Reacti samaaegne renderdamine: jõudluse avamine Fiberi arhitektuuri ja töövoo analüüsiga

React, domineeriv jõud veebiarenduses, on pidevalt arenenud, et vastata üha keerukamatele ja interaktiivsematele kasutajaliidetele. Üks olulisemaid edusamme selles arengus on samaaegne renderdamine, mis võeti kasutusele React 16-ga. See paradigma muutus põhjalikult, kuidas React haldab värskendusi ja renderdab komponente, avades olulisi jõudluse parandusi ja võimaldades reageerivamat kasutajakogemust. See artikkel süveneb samaaegse renderdamise põhimõistetesse, uurides Fiberi arhitektuuri ja töövoogu ning andes ülevaate, kuidas need mehhanismid aitavad kaasa sujuvamatele ja tõhusamatele Reacti rakendustele.

Samaaegse renderdamise vajaduse mõistmine

Enne samaaegset renderdamist töötas React sünkroonselt. Kui toimus värskendus (nt oleku muutus, atribuudi värskendus), alustas React kogu komponendipuu renderdamist ühe katkematu toiminguna. See sünkroonne renderdamine võib põhjustada jõudluse kitsaskohti, eriti kui tegemist on suurte komponendipuu de või arvutuslikult kulukate toimingutega. Nende renderdamisperioodide jooksul muutub brauser reageerimatuks, mis põhjustab tõrkuvat ja masendavat kasutajakogemust. Seda nimetatakse sageli "peamise lõime blokeerimiseks".

Kujutage ette stsenaariumi, kus kasutaja trükib tekstiväljale. Kui tippitud teksti kuvamise eest vastutav komponent on osa suurest ja keerulisest komponendipuu st, võib iga klahvivajutus käivitada uuesti renderdamise, mis blokeerib peamise lõime. Selle tulemuseks oleks märgatav viivitus ja halb kasutajakogemus.

Samaaegne renderdamine lahendab selle probleemi, võimaldades Reactil jagada renderdamisülesanded väiksemateks, hallatavateks tööüksusteks. Neid üksusi saab prioriseerida, peatada ja jätkata vastavalt vajadusele, võimaldades Reactil põimida renderdamisülesandeid teiste brauseri toimingutega, nagu kasutaja sisendi käsitlemine või võrgupäringud. See lähenemisviis takistab peamise lõime blokeerimist pikemaks ajaks, mille tulemuseks on reageerivam ja sujuvam kasutajakogemus. Mõelge sellele kui Reacti renderdamisprotsessi multitegumtöötlusele.

Fiberi arhitektuuri tutvustamine

Samaaegse renderdamise tuumaks on Fiberi arhitektuur. Fiber on Reacti sisemise lepitusalgoritmi täielik ümbertegemine. Erinevalt eelmisest sünkroonsest lepitusprotsessist tutvustab Fiber keerukamat ja detailsemat lähenemisviisi värskenduste haldamiseks ja komponentide renderdamiseks.

Mis on Fiber?

Fiberit võib mõista kui komponendi eksemplari virtuaalset esitust. Iga teie Reacti rakenduse komponent on seotud vastava Fiberi sõlmega. Need Fiberi sõlmed moodustavad puustruktuuri, mis peegeldab komponendipuu d. Iga Fiberi sõlm sisaldab teavet komponendi, selle atribuutide, laste ja praeguse oleku kohta. Oluline on ka see, et see sisaldab ka teavet selle komponendi jaoks vajaliku töö kohta.

Fiberi sõlme peamised omadused on:

• type: Komponendi tüüp (nt div, MyComponent).
• key: Komponendile määratud unikaalne võti (kasutatakse tõhusaks lepituseks).
• props: Komponendile edastatud atribuudid.
• child: Osuti Fiberi sõlmele, mis esindab komponendi esimest last.
• sibling: Osuti Fiberi sõlmele, mis esindab komponendi järgmist õde-venda.
• return: Osuti Fiberi sõlmele, mis esindab komponendi vanemat.
• stateNode: Viide tegelikule komponendi eksemplarile (nt hostikomponentide DOM-i sõlm, klassikomponendi eksemplar).
• alternate: Osuti Fiberi sõlmele, mis esindab komponendi eelmist versiooni.
• effectTag: Lipp, mis näitab komponendi jaoks vajaliku värskenduse tüüpi (nt paigutus, värskendus, kustutamine).

