Reacti Concurrent Mode'i Ressursside Planeerimine: Mäluteadlik Ülesannete Haldus

Reacti Concurrent Mode on kogum uusi funktsioone Reactis, mis aitavad arendajatel luua reageerimisvõimelisemaid ja jõudsamaid kasutajaliideseid. Selle keskmes on keerukas ressursside planeerimise mehhanism, mis haldab erinevate ülesannete täitmist, seades esikohale kasutaja interaktsioonid ja tagades sujuva kogemuse ka suure koormuse korral. See artikkel süveneb Reacti Concurrent Mode'i ressursside planeerimise peensustesse, keskendudes sellele, kuidas see tegeleb mäluhaldusega ja prioritiseerib ülesandeid, et pakkuda optimaalset jõudlust globaalsele publikule.

Concurrent Mode'i ja selle eesmärkide mõistmine

Traditsiooniline Reacti renderdamine on sünkroonne ja blokeeriv. See tähendab, et kui React alustab komponendipuu renderdamist, jätkub see seni, kuni kogu puu on renderdatud, blokeerides potentsiaalselt põhilõime ja põhjustades loiuid kasutajaliidese uuendusi. Concurrent Mode lahendab selle piirangu, lisades võime renderdamisülesandeid katkestada, peatada, jätkata või isegi hüljata. See võimaldab Reactil põimida renderdamist teiste oluliste ülesannetega, nagu kasutaja sisendi käsitlemine, animatsioonide joonistamine ja võrgupäringutele vastamine.

Concurrent Mode'i peamised eesmärgid on:

• Reageerimisvõime: Säilitada sujuv ja reageerimisvõimeline kasutajaliides, vältides pikaajaliste ülesannete põhilõime blokeerimist.
• Prioriseerimine: Eelistada kasutaja interaktsioone (nt tippimine, klõpsamine) vähem kiireloomulistele taustaülesannetele.
• Asünkroonne renderdamine: Jaotada renderdamine väiksemateks, katkestatavateks tööühikuteks.
• Parem kasutajakogemus: Pakkuda sujuvamat ja tõrgeteta kasutajakogemust, eriti piiratud ressurssidega seadmetel või aeglaste võrguühenduste korral.

Fiberi arhitektuur: Konkurentsuse alus

Concurrent Mode on üles ehitatud Fiberi arhitektuurile, mis on Reacti sisemise renderdamismootori täielik ümberkirjutus. Fiber esindab iga komponenti kasutajaliideses tööühikuna. Erinevalt varasemast pinupõhisest lepitajast (reconciler) kasutab Fiber linkloendi andmestruktuuri, et luua tööpuu. See võimaldab Reactil renderdamisülesandeid nende kiireloomulisuse alusel peatada, jätkata ja prioritiseerida.

Fiberi põhimõisted:

• Fiberi sõlm: Esindab tööühikut (nt komponendi eksemplar).
• WorkLoop: Tsükkel, mis itereerib läbi Fiberi puu, tehes tööd iga Fiberi sõlmega.
• Planeerija (Scheduler): Määrab, milliseid Fiberi sõlmi järgmisena töödelda, lähtudes nende prioriteedist.
• Lepitus (Reconciliation): Protsess, mille käigus võrreldakse praegust Fiberi puud eelmisega, et tuvastada muudatused, mis tuleb DOM-i rakendada.

Ressursside planeerimine Concurrent Mode'is

Ressursiplaneerija vastutab erinevate ülesannete täitmise haldamise eest Concurrent Mode'is. See prioritiseerib ülesandeid nende kiireloomulisuse alusel ja eraldab vastavalt ressursse (protsessori aega, mälu). Planeerija kasutab mitmesuguseid tehnikaid, et tagada kõige olulisemate ülesannete esmajärjekorras täitmine, samal ajal kui vähem kiireloomulised ülesanded lükatakse hilisemale ajale.

Ülesannete prioriseerimine

Reacti Concurrent Mode kasutab prioriteedipõhist planeerimissüsteemi, et määrata ülesannete täitmise järjekord. Ülesannetele määratakse nende olulisuse alusel erinevad prioriteedid. Levinumad prioriteedid on:

• Kohene prioriteet: Ülesannetele, mis tuleb kohe lõpule viia, näiteks kasutaja sisendi käsitlemine.
• Kasutajat blokeeriv prioriteet: Ülesannetele, mis takistavad kasutajal kasutajaliidesega suhtlemist, näiteks kasutajaliidese uuendamine vastusena kasutaja tegevusele.
• Tavaprioriteet: Ülesannetele, mis ei ole ajakriitilised, näiteks kasutajaliidese mittekriitiliste osade renderdamine.
• Madal prioriteet: Ülesannetele, mida saab hilisemale ajale edasi lükata, näiteks sisu eelrenderdamine, mis pole kohe nähtav.
• Ooterežiimi prioriteet (Idle Priority): Ülesannetele, mida täidetakse ainult siis, kui brauser on jõudeolekus, näiteks taustal andmete toomine.

