JavaScript'i raamistiku arhitektuur: Komponendipuu optimeerimise meisterlik valdamine

Kaasaegse veebiarenduse maailmas valitsevad JavaScript'i raamistikud. Raamistikud nagu React, Angular ja Vue.js pakuvad võimsaid tööriistu keerukate ja interaktiivsete kasutajaliideste loomiseks. Nende raamistike keskmes on komponendipuu kontseptsioon – hierarhiline struktuur, mis esindab kasutajaliidest. Kuid rakenduste keerukuse kasvades võib komponendipuu muutuda oluliseks jõudluse kitsaskohaks, kui seda ei hallata õigesti. See artikkel pakub põhjalikku juhendit komponendipuude optimeerimiseks JavaScript'i raamistikes, käsitledes jõudluse kitsaskohti, renderdamisstrateegiaid ja parimaid tavasid.

Komponendipuu mõistmine

Komponendipuu on kasutajaliidese hierarhiline esitus, kus iga sõlm esindab komponenti. Komponendid on korduvkasutatavad ehitusplokid, mis kapseldavad loogikat ja esitlust. Komponendipuu struktuur mõjutab otseselt rakenduse jõudlust, eriti renderdamise ja uuenduste ajal.

Renderdamine ja virtuaalne DOM

Enamik kaasaegseid JavaScript'i raamistikke kasutab virtuaalset DOM-i. Virtuaalne DOM on tegeliku DOM-i mälusisene esitus. Kui rakenduse olek muutub, võrdleb raamistik virtuaalset DOM-i eelmise versiooniga, tuvastab erinevused (diffing) ja rakendab ainult vajalikud uuendused tegelikule DOM-ile. Seda protsessi nimetatakse lepitamiseks (reconciliation).

Lepitamisprotsess ise võib aga olla arvutuslikult kulukas, eriti suurte ja keerukate komponendipuude puhul. Komponendipuu optimeerimine on ülioluline lepitamiskulude minimeerimiseks ja üldise jõudluse parandamiseks.

Jõudluse kitsaskohtade tuvastamine

Enne optimeerimistehnikatesse süvenemist on oluline tuvastada oma komponendipuu potentsiaalsed jõudluse kitsaskohad. Levinumad jõudlusprobleemide põhjused on järgmised:

• Mittevajalikud uuesti renderdamised: Komponendid renderdatakse uuesti isegi siis, kui nende props'id või olek ei ole muutunud.
• Suured komponendipuud: Sügavalt pesastatud komponendihierarhiad võivad muuta renderdamise aeglaseks.
• Kulutavad arvutused: Keerukad arvutused või andmete teisendused komponentides renderdamise ajal.
• Ebaefektiivsed andmestruktuurid: Andmestruktuuride kasutamine, mis ei ole optimeeritud sagedaste otsingute või uuenduste jaoks.
• DOM-i manipuleerimine: DOM-i otsene manipuleerimine raamistiku uuendusmehhanismile tuginemise asemel.

Profileerimisvahendid aitavad neid kitsaskohti tuvastada. Populaarsed valikud on React Profiler, Angular DevTools ja Vue.js Devtools. Need tööriistad võimaldavad mõõta iga komponendi renderdamisele kulunud aega, tuvastada mittevajalikke uuesti renderdamisi ja leida kulukaid arvutusi.

Profileerimise näide (React)

React Profiler on võimas tööriist teie Reacti rakenduste jõudluse analüüsimiseks. Saate sellele juurdepääsu React DevTools'i brauserilaienduses. See võimaldab salvestada interaktsioone oma rakendusega ja seejärel analüüsida iga komponendi jõudlust nende interaktsioonide ajal.

React Profiler'i kasutamiseks:

1. Avage oma brauseris React DevTools.
2. Valige vahekaart "Profiler".
3. Vajutage nuppu "Record".
4. Suhelge oma rakendusega.
5. Vajutage nuppu "Stop".
6. Analüüsige tulemusi.

Profiler näitab teile leekgraafikut (flame graph), mis esindab iga komponendi renderdamisele kulunud aega. Komponendid, mille renderdamine võtab kaua aega, on potentsiaalsed kitsaskohad. Saate kasutada ka järjestatud graafikut (Ranked chart), et näha komponentide loendit, mis on sorteeritud nende renderdamiseks kulunud aja järgi.

Optimeerimistehnikad

Kui olete kitsaskohad tuvastanud, saate oma komponendipuu jõudluse parandamiseks rakendada erinevaid optimeerimistehnikaid.

1. Memoiseerimine

Memoiseerimine on tehnika, mis hõlmab kulukate funktsioonikutsete tulemuste vahemällu salvestamist ja vahemällu salvestatud tulemuse tagastamist, kui samad sisendid uuesti esinevad. Komponendipuude kontekstis takistab memoiseerimine komponentide uuesti renderdamist, kui nende props'id ei ole muutunud.