Fiberi puu

Fiberi puu on püsiv andmestruktuur, mis esindab rakenduse kasutajaliidese praegust olekut. Kui toimub värskendus, loob React taustal uue Fiberi puu, mis esindab kasutajaliidese soovitud olekut pärast värskendust. Seda uut puu t nimetatakse "töö-käigus" puuks. Kui "töö-käigus" puu on valmis, vahetab React selle praeguse puuga, muutes muudatused kasutajale nähtavaks.

See kahe puu lähenemisviis võimaldab Reactil teostada renderdamise värskendusi mitteblokeerival viisil. Praegune puu jääb kasutajale nähtavaks, samal ajal kui "töö-käigus" puu ehitatakse taustal. See takistab kasutajaliidese külmumist või reageerimatuks muutumist värskenduste ajal.

Fiberi arhitektuuri eelised

• Katkestatav renderdamine: Fiber võimaldab Reactil peatada ja jätkata renderdamisülesandeid, võimaldades tal prioriseerida kasutajate interaktsioone ja takistada peamise lõime blokeerimist.
• Inkrementaalne renderdamine: Fiber võimaldab Reactil jagada renderdamise värskendused väiksemateks tööüksusteks, mida saab aja jooksul järk-järgult töödelda.
• Prioriseerimine: Fiber võimaldab Reactil prioriseerida erinevat tüüpi värskendusi, tagades, et kriitilised värskendused (nt kasutaja sisend) töödeldakse enne vähem olulisi värskendusi (nt taustandmete hankimine).
• Täiustatud veakäsitlus: Fiber muudab vigade käsitlemise renderdamise ajal lihtsamaks, kuna see võimaldab Reactil veateate korral taastada eelmise stabiilse oleku.

Töövoog: kuidas Fiber võimaldab samaaegsust

Töövoog on mootor, mis juhib samaaegset renderdamist. See on rekursiivne funktsioon, mis läbib Fiberi puu, tehes tööd igal Fiberi sõlmel ja värskendades kasutajaliidest järk-järgult. Töövoog vastutab järgmiste ülesannete eest:

• Järgmise töödeldava Fiberi valimine.
• Töö tegemine Fiberiga (nt uue oleku arvutamine, atribuutide võrdlemine, komponendi renderdamine).
• Fiberi puu värskendamine töö tulemustega.
• Rohkem tööde ajastamine.

Töövoo faasid

Töövoog koosneb kahest peamisest faasist:

1. Renderdamise faas (tuntud ka kui lepitusfaas): See faas vastutab "töö-käigus" Fiberi puu ehitamise eest. Selle faasi jooksul läbib React Fiberi puu, võrreldes praegust puu soovitud olekuga ja määrates kindlaks, milliseid muudatusi on vaja teha. See faas on asünkroonne ja katkestatav. See määrab, mida *on vaja* DOM-is muuta.
2. Commit faas: See faas vastutab muudatuste rakendamise eest tegelikule DOM-ile. Selle faasi jooksul värskendab React DOM-i sõlmi, lisab uusi sõlmi ja eemaldab vanu sõlmi. See faas on sünkroonne ja katkestamatu. See *tegelikult* muudab DOM-i.

Kuidas töövoog võimaldab samaaegsust

Samaaegse renderdamise võti seisneb selles, et renderdamise faas on asünkroonne ja katkestatav. See tähendab, et React saab renderdamise faasi igal ajal peatada, et võimaldada brauseril käsitleda muid ülesandeid, nagu kasutaja sisend või võrgupäringud. Kui brauser on jõudeolekus, saab React renderdamise faasi sealt, kus see pooleli jäi, jätkata.

See võime renderdamise faasi peatada ja jätkata võimaldab Reactil põimida renderdamisülesandeid teiste brauseri toimingutega, takistades peamise lõime blokeerimist ja tagades reageerivama kasutajakogemuse. Commit faas seevastu peab olema sünkroonne, et tagada kasutajaliidese järjepidevus. Kuid commit faas on tavaliselt palju kiirem kui renderdamise faas, nii et see ei põhjusta tavaliselt jõudluse kitsaskohti.

Prioriseerimine töövoos

React kasutab prioriteedipõhist ajastusalgoritmi, et määrata, milliseid Fiberi sõlmi kõigepealt töödelda. See algoritm määrab igale värskendusele selle tähtsuse alusel prioriteeditaseme. Näiteks määratakse kasutaja sisendist käivitatud värskendustele tavaliselt kõrgem prioriteet kui taustandmete hankimisest käivitatud värskendustele.