Planeerija kasutab neid prioriteete, et otsustada, milliseid ülesandeid järgmisena täita. Kõrgema prioriteediga ülesanded täidetakse enne madalama prioriteediga ülesandeid. See tagab, et kõige olulisemad ülesanded saavad esimesena tehtud, isegi kui süsteem on suure koormuse all.

Katkestatav renderdamine

Üks Concurrent Mode'i põhifunktsioone on katkestatav renderdamine. See tähendab, et planeerija saab renderdamisülesande katkestada, kui on vaja täita kõrgema prioriteediga ülesanne. Näiteks, kui kasutaja hakkab sisestusväljale tippima samal ajal, kui React renderdab suurt komponendipuud, saab planeerija renderdamisülesande katkestada ja käsitleda esmalt kasutaja sisendit. See tagab, et kasutajaliides jääb reageerimisvõimeliseks isegi siis, kui React teostab keerukaid renderdamisoperatsioone.

Kui renderdamisülesanne katkestatakse, salvestab React Fiberi puu hetkeseisu. Kui planeerija renderdamisülesannet jätkab, saab see jätkata sealt, kus pooleli jäi, ilma et peaks algusest peale hakkama. See parandab oluliselt Reacti rakenduste jõudlust, eriti suurte ja keerukate kasutajaliideste puhul.

Ajalõikamine (Time Slicing)

Ajalõikamine on veel üks tehnika, mida ressursiplaneerija kasutab Reacti rakenduste reageerimisvõime parandamiseks. Ajalõikamine hõlmab renderdamisülesannete jaotamist väiksemateks tööosadeks. Seejärel eraldab planeerija igale tööosale väikese ajaühiku ("ajalõigu"). Pärast ajalõigu aegumist kontrollib planeerija, kas on kõrgema prioriteediga ülesandeid, mis vajavad täitmist. Kui on, katkestab planeerija praeguse ülesande ja täidab kõrgema prioriteediga ülesande. Vastasel juhul jätkab planeerija praeguse ülesandega, kuni see on lõpetatud või saabub mõni teine kõrgema prioriteediga ülesanne.

Ajalõikamine takistab pikaajaliste renderdamisülesannete põhilõime blokeerimist pikemaks ajaks. See aitab säilitada sujuvat ja reageerimisvõimelist kasutajaliidest isegi siis, kui React teostab keerukaid renderdamisoperatsioone.

Mäluteadlik ülesannete haldus

Ressursside planeerimine Reacti Concurrent Mode'is arvestab ka mälukasutusega. Reacti eesmärk on minimeerida mälu eraldamist ja prügikoristust, et parandada jõudlust, eriti piiratud ressurssidega seadmetel. See saavutatakse mitme strateegia abil:

Objektide ühiskasutus (Object Pooling)

Objektide ühiskasutus on tehnika, mis hõlmab olemasolevate objektide taaskasutamist uute loomise asemel. See võib oluliselt vähendada Reacti rakenduste poolt eraldatava mälu hulka. React kasutab objektide ühiskasutust sageli loodavate ja hävitatavate objektide jaoks, nagu Fiberi sõlmed ja uuendusjärjekorrad.

Kui objekti enam ei vajata, tagastatakse see ühiskasutusse (pool) selle asemel, et see prügikoristusse saata. Järgmine kord, kui seda tüüpi objekti vaja läheb, võetakse see ühiskasutusest, mitte ei looda nullist. See vähendab mälu eraldamise ja prügikoristuse üldkulusid, mis võib parandada Reacti rakenduste jõudlust.

Tundlikkus prügikoristuse suhtes

Concurrent Mode on loodud olema tundlik prügikoristuse suhtes. Planeerija püüab ajastada ülesandeid viisil, mis minimeerib prügikoristuse mõju jõudlusele. Näiteks võib planeerija vältida korraga suurte objektide hulga loomist, mis võib käivitada prügikoristustsükli. Samuti püüab see teha tööd väiksemate osadena, et vähendada mälujalajälge igal ajahetkel.

Mittekriitiliste ülesannete edasilükkamine

Eelistades kasutaja interaktsioone ja lükates edasi mittekriitilisi ülesandeid, saab React vähendada igal ajahetkel kasutatava mälu hulka. Ülesanded, mis pole kohe vajalikud, nagu sisu eelrenderdamine, mis pole kasutajale nähtav, saab edasi lükata hilisemale ajale, kui süsteem on vähem hõivatud. See vähendab rakenduse mälujalajälge ja parandab selle üldist jõudlust.

