neu zu rendern, wartet React, bis alle Zustandsaktualisierungen abgeschlossen sind, und führt dann ein einziges Update durch. Dies reduziert die Anzahl der Re-Renders erheblich, was zu einer verbesserten Leistung und einer reaktionsschnelleren Benutzeroberfläche führt.

Vor React 18 fand das Batching nur innerhalb von React-Event-Handlern statt. Zustandsaktualisierungen außerhalb dieser Handler, wie z. B. innerhalb von setTimeout, Promises oder nativen Event-Handlern, wurden nicht gebündelt. Dies führte oft zu unerwarteten Re-Renders und Leistungsengpässen.

Mit der Einführung des automatischen Batchings in React 18 wurde diese Einschränkung überwunden. React bündelt nun automatisch Zustandsaktualisierungen in mehr Szenarien, darunter:

Vorteile des React-Batchings

Die Vorteile des React-Batchings sind erheblich und wirken sich direkt auf das Benutzererlebnis aus:

Wie React Batching funktioniert

Der Batching-Mechanismus von React ist in seinen Reconciliation-Prozess integriert. Wenn eine Zustandsaktualisierung ausgelöst wird, rendert React die Komponente nicht sofort neu. Stattdessen wird das Update einer Warteschlange hinzugefügt. Wenn mehrere Updates innerhalb eines kurzen Zeitraums auftreten, fasst React sie zu einem einzigen Update zusammen. Dieses konsolidierte Update wird dann verwendet, um die Komponente einmal neu zu rendern und alle Änderungen in einem einzigen Durchgang widerzuspiegeln.

Betrachten wir ein einfaches Beispiel:


import React, { useState } from 'react';

function ExampleComponent() {
  const [count1, setCount1] = useState(0);
  const [count2, setCount2] = useState(0);

  const handleClick = () => {
    setCount1(count1 + 1);
    setCount2(count2 + 1);
  };

  console.log('Component re-rendered');

  return (
    <div>
      <p>Count 1: {count1}</p>
      <p>Count 2: {count2}</p>
      <button onClick={handleClick}>Increment Both</button>
    </div>
  );
}

export default ExampleComponent;

In diesem Beispiel werden beim Klick auf den Button sowohl setCount1 als auch setCount2 innerhalb desselben Event-Handlers aufgerufen. React wird diese beiden Zustandsaktualisierungen bündeln und die Komponente nur einmal neu rendern. Sie werden in der Konsole nur einmal pro Klick „Component re-rendered“ sehen, was das Batching in Aktion zeigt.

Nicht gebündelte Updates: Wann Batching nicht greift

Obwohl React 18 das automatische Batching für die meisten Szenarien eingeführt hat, gibt es Situationen, in denen Sie das Batching umgehen und React zwingen möchten, die Komponente sofort zu aktualisieren. Dies ist typischerweise notwendig, wenn Sie den aktualisierten DOM-Wert sofort nach einer Zustandsaktualisierung lesen müssen.

React stellt für diesen Zweck die flushSync-API zur Verfügung. flushSync zwingt React, alle anstehenden Updates synchron zu verarbeiten und das DOM sofort zu aktualisieren.

Hier ist ein Beispiel:


import React, { useState } from 'react';
import { flushSync } from 'react-dom';

function ExampleComponent() {
  const [text, setText] = useState('');

  const handleChange = (event) => {
    flushSync(() => {
      setText(event.target.value);
    });
    console.log('Input value after update:', event.target.value);
  };

  return (
    <input type="text" value={text} onChange={handleChange} />
  );
}

export default ExampleComponent;

In diesem Beispiel wird flushSync verwendet, um sicherzustellen, dass der text-Zustand sofort nach der Änderung des Eingabewerts aktualisiert wird. Dies ermöglicht es Ihnen, den aktualisierten Wert in der handleChange-Funktion zu lesen, ohne auf den nächsten Render-Zyklus warten zu müssen. Verwenden Sie flushSync jedoch sparsam, da es sich negativ auf die Leistung auswirken kann.

Fortgeschrittene Optimierungstechniken

Während React-Batching einen erheblichen Leistungsschub bietet, gibt es zusätzliche Optimierungstechniken, die Sie anwenden können, um die Leistung Ihrer Anwendung weiter zu verbessern.

1. Verwendung von funktionalen Updates

Wenn Sie den Zustand basierend auf seinem vorherigen Wert aktualisieren, ist es eine bewährte Methode, funktionale Updates zu verwenden. Funktionale Updates stellen sicher, dass Sie mit dem aktuellsten Zustandswert arbeiten, insbesondere in Szenarien mit asynchronen Operationen oder gebündelten Updates.

Anstatt:


setCount(count + 1);

Verwenden Sie:


setCount((prevCount) => prevCount + 1);

Funktionale Updates verhindern Probleme im Zusammenhang mit veralteten Closures (stale closures) und gewährleisten korrekte Zustandsaktualisierungen.

2. Immutabilität

Die Behandlung des Zustands als unveränderlich ist für ein effizientes Rendering in React von entscheidender Bedeutung. Wenn der Zustand unveränderlich ist, kann React schnell feststellen, ob eine Komponente neu gerendert werden muss, indem es die Referenzen der alten und neuen Zustandswerte vergleicht. Wenn die Referenzen unterschiedlich sind, weiß React, dass sich der Zustand geändert hat und ein Re-Render notwendig ist. Wenn die Referenzen gleich sind, kann React das Re-Rendering überspringen und wertvolle Verarbeitungszeit sparen.