Töövoog töötleb alati kõigepealt kõrgeima prioriteediga Fiberi sõlmi. See tagab, et kriitilised värskendused töödeldakse kiiresti, pakkudes reageerivat kasutajakogemust. Vähem olulisi värskendusi töödeldakse taustal, kui brauser on jõudeolekus.

See prioriseerimissüsteem on oluline sujuva kasutajakogemuse säilitamiseks, eriti keerukates rakendustes, kus on palju samaaegseid värskendusi. Kujutage ette stsenaariumi, kus kasutaja trükib otsinguribale, samal ajal kui rakendus hangib ja kuvab pakutavate otsinguterminite loendit. Kasutaja tippimisega seotud värskendusi tuleks prioriseerida, et tagada tekstivälja reageerimisvõime, samas kui pakutavate otsinguterminitega seotud värskendusi saab töödelda taustal.

Praktilised näited samaaegse renderdamise kohta tegevuses

Vaatame mõnda praktilist näidet selle kohta, kuidas samaaegne renderdamine võib parandada Reacti rakenduste jõudlust ja kasutajakogemust.

1. Kasutaja sisendi debouncing

Mõelge otsinguribale, mis kuvab otsingutulemusi, kui kasutaja trükib. Ilma samaaegse renderdamiseta võib iga klahvivajutus käivitada kogu otsingutulemuste loendi uuesti renderdamise, mis põhjustab jõudlusprobleeme ja tõrkuvat kasutajakogemust.

Samaaegse renderdamisega saame kasutada debouncingut, et viivitada otsingutulemuste renderdamist, kuni kasutaja on lühikest aega trükkimise lõpetanud. See võimaldab Reactil prioriseerida kasutaja sisendit ja takistada kasutajaliidese reageerimatuks muutumist.

Siin on lihtsustatud näide:

import React, { useState, useCallback } from 'react';

function SearchBar() {
 const [searchTerm, setSearchTerm] = useState('');

 const debouncedSearch = useCallback(
 debounce((value) => {
 // Perform search logic here
 console.log('Searching for:', value);
 }, 300),
 []
 );

 const handleChange = (event) => {
 const value = event.target.value;
 setSearchTerm(value);
 debouncedSearch(value);
 };

 return (
 
 );
}

// Debounce function
function debounce(func, delay) {
 let timeout;
 return function(...args) {
 const context = this;
 clearTimeout(timeout);
 timeout = setTimeout(() => func.apply(context, args), delay);
 };
}

export default SearchBar;

Selles näites viivitab funktsioon debounce otsinguloogika täitmist, kuni kasutaja on 300 millisekundit trükkimise lõpetanud. See tagab, et otsingutulemusi renderdatakse ainult vajaduse korral, parandades rakenduse jõudlust.

2. Piltide laisa laadimine

Suurte piltide laadimine võib oluliselt mõjutada veebilehe esialgset laadimisaega. Samaaegse renderdamisega saame kasutada laisa laadimist, et lükata piltide laadimine edasi, kuni need on vaateavas nähtavad.

See tehnika võib oluliselt parandada rakenduse tajutavat jõudlust, kuna kasutaja ei pea ootama kõigi piltide laadimist, enne kui ta saab lehega suhtlema hakata.

Siin on lihtsustatud näide, kasutades teeki react-lazyload:

import React from 'react';
import LazyLoad from 'react-lazyload';

function ImageComponent({ src, alt }) {
 return (
 Loading...
}>
 
 
 );
}

export default ImageComponent;

Selles näites viivitab komponent LazyLoad pildi laadimist, kuni see on vaateavas nähtav. Atribuut placeholder võimaldab meil kuvada laadimisindikaatorit pildi laadimise ajal.

3. Suspense andmete hankimiseks

React Suspense võimaldab teil komponendi renderdamise "peatada", oodates andmete laadimist. See on eriti kasulik andmete hankimise stsenaariumide korral, kus soovite kuvada laadimisindikaatorit, oodates andmeid API-st.

Suspense integreerub sujuvalt samaaegse renderdamisega, võimaldades Reactil prioriseerida andmete laadimist ja takistada kasutajaliidese reageerimatuks muutumist.

Siin on lihtsustatud näide:

import React, { Suspense } from 'react';

// A fake data fetching function that returns a Promise
const fetchData = () => {
 return new Promise(resolve => {
 setTimeout(() => {
 resolve({ data: 'Data loaded!' });
 }, 2000);
 });
};

// A React component that uses Suspense
function MyComponent() {
 const resource = fetchData();
 return (
 Loading...