React Fiber: uue arhitektuuri mõistmine

React, populaarne JavaScripti teek kasutajaliideste loomiseks, on aastate jooksul läbinud märkimisväärse arengu. Üks mõjukamaid muudatusi oli React Fiberi kasutuselevõtt, mis on Reacti põhilise lepitusalgoritmi täielik ümberkirjutus. See uus arhitektuur avab võimsad võimalused, tagades sujuvamad kasutajakogemused, parema jõudluse ja suurema paindlikkuse keerukate rakenduste haldamisel. See blogipostitus annab põhjaliku ülevaate React Fiberist, selle põhimõistetest ja mõjust Reacti arendajatele üle maailma.

Mis on React Fiber?

Oma olemuselt on React Fiber Reacti lepitusalgoritmi implementatsioon, mis vastutab rakenduse kasutajaliidese praeguse oleku võrdlemise eest soovitud olekuga ja seejärel DOM-i (Document Object Model) uuendamise eest, et kajastada muudatusi. Algne lepitusalgoritm, mida sageli nimetatakse "stack reconciler'iks", oli piiratud keerukate uuenduste käsitlemisel, eriti stsenaariumides, mis hõlmasid pikaajalisi arvutusi või sagedasi olekumuutusi. Need piirangud võisid põhjustada jõudluse kitsaskohti ja hakitud kasutajaliideseid.

React Fiber lahendab need piirangud, tuues sisse asünkroonse renderdamise kontseptsiooni, mis võimaldab Reactil jaotada renderdamisprotsessi väiksemateks, katkestatavateks tööühikuteks. See võimaldab Reactil uuendusi prioritiseerida, kasutaja interaktsioonidele reageerivamalt vastata ja pakkuda sujuvamat, voolavamat kasutajakogemust. Mõelge sellele kui kokale, kes valmistab keerulist einet. Vana meetod tähendas iga roa ükshaaval valmis tegemist. Fiber on nagu kokk, kes valmistab samaaegselt paljude roogade väikeseid osi ja peatab ühe tegevuse, et kiiresti tegeleda kliendi sooviga või kiireloomulise ülesandega.

React Fiberi põhimõisted

React Fiberi täielikuks mõistmiseks on oluline haarata selle põhimõisteid:

1. Fiberid

Fiber on React Fiberi fundamentaalne tööühik. See esindab Reacti komponendi eksemplari virtuaalset esitust. Igal rakenduse komponendil on vastav fiber-sõlm, mis moodustab puulaadse struktuuri, mida nimetatakse fiber-puuks. See puu peegeldab komponentide puud, kuid sisaldab lisateavet, mida React kasutab uuenduste jälgimiseks, prioritiseerimiseks ja haldamiseks. Iga fiber sisaldab teavet:

• Tüüp: Komponendi tüüp (nt funktsionaalne komponent, klassikomponent või DOM-element).
• Võti: Komponendi unikaalne identifikaator, mida kasutatakse tõhusaks lepituseks.
• Props: Komponendile edastatud andmed.
• Olek: Komponendi poolt hallatavad siseandmed.
• Laps: Viide komponendi esimesele lapsele.
• Õde-vend: Viide komponendi järgmisele õele-vennale.
• Tagastus: Viide komponendi vanemale.
• Efekti silt: Lipp, mis näitab komponendil tehtava uuenduse tüüpi (nt uuendamine, paigutamine, kustutamine).

2. Lepitus (Reconciliation)

Lepitus on protsess, mille käigus võrreldakse praegust fiber-puud uue fiber-puuga, et määrata kindlaks muudatused, mis tuleb DOM-is teha. React Fiber kasutab sügavuti-otsingu (depth-first) läbimisalgoritmi, et käia läbi fiber-puu ja tuvastada erinevused kahe puu vahel. See algoritm on optimeeritud, et minimeerida kasutajaliidese uuendamiseks vajalike DOM-operatsioonide arvu.

3. Ajastamine (Scheduling)

Ajastamine on lepituse käigus tuvastatud uuenduste prioritiseerimise ja täitmise protsess. React Fiber kasutab keerukat ajastajat, mis võimaldab tal jaotada renderdamisprotsessi väiksemateks, katkestatavateks tööühikuteks. See võimaldab Reactil uuendusi prioritiseerida nende tähtsuse alusel, kasutaja interaktsioonidele reageerivamalt vastata ja vältida pikaajaliste arvutuste blokeerimist põhilõimes.

