Esitlusliidese (Presentation API) jõudlus esirakenduses: mitme ekraani renderdamise optimeerimine

Esitlusliides (Presentation API) on võimas veebi-API, mis võimaldab veebirakendustel kuvada sisu lisaekraanidel, luues kaasahaaravaid mitme ekraaniga kogemusi. See võimekus avab uksed mitmesugustele kasutusjuhtudele, sealhulgas esitlustele, koostööl põhinevatele armatuurlaudadele ja interaktiivsetele mängudele. Esitlusliidese tõhus kasutamine nõuab aga hoolikat jõudluse kaalumist, eriti keeruka sisu või mitme kuvari puhul. Jõudluse optimeerimine on sujuva ja reageeriva kasutajakogemuse pakkumisel ülioluline. See artikkel süveneb strateegiatesse, kuidas parandada oma esirakenduste jõudlust, kasutades esitlusliidest mitme ekraani renderdamiseks.

Esitlusliidese (Presentation API) töövoo mõistmine

Enne optimeerimistehnikatesse süvenemist on oluline mõista esitlusliidese põhilist töövoogu:

1. Esitlusele juurdepääsu taotlemine: Esitlev rakendus (mis töötab põhiekraanil) algatab protsessi, kutsudes välja navigator.presentation.requestPresent(). See palub kasutajal valida sihtkuvari saadaolevate väliste kuvarite hulgast.
2. Esitlusühenduse loomine: Pärast kasutaja valikut luuakse PresentationConnection objekt esitleva rakenduse ja esitluskuvari (lisaekraani) vahel. See ühendus toimib suhtluskanalina.
3. Sõnumite saatmine ja vastuvõtmine: Esitlev rakendus saadab esitluskuvarile sõnumeid (andmeid, käske või kasutajaliidese uuendusi) meetodi PresentationConnection.send() kaudu. Esitluskuvar kuulab neid sõnumeid, kasutades sündmust PresentationConnection.onmessage.
4. Sisu renderdamine lisaekraanil: Esitluskuvar võtab sõnumid vastu ja renderdab vastava sisu. See hõlmab sageli DOM-i uuendamist või animatsioonide käivitamist.
5. Esitluse sulgemine: Nii esitlev rakendus kui ka esitluskuvar saavad esitluse lõpetada, sulgedes PresentationConnection ühenduse.

Peamised jõudluse kitsaskohad mitme ekraani renderdamisel

Esitlusliidese kasutamisel võivad jõudluse kitsaskohtadele kaasa aidata mitmed tegurid:

• Andmeedastuse lisakulu: Suurte andmemahtude saatmine esitleva rakenduse ja esitluskuvari vahel võib põhjustada latentsust.
• Renderdamise keerukus: Keerukas renderdamine lisaekraanil, näiteks suurte DOM-struktuuride manipuleerimine või arvutusmahuka JavaScripti käitamine, võib mõjutada kaadrisagedust.
• Sünkroniseerimisprobleemid: Mõlema ekraani sisu sünkroonis hoidmine võib olla keeruline ja nõuda hoolikat koordineerimist.
• Võrgu latentsus: Kui esitlev ja esitluskuvar asuvad erinevates võrkudes, võib võrgu latentsus jõudlust oluliselt mõjutada.
• Brauseri piirangud: Esitluskuvari riistvara brauseripiirangud võivad põhjustada aeglasemat töötlemist ja vähenenud renderdusjõudlust.

Optimeerimisstrateegiad parema jõudluse saavutamiseks

Järgmised strateegiad aitavad teil optimeerida oma esirakenduste jõudlust esitlusliidese kasutamisel:

1. Andmeedastuse minimeerimine

Esitleva rakenduse ja esitluskuvari vahel edastatava andmemahu vähendamine on jõudluse parandamiseks ülioluline. Kaaluge järgmisi tehnikaid:

• Andmete pakkimine: Pakkige andmed enne nende saatmist üle PresentationConnection ühenduse. Levinud pakkimisalgoritmid nagu Gzip või Brotli võivad andmemahtu oluliselt vähendada. Selleks saab kasutada JavaScripti teeke nagu pako (Gzipi jaoks) ja brauseri natiivseid API-sid nagu CompressionStream (toetatud moodsates brauserites).