Wenn Sie mit Objekten oder Arrays arbeiten, vermeiden Sie es, den bestehenden Zustand direkt zu ändern. Erstellen Sie stattdessen eine neue Kopie des Objekts oder Arrays mit den gewünschten Änderungen.

Zum Beispiel, anstatt:


const updatedItems = items;
updatedItems.push(newItem);
setItems(updatedItems);

Verwenden Sie:


setItems([...items, newItem]);

Der Spread-Operator (...) erstellt ein neues Array mit den vorhandenen Elementen und dem neuen, am Ende angehängten Element.

3. Memoization

Memoization ist eine leistungsstarke Optimierungstechnik, bei der die Ergebnisse von aufwendigen Funktionsaufrufen zwischengespeichert und das zwischengespeicherte Ergebnis zurückgegeben wird, wenn dieselben Eingaben erneut auftreten. React bietet mehrere Werkzeuge zur Memoization, darunter React.memo, useMemo und useCallback.

Hier ist ein Beispiel für die Verwendung von React.memo:


import React from 'react';

const MyComponent = React.memo(({ data }) => {
  console.log('MyComponent re-rendered');
  return <div>{data.name}</div>;
});

export default MyComponent;

In diesem Beispiel wird MyComponent nur dann neu gerendert, wenn sich die data-Prop ändert.

4. Code-Splitting

Code-Splitting ist die Praxis, Ihre Anwendung in kleinere Teile (Chunks) aufzuteilen, die bei Bedarf geladen werden können. Dies reduziert die anfängliche Ladezeit und verbessert die Gesamtleistung Ihrer Anwendung. React bietet mehrere Möglichkeiten zur Implementierung von Code-Splitting, einschließlich dynamischer Importe und der Komponenten React.lazy und Suspense.

Hier ist ein Beispiel für die Verwendung von React.lazy und Suspense:


import React, { Suspense } from 'react';

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

function App() {
  return (
    <Suspense fallback={<div>Loading...</div>}>
      <MyComponent />
    </Suspense>
  );
}

export default App;

In diesem Beispiel wird MyComponent asynchron mit React.lazy geladen. Die Suspense-Komponente zeigt eine Fallback-UI an, während die Komponente geladen wird.

5. Virtualisierung

Virtualisierung ist eine Technik zum effizienten Rendern großer Listen oder Tabellen. Anstatt alle Elemente auf einmal zu rendern, werden bei der Virtualisierung nur die Elemente gerendert, die aktuell auf dem Bildschirm sichtbar sind. Wenn der Benutzer scrollt, werden neue Elemente gerendert und alte Elemente aus dem DOM entfernt.

Bibliotheken wie react-virtualized und react-window stellen Komponenten zur Implementierung der Virtualisierung in React-Anwendungen bereit.

6. Debouncing und Throttling

Debouncing und Throttling sind Techniken zur Begrenzung der Ausführungsrate einer Funktion. Debouncing verzögert die Ausführung einer Funktion, bis eine bestimmte Zeitspanne ohne Aktivität vergangen ist. Throttling führt eine Funktion höchstens einmal innerhalb eines bestimmten Zeitraums aus.

Diese Techniken sind besonders nützlich für die Behandlung von Ereignissen, die schnell ausgelöst werden, wie z. B. Scroll-Events, Resize-Events und Input-Events. Durch das Debouncing oder Throttling dieser Ereignisse können Sie übermäßige Re-Renders verhindern und die Leistung verbessern.

Zum Beispiel können Sie die Funktion lodash.debounce verwenden, um ein Input-Ereignis zu debouncen:


import React, { useState, useCallback } from 'react';
import debounce from 'lodash.debounce';

function ExampleComponent() {
  const [text, setText] = useState('');

  const handleChange = useCallback(
    debounce((event) => {
      setText(event.target.value);
    }, 300),
    []
  );

  return (
    <input type="text" onChange={handleChange} />
  );
}

export default ExampleComponent;

In diesem Beispiel wird die handleChange-Funktion mit einer Verzögerung von 300 Millisekunden gedebounced. Das bedeutet, dass die setText-Funktion erst aufgerufen wird, nachdem der Benutzer 300 Millisekunden lang aufgehört hat zu tippen.

Praxisbeispiele und Fallstudien

Um die praktischen Auswirkungen von React-Batching und Optimierungstechniken zu veranschaulichen, betrachten wir einige Beispiele aus der Praxis:

Debuggen von Batching-Problemen

Obwohl Batching im Allgemeinen die Leistung verbessert, kann es Szenarien geben, in denen Sie Probleme im Zusammenhang mit dem Batching debuggen müssen. Hier sind einige Tipps zum Debuggen von Batching-Problemen:

Best Practices zur Optimierung von Zustandsaktualisierungen

Zusammenfassend sind hier einige bewährte Methoden zur Optimierung von Zustandsaktualisierungen in React:

Fazit

React-Batching ist eine leistungsstarke Optimierungstechnik, die die Performance Ihrer React-Anwendungen erheblich verbessern kann. Indem Sie verstehen, wie Batching funktioniert, und zusätzliche Optimierungstechniken anwenden, können Sie ein flüssigeres, reaktionsschnelleres und angenehmeres Benutzererlebnis schaffen. Machen Sie sich diese Prinzipien zu eigen und streben Sie nach kontinuierlicher Verbesserung Ihrer React-Entwicklungspraktiken.

Indem Sie diese Richtlinien befolgen und die Leistung Ihrer Anwendung kontinuierlich überwachen, können Sie React-Anwendungen erstellen, die sowohl effizient als auch für ein globales Publikum angenehm zu bedienen sind.