Praktilised näited ja kasutusjuhud

Uurime mõningaid praktilisi näiteid, kuidas Reacti Concurrent Mode'i ressursside planeerimine võib kasutajakogemust parandada:

Näide 1: Sisendi käsitlemine

Kujutage ette vormi mitme sisestusvälja ja keeruka valideerimisloogikaga. Traditsioonilises Reacti rakenduses võib sisestusväljale tippimine käivitada kogu vormi sünkroonse uuenduse, mis põhjustab märgatava viivituse. Concurrent Mode'iga saab React eelistada kasutaja sisendi käsitlemist, tagades, et kasutajaliides jääb reageerimisvõimeliseks isegi siis, kui valideerimisloogika on keeruline. Kasutaja tippimise ajal uuendab React kohe sisestusvälja. Valideerimisloogika käivitatakse seejärel madalama prioriteediga taustaülesandena, tagades, et see ei sega kasutaja tippimiskogemust. Rahvusvahelistele kasutajatele, kes sisestavad andmeid erinevate märgistikega, on see reageerimisvõime kriitilise tähtsusega, eriti vähem võimsate protsessoritega seadmetel.

Näide 2: Andmete toomine

Mõelge juhtpaneelile, mis kuvab andmeid mitmest API-st. Traditsioonilises Reacti rakenduses võib kõigi andmete korraga toomine blokeerida kasutajaliidese, kuni kõik päringud on lõpule viidud. Concurrent Mode'iga saab React andmeid asünkroonselt tuua ja kasutajaliidest järk-järgult renderdada. Kõige olulisemad andmed saab esmalt tuua ja kuvada, samal ajal kui vähem olulised andmed tuuakse ja kuvatakse hiljem. See tagab kiirema esialgse laadimisaja ja reageerimisvõimelisema kasutajakogemuse. Kujutage ette globaalselt kasutatavat aktsiatega kauplemise rakendust. Erinevates ajavööndites olevad kauplejad vajavad reaalajas andmete uuendusi. Concurrent Mode võimaldab kriitilist aktsiateavet koheselt kuvada, samal ajal kui vähem kriitiline turuanalüüs laeb taustal, pakkudes reageerimisvõimelist kogemust isegi muutuvate võrgukiiruste korral üle maailma.

Näide 3: Animatsioon

Animatsioonid võivad olla arvutuslikult kulukad, mis võib viia kaadrite kaotamiseni ja katkendliku kasutajakogemuseni. Concurrent Mode võimaldab Reactil animatsioone prioritiseerida, tagades, et need renderdatakse sujuvalt isegi siis, kui taustal jooksevad muud ülesanded. Määrates animatsiooniülesannetele kõrge prioriteedi, tagab React, et animatsioonikaadrid renderdatakse õigeaegselt, pakkudes visuaalselt meeldivat kogemust. Näiteks e-kaubanduse sait, mis kasutab animatsiooni tootelehtede vahel liikumiseks, suudab tagada sujuva ja visuaalselt meeldiva kogemuse rahvusvahelistele ostjatele, olenemata nende seadmest või asukohast.

Concurrent Mode'i lubamine

Concurrent Mode'i lubamiseks oma Reacti rakenduses peate kasutama `createRoot` API-t traditsioonilise `ReactDOM.render` API asemel. Siin on näide:

import React from 'react';
import { createRoot } from 'react-dom/client';
import App from './App';

const container = document.getElementById('root');
const root = createRoot(container); // createRoot(container!) if you use TypeScript
root.render();

Samuti peate veenduma, et teie komponendid on Concurrent Mode'iga ühilduvad. See tähendab, et teie komponendid peaksid olema puhtad funktsioonid, mis ei sõltu kõrvalmõjudest ega muutuvast olekust. Kui kasutate klassikomponente, peaksite kaaluma üleminekut funktsionaalsetele komponentidele koos hookidega.