  Näide (CompressionStream kasutades):

              
      async function compressAndSend(data) {
        const stream = new CompressionStream('gzip');
        const writer = stream.writable.getWriter();
        const reader = stream.readable.getReader();
  
        writer.write(new TextEncoder().encode(JSON.stringify(data)));
        writer.close();
  
        let compressedData = new Uint8Array();
        while (true) {
          const { done, value } = await reader.read();
          if (done) break;
          const newArray = new Uint8Array(compressedData.length + value.length);
          newArray.set(compressedData);
          newArray.set(value, compressedData.length);
          compressedData = newArray;
        }
  
        connection.send(compressedData);
      }
  
      // Vastuvõtvas otsas (esitlusekraanil):
      async function decompressData(compressedData) {
        const stream = new DecompressionStream('gzip');
        const writer = stream.writable.getWriter();
        const reader = stream.readable.getReader();
  
        writer.write(compressedData);
        writer.close();
  
        let decompressedData = new Uint8Array();
        while (true) {
          const { done, value } = await reader.read();
          if (done) break;
          const newArray = new Uint8Array(decompressedData.length + value.length);
          newArray.set(decompressedData);
          newArray.set(value, decompressedData.length);
          decompressedData = newArray;
        }
  
        const text = new TextDecoder().decode(decompressedData);
        return JSON.parse(text);
      }
      
              
  
                
                  Copy
                
              
            

• Deltauuendused: Selle asemel, et saata igal uuendusel kogu rakenduse olek, saatke ainult toimunud muudatused (deltad). See vähendab oluliselt edastatavate andmete hulka. Teegid nagu jsondiffpatch aitavad teil genereerida ja rakendada JSON-i erinevusi.

  Näide (jsondiffpatch kasutades):

              
       const jsondiffpatch = require('jsondiffpatch').create();
  
       let initialData = { a: 1, b: 2, c: 3 };
       let currentData = { a: 1, b: 3, c: 4 };
  
       const delta = jsondiffpatch.diff(initialData, currentData);
  
       // Saatke 'delta' esitlusekraanile.
  
       // Esitlusekraanil rakendage delta:
       let receivedDelta = ...; // Ühendusest vastu võetud delta.
       jsondiffpatch.patch(initialData, receivedDelta);
       // initialData on nüüd uuendatud väärtusele { a: 1, b: 3, c: 4 }
       
              
  
                
                  Copy
                
              
            

• Andmete serialiseerimine: Kasutage JSON-i asemel tõhusaid andmete serialiseerimisvorminguid nagu Protocol Buffers (protobuf) või MessagePack. Need vormingud on kompaktsemad ja kiiremini parsitavad. Mõlema vormingu jaoks on saadaval JavaScripti teegid.

  Näide (kasutades Protocol Buffers'it - nõuab .proto definitsiooni ja kompileerimist):

              
          // Eeldades, et teil on kompileeritud protobuf sõnumitüüp 'MyMessageType'
          const message = new MyMessageType({
            field1: "Hello",
            field2: 123
          });
  
          const buffer = MyMessageType.encode(message).finish();
  
          connection.send(buffer);
  
          // Vastuvõtvas otsas:
          const receivedBuffer = ...; // Ühendusest vastu võetud puhver.
          const decodedMessage = MyMessageType.decode(receivedBuffer);
  
          console.log(decodedMessage.field1); // Väljund: Hello
          console.log(decodedMessage.field2); // Väljund: 123
          
              
  
                
                  Copy
                
              
            

• Uuenduste piiramine (throttling): Piirake esitluskuvarile saadetavate uuenduste sagedust. Kui rakendus genereerib uuendusi suure kiirusega, kaaluge nende piiramist mõistliku tasemeni (nt 30 uuendust sekundis).

