M

MLOG

Ελληνικά

Μια βαθιά βουτιά στην αρχιτεκτονική Fiber του React, εξηγώντας τη διαδικασία συμφιλίωσης, τα οφέλη της και πώς βελτιώνει την απόδοση της εφαρμογής.

React Fiber Architecture: Κατανόηση της Διαδικασίας Συμφιλίωσης

Το React έχει φέρει επανάσταση στην front-end ανάπτυξη με την αρχιτεκτονική που βασίζεται σε στοιχεία και το δηλωτικό μοντέλο προγραμματισμού. Στην καρδιά της αποτελεσματικότητας του React βρίσκεται η διαδικασία συμφιλίωσης - ο μηχανισμός με τον οποίο το React ενημερώνει το πραγματικό DOM για να αντικατοπτρίζει τις αλλαγές στο δέντρο στοιχείων. Αυτή η διαδικασία έχει υποστεί σημαντική εξέλιξη, με αποκορύφωμα την αρχιτεκτονική Fiber. Αυτό το άρθρο παρέχει μια ολοκληρωμένη κατανόηση του React Fiber και τον αντίκτυπό του στη συμφιλίωση.

Τι είναι η Συμφιλίωση;

Η συμφιλίωση είναι ο αλγόριθμος που χρησιμοποιεί το React για να συγκρίνει το προηγούμενο εικονικό DOM με το νέο εικονικό DOM και να καθορίσει το ελάχιστο σύνολο αλλαγών που απαιτούνται για την ενημέρωση του πραγματικού DOM. Το εικονικό DOM είναι μια αναπαράσταση της διεπαφής χρήστη στη μνήμη. Όταν αλλάζει η κατάσταση ενός στοιχείου, το React δημιουργεί ένα νέο εικονικό δέντρο DOM. Αντί να χειρίζεται απευθείας το πραγματικό DOM, το οποίο είναι μια αργή διαδικασία, το React συγκρίνει το νέο εικονικό δέντρο DOM με το προηγούμενο και εντοπίζει τις διαφορές. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται διαφοροποίηση.

Η διαδικασία συμφιλίωσης καθοδηγείται από δύο βασικές υποθέσεις:

Παραδοσιακή Συμφιλίωση (Πριν το Fiber)

Στην αρχική εφαρμογή του React, η διαδικασία συμφιλίωσης ήταν σύγχρονη και αδιαίρετη. Αυτό σήμαινε ότι μόλις το React ξεκινούσε τη διαδικασία σύγκρισης του εικονικού DOM και ενημέρωσης του πραγματικού DOM, δεν μπορούσε να διακοπεί. Αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε προβλήματα απόδοσης, ειδικά σε σύνθετες εφαρμογές με μεγάλα δέντρα στοιχείων. Εάν μια ενημέρωση στοιχείου διαρκούσε πολύ, το πρόγραμμα περιήγησης θα σταματούσε να ανταποκρίνεται, με αποτέλεσμα μια κακή εμπειρία χρήστη. Αυτό συχνά αναφέρεται ως το πρόβλημα "jank".

Φανταστείτε έναν σύνθετο ιστότοπο ηλεκτρονικού εμπορίου που εμφανίζει έναν κατάλογο προϊόντων. Εάν ένας χρήστης αλληλεπιδράσει με ένα φίλτρο, ενεργοποιώντας μια νέα απόδοση του καταλόγου, η σύγχρονη διαδικασία συμφιλίωσης μπορεί να αποκλείσει το κύριο νήμα, καθιστώντας τη διεπαφή χρήστη μη ανταποκρινόμενη έως ότου γίνει νέα απόδοση ολόκληρου του καταλόγου. Αυτό θα μπορούσε να διαρκέσει αρκετά δευτερόλεπτα, προκαλώντας απογοήτευση στον χρήστη.

Εισαγωγή του React Fiber

Το React Fiber είναι μια πλήρης επανεγγραφή του αλγορίθμου συμφιλίωσης του React, που εισήχθη στο React 16. Ο πρωταρχικός του στόχος είναι να βελτιώσει την ανταπόκριση και την αντιληπτή απόδοση των εφαρμογών React, ειδικά σε σύνθετα σενάρια. Το Fiber το επιτυγχάνει αυτό διασπώντας τη διαδικασία συμφιλίωσης σε μικρότερες, διακόψιμες μονάδες εργασίας.