Parimad praktikad mälu optimeerimiseks Concurrent Mode'is

Siin on mõned parimad praktikad mälukasutuse optimeerimiseks Reacti Concurrent Mode'i rakendustes:

• Vältige tarbetuid uuesti renderdamisi: Kasutage `React.memo` ja `useMemo`, et vältida komponentide uuesti renderdamist, kui nende propsid pole muutunud. See võib oluliselt vähendada tööd, mida React peab tegema, ja parandada jõudlust.
• Kasutage laisklaadimist (lazy loading): Laadige komponente ainult siis, kui neid vaja on. See võib vähendada teie rakenduse esialgset laadimisaega ja parandada selle reageerimisvõimet.
• Optimeerige pilte: Kasutage optimeeritud pilte oma rakenduse suuruse vähendamiseks. See võib parandada laadimisaega ja vähendada rakenduse poolt kasutatava mälu hulka.
• Kasutage koodi jagamist (code splitting): Jagage oma kood väiksemateks osadeks, mida saab nõudmisel laadida. See võib vähendada teie rakenduse esialgset laadimisaega ja parandada selle reageerimisvõimet.
• Vältige mälulekkeid: Veenduge, et puhastate kõik ressursid, mida kasutate, kui teie komponendid demonteeritakse. See võib vältida mälulekkeid ja parandada teie rakenduse stabiilsust. Täpsemalt, tühistage tellimused, tühistage taimerid ja vabastage kõik muud ressursid, mida hoiate.
• Profileerige oma rakendust: Kasutage Reacti profiilerit, et tuvastada oma rakenduses jõudluse kitsaskohad. See aitab teil leida valdkondi, kus saate jõudlust parandada ja mälukasutust vähendada.

Rahvusvahelistamise ja ligipääsetavuse kaalutlused

Globaalsele publikule Reacti rakendusi ehitades on oluline arvestada rahvusvahelistamise (i18n) ja ligipääsetavusega (a11y). Need kaalutlused muutuvad veelgi olulisemaks Concurrent Mode'i kasutamisel, kuna renderdamise asünkroonne olemus võib mõjutada puuetega kasutajate või erinevates piirkondades asuvate kasutajate kogemust.

Rahvusvahelistamine

• Kasutage i18n teeke: Kasutage tõlgete haldamiseks ja erinevate lokaatide käsitlemiseks teeke nagu `react-intl` või `i18next`. Veenduge, et teie tõlked laaditakse asünkroonselt, et vältida kasutajaliidese blokeerimist.
• Vormindage kuupäevi ja numbreid: Kasutage kuupäevade, numbrite ja valuutade jaoks sobivat vormingut vastavalt kasutaja lokaadile.
• Toetage paremalt-vasakule keeli: Kui teie rakendus peab toetama paremalt-vasakule keeli, veenduge, et teie paigutus ja stiilid on nende keeltega ühilduvad.
• Arvestage piirkondlike erinevustega: Olge teadlik kultuurilistest erinevustest ja kohandage oma sisu ja disaini vastavalt. Näiteks värvisümboolika, pildimaterjal ja isegi nuppude paigutus võivad erinevates kultuurides omada erinevat tähendust. Vältige kultuurispetsiifiliste idioomide või slängi kasutamist, mida kõik kasutajad ei pruugi mõista. Lihtne näide on kuupäeva vorming (KK/PP/AAAA vs PP/KK/AAAA), mida tuleb käsitleda sujuvalt.

Ligipääsetavus

• Kasutage semantilist HTML-i: Kasutage semantilisi HTML-elemente, et anda oma sisule struktuur ja tähendus. See muudab ekraanilugejatele ja teistele abitehnoloogiatele teie rakenduse mõistmise lihtsamaks.
• Pakkuge piltidele alternatiivteksti: Pakkuge alati piltidele alternatiivteksti, et nägemispuudega kasutajad saaksid piltide sisu mõista.
• Kasutage ARIA atribuute: Kasutage ARIA atribuute, et pakkuda abitehnoloogiatele teie rakenduse kohta lisateavet.
• Tagage klaviatuuri ligipääsetavus: Veenduge, et kõik teie rakenduse interaktiivsed elemendid on klaviatuuri kaudu ligipääsetavad.
• Testige abitehnoloogiatega: Testige oma rakendust ekraanilugejate ja muude abitehnoloogiatega, et tagada selle ligipääsetavus kõigile kasutajatele. Testige rahvusvaheliste märgistikega, et tagada korrektne renderdamine kõigi keelte jaoks.

Kokkuvõte

Reacti Concurrent Mode'i ressursside planeerimine ja mäluteadlik ülesannete haldus on võimsad tööriistad jõudsa ja reageerimisvõimelise kasutajaliidese loomiseks. Eelistades kasutaja interaktsioone, lükates edasi mittekriitilisi ülesandeid ja optimeerides mälukasutust, saate luua rakendusi, mis pakuvad sujuvat kogemust kasutajatele üle kogu maailma, olenemata nende seadmest või võrgutingimustest. Nende funktsioonide omaksvõtt ei paranda mitte ainult kasutajakogemust, vaid aitab kaasa ka kaasavama ja ligipääsetavama veebi loomisele kõigi jaoks. Kuna React areneb edasi, on Concurrent Mode'i mõistmine ja kasutamine kaasaegsete, suure jõudlusega veebirakenduste loomisel ülioluline.