2. Renderdamise optimeerimine esitlusekraanil

Renderdamise jõudlus esitluskuvaril mõjutab otseselt kasutajakogemust. Kaaluge järgmisi tehnikaid:

• Virtuaalne DOM: Kasutage DOM-i tõhusaks uuendamiseks virtuaalse DOM-i teeki nagu React, Vue.js või Preact. Virtuaalse DOM-i teegid minimeerivad otseseid DOM-i manipulatsioone, mis tagab kiirema renderdamise.
• Canvas'e renderdamine: Keerukate visualiseerimiste või animatsioonide jaoks kaaluge DOM-i otse manipuleerimise asemel <canvas> elemendi kasutamist. Canvas'e renderdamine annab rohkem kontrolli pikslite manipuleerimise üle ja võib sageli olla jõudsam.
• Web Workers: Suunake arvutusmahukad ülesanded Web Workers'itesse, et vältida põhilõime blokeerimist. See hoiab kasutajaliidese reageerivana ja hoiab ära kaadrite kadumise. Näiteks keerukat andmetöötlust või pilditöötlust saab käsitleda Web Workeris.

  Näide:

              
       // Põhilõimes (esitlusekraanil):
       const worker = new Worker('worker.js');
  
       worker.onmessage = function(event) {
         // Töötle workerist saadud tulemust
         console.log('Workerilt saadud tulemus:', event.data);
       };
  
       worker.postMessage({ task: 'calculateFibonacci', number: 40 });
  
       // Failis worker.js:
       self.onmessage = function(event) {
         const data = event.data;
         if (data.task === 'calculateFibonacci') {
           const result = fibonacci(data.number);
           self.postMessage(result);
         }
       };
  
       function fibonacci(n) {
         if (n <= 1) return n;
         return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2);
       }
       
              
  
                
                  Copy
                
              
            

• CSS-i optimeerimine: Optimeerige CSS-reegleid, et minimeerida renderdamise lisakulu. Vältige keerulisi selektoreid ja kasutage riistvaraliselt kiirendatud CSS-i omadusi (nt transform, opacity).
• Piltide optimeerimine: Optimeerige pilte, pakkides neid ja kasutades sobivaid vorminguid (nt WebP). Kasutage responsiivseid pilte, et serveerida erineva suurusega pilte vastavalt kuvari eraldusvõimele.
• Renderdamisuuenduste edasilükkamine/piiramine (debouncing/throttling): Kui sagedased andmeuuendused käivitavad renderdamise, lükake renderdamisfunktsiooni edasi või piirake seda, et vältida liigseid uuendusi. See tagab, et renderdamisfunktsioon käivitatakse alles teatud viivituse järel või piiratud sagedusega.

3. Sõnumitöötluse optimeerimine

See, kuidas te esitlevast rakendusest saadud sõnumeid käsitlete, võib samuti jõudlust mõjutada. Kaaluge järgmisi tehnikaid:

• Sõnumite järjekorda panemine: Kui esitluskuvar saab sõnumeid suure kiirusega, kaaluge nende järjekorda panemist ja partiidena töötlemist. See võib parandada jõudlust, vähendades üksikute sõnumite käsitlemise lisakulu.
• Sõnumite prioritiseerimine: Prioritiseerige sõnumeid nende tähtsuse alusel. Näiteks kasutaja interaktsiooni jaoks kriitilised kasutajaliidese uuendused tuleks töödelda enne vähem olulisi uuendusi.
• Tõhus sõnumite parsimine: Kasutage tõhusaid parsimistehnikaid, et kiiresti andmeid sissetulevatest sõnumitest eraldada. Vältige mittevajalikke stringimanipulatsioone või andmete teisendusi.
• Mittevajalike DOM-i uuenduste vältimine: Uuendage ainult neid DOM-elemente, mida on sissetuleva sõnumi põhjal tegelikult vaja muuta. Vältige mittevajalikke DOM-i manipulatsioone, kuna need võivad olla kulukad.