Οι βασικές έννοιες πίσω από το React Fiber είναι:

Οφέλη της Αρχιτεκτονικής Fiber

Η αρχιτεκτονική Fiber παρέχει πολλά σημαντικά οφέλη:

Εξετάστε μια εφαρμογή συνεργατικής επεξεργασίας εγγράφων. Με το Fiber, οι επεξεργασίες που πραγματοποιούνται από διαφορετικούς χρήστες μπορούν να υποβληθούν σε επεξεργασία με διαφορετικές προτεραιότητες. Η πληκτρολόγηση σε πραγματικό χρόνο από τον τρέχοντα χρήστη λαμβάνει την υψηλότερη προτεραιότητα, διασφαλίζοντας άμεση ανατροφοδότηση. Οι ενημερώσεις από άλλους χρήστες ή η αυτόματη αποθήκευση στο παρασκήνιο μπορούν να υποβληθούν σε επεξεργασία με χαμηλότερη προτεραιότητα, ελαχιστοποιώντας τη διακοπή της εμπειρίας του ενεργού χρήστη.

Κατανόηση της Δομής Fiber

Κάθε στοιχείο React αντιπροσωπεύεται από έναν κόμβο Fiber. Ο κόμβος Fiber περιέχει πληροφορίες σχετικά με τον τύπο, τα props, την κατάσταση του στοιχείου και τις σχέσεις του με άλλους κόμβους Fiber στο δέντρο. Ακολουθούν ορισμένες σημαντικές ιδιότητες ενός κόμβου Fiber:

Η ιδιότητα alternate είναι ιδιαίτερα σημαντική. Επιτρέπει στο React να παρακολουθεί τις προηγούμενες και τρέχουσες καταστάσεις του στοιχείου. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συμφιλίωσης, το React συγκρίνει τον τρέχοντα κόμβο Fiber με το alternate του για να καθορίσει τις αλλαγές που πρέπει να γίνουν στο DOM.

Ο Αλγόριθμος WorkLoop

Ο βρόχος εργασίας είναι ο πυρήνας της αρχιτεκτονικής Fiber. Είναι υπεύθυνος για τη διέλευση του δέντρου fiber και την εκτέλεση της απαραίτητης εργασίας για κάθε fiber. Ο βρόχος εργασίας υλοποιείται ως μια αναδρομική συνάρτηση που επεξεργάζεται τα fiber ένα κάθε φορά.

Ο βρόχος εργασίας αποτελείται από δύο κύριες φάσεις:

Η Φάση Απόδοσης λεπτομερώς

Η φάση απόδοσης μπορεί να χωριστεί περαιτέρω σε δύο υποφάσεις:

Η συνάρτηση beginWork εκτελεί τις ακόλουθες εργασίες:

  1. Ελέγχει εάν το στοιχείο πρέπει να ενημερωθεί.
  2. Εάν το στοιχείο πρέπει να ενημερωθεί, συγκρίνει τα νέα props και την κατάσταση με τα προηγούμενα props και την κατάσταση για να καθορίσει τις αλλαγές που πρέπει να γίνουν.
  3. Δημιουργεί νέους κόμβους Fiber για τα παιδιά του στοιχείου.
  4. Ορίζει την ιδιότητα effectTag στον κόμβο Fiber για να υποδείξει τον τύπο ενημέρωσης που πρέπει να εκτελεστεί στο DOM.

Η συνάρτηση completeWork εκτελεί τις ακόλουθες εργασίες:

  1. Ενημερώνει το DOM με τις αλλαγές που καθορίστηκαν κατά τη διάρκεια της συνάρτησης beginWork.
  2. Υπολογίζει τη διάταξη του στοιχείου.
  3. Συλλέγει τις παρενέργειες που πρέπει να εκτελεστούν μετά τη φάση δέσμευσης.

Η Φάση Δέσμευσης λεπτομερώς

Η φάση δέσμευσης είναι υπεύθυνη για την εφαρμογή των αλλαγών στο DOM. Αυτή η φάση δεν είναι διακόψιμη, που σημαίνει ότι το React πρέπει να την ολοκληρώσει μόλις ξεκινήσει. Η φάση δέσμευσης αποτελείται από τρεις υποφάσεις:

Πρακτικά Παραδείγματα και Αποσπάσματα Κώδικα

Ας απεικονίσουμε τη διαδικασία συμφιλίωσης Fiber με ένα απλοποιημένο παράδειγμα. Εξετάστε ένα στοιχείο που εμφανίζει μια λίστα στοιχείων:

```javascript function ItemList({ items }) { return ( ); } ```

Όταν αλλάζει το items prop, το React πρέπει να συμφιλιώσει τη λίστα και να ενημερώσει το DOM ανάλογα. Δείτε πώς θα το χειριζόταν το Fiber:

  1. Φάση Απόδοσης: Η συνάρτηση beginWork θα συνέκρινε τον νέο πίνακα items με τον προηγούμενο πίνακα items. Θα εντόπιζε ποια στοιχεία έχουν προστεθεί, αφαιρεθεί ή ενημερωθεί.
  2. Θα δημιουργούνταν νέοι κόμβοι Fiber για τα στοιχεία που προστέθηκαν και το effectTag θα οριζόταν για να υποδείξει ότι αυτά τα στοιχεία πρέπει να εισαχθούν στο DOM.
  3. Οι κόμβοι Fiber για τα στοιχεία που αφαιρέθηκαν θα επισημαίνονταν για διαγραφή.
  4. Οι κόμβοι Fiber για τα στοιχεία που ενημερώθηκαν θα ενημερώνονταν με τα νέα δεδομένα.
  5. Φάση Δέσμευσης: Η φάση commit θα εφάρμοζε στη συνέχεια αυτές τις αλλαγές στο πραγματικό DOM. Τα στοιχεία που προστέθηκαν θα εισάγονταν, τα στοιχεία που αφαιρέθηκαν θα διαγράφονταν και τα στοιχεία που ενημερώθηκαν θα τροποποιούνταν.

Η χρήση του key prop είναι ζωτικής σημασίας για την αποτελεσματική συμφιλίωση. Χωρίς το key prop, το React θα έπρεπε να εκτελέσει νέα απόδοση ολόκληρης της λίστας κάθε φορά που αλλάζει ο πίνακας items. Με το key prop, το React μπορεί γρήγορα να εντοπίσει ποια στοιχεία έχουν προστεθεί, αφαιρεθεί ή ενημερωθεί και να ενημερώσει μόνο αυτά τα στοιχεία.

Για παράδειγμα, φανταστείτε ένα σενάριο όπου αλλάζει η σειρά των στοιχείων σε ένα καλάθι αγορών. Εάν κάθε στοιχείο έχει ένα μοναδικό key (π.χ. το αναγνωριστικό προϊόντος), το React μπορεί να αναδιατάξει αποτελεσματικά τα στοιχεία στο DOM χωρίς να χρειαστεί να τα εκτελέσει εκ νέου ολόκληρα. Αυτό βελτιώνει σημαντικά την απόδοση, ειδικά για μεγάλες λίστες.

Προγραμματισμός και Ιεράρχηση

Ένα από τα βασικά οφέλη του Fiber είναι η δυνατότητά του να προγραμματίζει και να ιεραρχεί ενημερώσεις. Το React χρησιμοποιεί έναν προγραμματιστή για να καθορίσει πότε να ξεκινήσει, να διακόψει, να συνεχίσει ή να εγκαταλείψει μια μονάδα εργασίας με βάση την προτεραιότητά της. Αυτό επιτρέπει στο React να ιεραρχεί τις αλληλεπιδράσεις των χρηστών και να διασφαλίζει ότι η διεπαφή χρήστη παραμένει ανταποκρινόμενη, ακόμη και κατά τη διάρκεια σύνθετων ενημερώσεων.

Το React παρέχει πολλά API για τον προγραμματισμό ενημερώσεων με διαφορετικές προτεραιότητες:

Για παράδειγμα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ReactDOM.unstable_deferredUpdates για να προγραμματίσετε ενημερώσεις που δεν είναι κρίσιμες για την εμπειρία χρήστη, όπως η παρακολούθηση αναλυτικών στοιχείων ή η ανάκτηση δεδομένων στο παρασκήνιο.

```javascript ReactDOM.unstable_deferredUpdates(() => { // Εκτελέστε μη κρίσιμες ενημερώσεις εδώ updateAnalyticsData(); }); ```

Χειρισμός Σφαλμάτων με το Fiber

Το Fiber παρέχει βελτιωμένο χειρισμό σφαλμάτων κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συμφιλίωσης. Όταν παρουσιαστεί ένα σφάλμα κατά την απόδοση, το React μπορεί να συλλάβει το σφάλμα και να αποτρέψει την κατάρρευση ολόκληρης της εφαρμογής. Το React χρησιμοποιεί όρια σφαλμάτων για να χειριστεί τα σφάλματα με ελεγχόμενο τρόπο.