React.memo

React pakub React.memo kõrgema järgu komponenti funktsionaalsete komponentide memoiseerimiseks. React.memo võrdleb pinnapealselt komponendi props'e ja renderdab uuesti ainult siis, kui props'id on muutunud.

Näide:

import React from 'react';

const MyComponent = React.memo(function MyComponent(props) {
  // Renderdamise loogika siin
  return 
{props.data}
;
});

export default MyComponent;

Võite anda React.memo-le ka kohandatud võrdlusfunktsiooni, kui pinnapealsest võrdlusest ei piisa.

useMemo ja useCallback

useMemo ja useCallback on Reacti hook'id, mida saab kasutada vastavalt väärtuste ja funktsioonide memoiseerimiseks. Need hook'id on eriti kasulikud props'ide edastamisel memoiseeritud komponentidele.

useMemo memoiseerib väärtuse:

import React, { useMemo } from 'react';

function MyComponent(props) {
  const expensiveValue = useMemo(() => {
    // Teosta siin kulukas arvutus
    return computeExpensiveValue(props.data);
  }, [props.data]);

  return 
{expensiveValue}
;
}

useCallback memoiseerib funktsiooni:

import React, { useCallback } from 'react';

function MyComponent(props) {
  const handleClick = useCallback(() => {
    // Käsitle kliki sündmust
    props.onClick(props.data);
  }, [props.data, props.onClick]);

  return Vajuta mind;
}

Ilma useCallback'ita luuakse igal renderdamisel uus funktsiooni eksemplar, mis põhjustab memoiseeritud alamkomponendi uuesti renderdamise isegi siis, kui funktsiooni loogika on sama.

Angulari muudatuste tuvastamise strateegiad

Angular pakub erinevaid muudatuste tuvastamise strateegiaid, mis mõjutavad komponentide uuendamist. Vaikestrateegia, ChangeDetectionStrategy.Default, kontrollib muudatusi igas komponendis iga muudatuste tuvastamise tsükli ajal.

Jõudluse parandamiseks saate kasutada ChangeDetectionStrategy.OnPush. Selle strateegiaga kontrollib Angular komponendi muudatusi ainult siis, kui:

• Komponendi sisendatribuudid (input properties) on muutunud (viite kaudu).
• Sündmus pärineb komponendist või mõnest selle alamast.
• Muudatuste tuvastamine käivitatakse selgesõnaliselt.

ChangeDetectionStrategy.OnPush kasutamiseks seadistage komponendi dekoraatoris atribuut changeDetection:

import { Component, ChangeDetectionStrategy, Input } from '@angular/core';

@Component({
  selector: 'app-my-component',
  templateUrl: './my-component.component.html',
  styleUrls: ['./my-component.component.css'],
  changeDetection: ChangeDetectionStrategy.OnPush
})
export class MyComponentComponent {
  @Input() data: any;
}

Vue.js arvutatud atribuudid (Computed Properties) ja memoiseerimine

Vue.js kasutab reaktiivset süsteemi, et DOM-i automaatselt uuendada, kui andmed muutuvad. Arvutatud atribuudid on automaatselt memoiseeritud ja neid hinnatakse uuesti ainult siis, kui nende sõltuvused muutuvad.

Näide:

Keerukamate memoiseerimisstsenaariumide jaoks võimaldab Vue.js teil käsitsi kontrollida, millal arvutatud atribuut uuesti hinnatakse, kasutades tehnikaid nagu kuluka arvutuse tulemuse vahemällu salvestamine ja selle uuendamine ainult vajadusel.

2. Koodi tükeldamine ja laisklaadimine

Koodi tükeldamine on protsess, mille käigus jagatakse rakenduse kood väiksemateks kimpudeks (bundles), mida saab laadida vastavalt vajadusele. See vähendab rakenduse esialgset laadimisaega ja parandab kasutajakogemust.

Laisklaadimine (lazy loading) on tehnika, mis hõlmab ressursside laadimist ainult siis, kui neid vaja on. Seda saab rakendada komponentidele, moodulitele või isegi üksikutele funktsioonidele.

React.lazy ja Suspense

React pakub funktsiooni React.lazy komponentide laisklaadimiseks. React.lazy võtab argumendiks funktsiooni, mis peab kutsuma dünaamilise import(). See tagastab Promise'i, mis laheneb mooduliks, millel on vaikeeksport (default export), mis sisaldab Reacti komponenti.

Seejärel peate renderdama Suspense komponendi laisalt laaditud komponendi kohal. See määrab varu-UI, mida kuvada laisa komponendi laadimise ajal.

Näide:

import React, { Suspense } from 'react';

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

function App() {
  return (
    Laen...

const routes: Routes = [
  {
    path: 'my-module',
    loadChildren: () => import('./my-module/my-module.module').then(m => m.MyModuleModule)
  }
];

Vue.component('async-example', function (resolve, reject) {
  setTimeout(function () {
    // Edasta komponendi definitsioon resolve tagasikutsele
    resolve({
      template: '
Olen asünkroonne!
'
    })
  }, 1000)
})

Vue.component('async-webpack-example', () => import('./my-async-component'))