4. Sünkroniseerimisstrateegiad

Esitleva rakenduse ja esitluskuvari vahelise sünkronisatsiooni säilitamine on sujuva kasutajakogemuse jaoks hädavajalik. Kaaluge järgmisi strateegiaid:

• Ajamärgid: Lisage sõnumitele ajamärgid, et jälgida latentsust esitleva rakenduse ja esitluskuvari vahel. Seda teavet saab kasutada viivituste kompenseerimiseks ja sünkronisatsiooni parandamiseks.
• Järjestusnumbrid: Kasutage järjestusnumbreid, et tagada sõnumite töötlemine õiges järjekorras. See on eriti oluline ebausaldusväärsete võrguühenduste puhul.
• Kinnitusmehhanismid: Rakendage kinnitusmehhanism, et kinnitada, et sõnumid on esitluskuvari poolt edukalt vastu võetud ja töödeldud. See aitab tuvastada kadunud sõnumeid ja nendest taastuda.
• requestAnimationFrame'i kasutamine: Kui uuendate kasutajaliidest esitlusliidese kaudu saadud andmete põhjal, kasutage requestAnimationFrame, et sünkroonida uuendused brauseri renderdustsükliga. See hoiab ära pildi rebenemise ja tagab sujuvad animatsioonid.

5. Riistvara- ja brauserikaalutlused

Esitluskuvari riistvaravõimalused ja brauseripiirangud võivad jõudlust oluliselt mõjutada. Arvestage järgmiste teguritega:

• Riistvaraline kiirendus: Veenduge, et esitluskuvari brauseris oleks riistvaraline kiirendus lubatud. See võimaldab brauseril kasutada renderdamiseks GPU-d, mis võib jõudlust oluliselt parandada.
• Brauseri ühilduvus: Testige oma rakendust erinevates brauserites, et tagada ühilduvus ja tuvastada jõudlusprobleeme. Erinevatel brauseritel võivad olla erinevad renderdusmootorid ja JavaScripti mootorid, mis võivad jõudlust mõjutada.
• Mäluhaldus: Jälgige mälukasutust esitluskuvaril, et vältida mälulekkeid ja liigset mälutarbimist. Kasutage brauseri arendajate tööriistu mäluga seotud probleemide tuvastamiseks ja lahendamiseks.
• Taustaprotsessid: Minimeerige esitluskuvaril töötavate taustaprotsesside arvu, kuna need võivad tarbida ressursse ja mõjutada jõudlust.

6. Koodi profileerimine ja jõudluse jälgimine

Profileerige regulaarselt oma koodi ja jälgige jõudlusnäitajaid, et tuvastada kitsaskohti ja parendusvaldkondi. Kasutage brauseri arendajate tööriistu JavaScripti koodi profileerimiseks, renderdamisjõudluse analüüsimiseks ja mälukasutuse jälgimiseks.

• Chrome DevTools: Chrome DevTools pakub laiaulatuslikku tööriistakomplekti jõudluse profileerimiseks ja jälgimiseks. Kasutage paneeli Performance renderdamisjõudluse salvestamiseks ja analüüsimiseks, paneeli Memory mälukasutuse jälgimiseks ja CPU profilerit protsessorimahuka koodi tuvastamiseks.
• Lighthouse: Kasutage Lighthouse'i oma rakenduse auditeerimiseks jõudluse, ligipääsetavuse ja muude parimate tavade osas. Lighthouse annab soovitusi jõudluse parandamiseks ja võimalike probleemide tuvastamiseks.
• Veebi jõudluse API-d: Kasutage veebi jõudluse API-sid nagu Navigation Timing API ja Resource Timing API, et koguda üksikasjalikke jõudlusnäitajaid. Neid näitajaid saab kasutada jõudluse jälgimiseks aja jooksul ja trendide tuvastamiseks.
• Kaugdiagnostika (Remote Debugging): Kasutage kaugdiagnostikat, et siluda oma arendusmasinast esitluskuvaril töötavat rakendust. See võimaldab teil reaalajas uurida DOM-i, läbida JavaScripti koodi samm-sammult ja jälgida jõudlust.