Ένα όριο σφάλματος είναι ένα στοιχείο που συλλαμβάνει σφάλματα JavaScript οπουδήποτε στο θυγατρικό δέντρο στοιχείων του, καταγράφει αυτά τα σφάλματα και εμφανίζει μια εναλλακτική διεπαφή χρήστη αντί για το κατεστραμμένο δέντρο στοιχείων. Τα όρια σφαλμάτων συλλαμβάνουν σφάλματα κατά την απόδοση, στις μεθόδους κύκλου ζωής και στους κατασκευαστές ολόκληρου του δέντρου κάτω από αυτά.

```javascript class ErrorBoundary extends React.Component { constructor(props) { super(props); this.state = { hasError: false }; } static getDerivedStateFromError(error) { // Ενημερώστε την κατάσταση, ώστε η επόμενη απόδοση να εμφανίσει την εναλλακτική διεπαφή χρήστη. return { hasError: true }; } componentDidCatch(error, errorInfo) { // Μπορείτε επίσης να καταγράψετε το σφάλμα σε μια υπηρεσία αναφοράς σφαλμάτων logErrorToMyService(error, errorInfo); } render() { if (this.state.hasError) { // Μπορείτε να αποδώσετε οποιαδήποτε προσαρμοσμένη εναλλακτική διεπαφή χρήστη return

Κάτι πήγε στραβά.

; } return this.props.children; } } ```

Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε όρια σφαλμάτων για να περιwrap οποιοδήποτε στοιχείο που ενδέχεται να προκαλέσει σφάλμα. Αυτό διασφαλίζει ότι η εφαρμογή σας παραμένει σταθερή ακόμη και αν ορισμένα στοιχεία αποτύχουν.

```javascript ```

Εντοπισμός Σφαλμάτων Fiber

Ο εντοπισμός σφαλμάτων σε εφαρμογές React που χρησιμοποιούν Fiber μπορεί να είναι δύσκολος, αλλά υπάρχουν πολλά εργαλεία και τεχνικές που μπορούν να βοηθήσουν. Η επέκταση προγράμματος περιήγησης React DevTools παρέχει ένα ισχυρό σύνολο εργαλείων για την επιθεώρηση του δέντρου στοιχείων, την δημιουργία προφίλ απόδοσης και τον εντοπισμό σφαλμάτων.

Το React Profiler σάς επιτρέπει να καταγράψετε την απόδοση της εφαρμογής σας και να εντοπίσετε σημεία συμφόρησης. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το Profiler για να δείτε πόσο χρόνο χρειάζεται κάθε στοιχείο για να αποδοθεί και να εντοπίσετε στοιχεία που προκαλούν προβλήματα απόδοσης.

Το React DevTools παρέχει επίσης μια προβολή δέντρου στοιχείων που σας επιτρέπει να επιθεωρήσετε τα props, την κατάσταση και τον κόμβο Fiber κάθε στοιχείου. Αυτό μπορεί να είναι χρήσιμο για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο δομείται το δέντρο στοιχείων και του τρόπου λειτουργίας της διαδικασίας συμφιλίωσης.

Συμπέρασμα

Η αρχιτεκτονική React Fiber αντιπροσωπεύει μια σημαντική βελτίωση σε σχέση με την παραδοσιακή διαδικασία συμφιλίωσης. Διασπώντας τη διαδικασία συμφιλίωσης σε μικρότερες, διακόψιμες μονάδες εργασίας, το Fiber επιτρέπει στο React να βελτιώσει την ανταπόκριση και την αντιληπτή απόδοση των εφαρμογών, ειδικά σε σύνθετα σενάρια.

Η κατανόηση των βασικών εννοιών πίσω από το Fiber, όπως τα fiber, οι βρόχοι εργασίας και ο προγραμματισμός, είναι απαραίτητη για τη δημιουργία εφαρμογών React υψηλής απόδοσης. Αξιοποιώντας τις δυνατότητες του Fiber, μπορείτε να δημιουργήσετε διεπαφές χρήστη που είναι πιο ανταποκρινόμενες, πιο ανθεκτικές και παρέχουν μια καλύτερη εμπειρία χρήστη.

Καθώς το React συνεχίζει να εξελίσσεται, το Fiber θα παραμείνει ένα θεμελιώδες μέρος της αρχιτεκτονικής του. Παραμένοντας ενημερωμένοι με τις τελευταίες εξελίξεις στο Fiber, μπορείτε να διασφαλίσετε ότι οι εφαρμογές React αξιοποιούν πλήρως τα πλεονεκτήματα απόδοσης που παρέχει.

Ακολουθούν ορισμένα βασικά συμπεράσματα:

Αγκαλιάζοντας το React Fiber και κατανοώντας τις αρχές του, οι προγραμματιστές σε όλο τον κόσμο μπορούν να δημιουργήσουν πιο αποδοτικές και φιλικές προς το χρήστη εφαρμογές web, ανεξάρτητα από την τοποθεσία τους ή την πολυπλοκότητα των έργων τους.