Näidisstsenaariumid ja parimad praktikad

Vaatame mõningaid näidisstsenaariume ja parimaid praktikaid esitlusliidese jõudluse optimeerimiseks:

Stsenaarium 1: Interaktiivsed esitlusslaidid

Veebipõhises esitlusrakenduses kuvatakse slaidid põhiekraanil, samal ajal kui esineja märkmed ja juhtnupud kuvatakse esitluskuvaril.

• Parimad praktikad:
• Kasutage deltauuendusi, et saata esitluskuvarile ainult slaidide vahelised muudatused.
• Optimeerige slaidides kasutatavaid pilte ja videoid.
• Kasutage CSS-i üleminekuid ja animatsioone säästlikult, et vältida jõudlusprobleeme.
• Suunake esineja märkmete renderdamine Web Workerisse, et vältida põhilõime blokeerimist.

Stsenaarium 2: Koostööl põhinev armatuurlaud

Suurel ekraanil kuvatakse koostööl põhinev armatuurlaud, mis võimaldab mitmel kasutajal andmeid reaalajas vaadata ja nendega suhelda.

• Parimad praktikad:
• Kasutage andmete pakkimist, et vähendada klientide ja serveri vahel edastatavate andmete hulka.
• Rakendage piiramist (throttling), et piirata armatuurlaua uuenduste sagedust.
• Kasutage virtuaalse DOM-i teeke, et armatuurlaua kasutajaliidest tõhusalt uuendada.
• Kaaluge WebSockets'i kasutamist reaalajas suhtluseks klientide ja serveri vahel.

Stsenaarium 3: Interaktiivne mängimine

Mäng kuvatakse põhiekraanil, samal ajal kui lisateave või juhtnupud kuvatakse esitluskuvaril.

• Parimad praktikad:
• Kasutage mängugraafika jaoks canvas'e renderdamist, et saavutada optimaalne jõudlus.
• Suunake mänguloogika ja arvutused Web Workerisse, et vältida põhilõime blokeerimist.
• Minimeerige mängu ja esitluskuvari vahel edastatavate andmete hulka.
• Kasutage ajamärke ja järjestusnumbreid, et sünkroonida mängusündmusi ekraanide vahel.

Kokkuvõte

Esirakenduste jõudluse optimeerimine esitlusliidese kasutamisel on kaasahaaravate ja sujuvate mitme ekraaniga kogemuste pakkumiseks ülioluline. Minimeerides andmeedastust, optimeerides renderdamist, käsitledes sõnumeid tõhusalt, rakendades õigeid sünkroniseerimisstrateegiaid ning arvestades riistvara- ja brauseripiirangutega, saate oma rakenduste jõudlust oluliselt parandada. Ärge unustage oma koodi pidevalt profileerida ja jõudlusnäitajaid jälgida, et tuvastada kitsaskohti ja parendusvaldkondi. Järgides neid parimaid praktikaid, saate luua köitvaid mitme ekraaniga rakendusi, mis pakuvad suurepärast kasutajakogemust erinevatel seadmetel ja kuvaritel. Kuna tehnoloogia areneb pidevalt, on esitlusliidese potentsiaali maksimeerimiseks oluline olla kursis uusimate brauseri funktsioonide ja jõudluse optimeerimise tehnikatega. Testige alati mitmel seadmel ja erinevates võrgutingimustes, et tagada optimaalne jõudlus kõigile kasutajatele, olenemata nende asukohast või riistvarast.