Ajastaja töötab prioriteedipõhise süsteemi alusel. Uuendustele saab määrata erinevaid prioriteete, näiteks:

• Kohene (Immediate): Kriitiliste uuenduste jaoks, mis tuleb kohe rakendada (nt kasutaja sisend).
• Kasutajat blokeeriv (User-Blocking): Uuenduste jaoks, mille käivitavad kasutaja interaktsioonid ja mida tuleks käsitleda nii kiiresti kui võimalik.
• Tavaline (Normal): Üldiste uuenduste jaoks, millel pole rangeid ajastusnõudeid.
• Madal (Low): Vähem oluliste uuenduste jaoks, mida saab vajadusel edasi lükata.
• Ooterežiim (Idle): Uuenduste jaoks, mida saab teha siis, kui brauser on ooterežiimis.

4. Asünkroonne renderdamine

Asünkroonne renderdamine on React Fiberi peamine uuendus. See võimaldab Reactil renderdamisprotsessi peatada ja jätkata, mis omakorda võimaldab tal tõhusamalt käsitleda kõrgema prioriteediga uuendusi ja kasutaja interaktsioone. See saavutatakse renderdamisprotsessi jaotamisega väiksemateks, katkestatavateks tööühikuteks ja nende ajastamisega vastavalt nende prioriteedile. Kui React töötab madalama prioriteediga ülesandega ja saabub kõrgema prioriteediga uuendus, saab React madalama prioriteediga ülesande peatada, käsitleda kõrgema prioriteediga uuendust ja seejärel jätkata madalama prioriteediga ülesannet sealt, kus see pooleli jäi. See tagab, et kasutajaliides jääb reageerivaks isegi keerukate uuenduste käsitlemisel.

5. Töötsükkel (WorkLoop)

Töötsükkel on Fiberi arhitektuuri süda. See on funktsioon, mis itereerib üle Fiber-puu, töödeldes üksikuid fibereid ja teostades vajalikke uuendusi. See tsükkel jätkub, kuni kogu ootel töö on lõpetatud või kuni React peab peatuma, et käsitleda kõrgema prioriteediga ülesannet. Töötsükkel vastutab:

• Järgmise töödeldava fiberi valimise eest.
• Komponendi elutsükli meetodite täitmise eest.
• Praeguse ja uue fiber-puu vaheliste erinevuste arvutamise eest.
• DOM-i uuendamise eest.

React Fiberi eelised

React Fiber pakub mitmeid olulisi eeliseid nii Reacti arendajatele kui ka kasutajatele:

1. Parem jõudlus

Jaotades renderdamisprotsessi väiksemateks, katkestatavateks tööühikuteks, parandab React Fiber oluliselt Reacti rakenduste jõudlust. See on eriti märgatav keerukates rakendustes, kus on sagedased olekumuutused või pikaajalised arvutused. Võimalus uuendusi prioritiseerida ja kasutaja interaktsioonidele reageerivamalt vastata loob sujuvama ja voolavama kasutajakogemuse.

Näiteks, kujutage ette e-kaubanduse veebisaiti keerulise tootenimekirja lehega. Ilma React Fiberita võib tootenimekirja filtreerimine ja sortimine muuta kasutajaliidese mittereageerivaks, mis viib frustreeriva kasutajakogemuseni. React Fiberiga saab neid operatsioone teostada asünkroonselt, mis võimaldab kasutajaliidesel jääda reageerivaks ja pakkuda kasutajale sujuvamat kogemust.

2. Suurem reageerimisvõime

React Fiberi asünkroonse renderdamise võimekus võimaldab Reactil kasutaja interaktsioonidele reageerivamalt vastata. Prioritiseerides kasutaja tegevustest käivitatud uuendusi, saab React tagada, et kasutajaliides jääb interaktiivseks isegi keerukate uuenduste korral. See tulemuseks on kaasahaaravam ja rahuldustpakkuvam kasutajakogemus.

Kujutage ette koostööl põhinevat dokumendiredaktorit, kus mitu kasutajat teevad samaaegselt muudatusi. React Fiberiga jääb kasutajaliides iga kasutaja tegevusele reageerivaks isegi suure hulga samaaegsete uuenduste korral. See võimaldab kasutajatel reaalajas koostööd teha ilma viivituste või hangumisteta.

3. Suurem paindlikkus

React Fiber pakub suuremat paindlikkust keerukate rakenduste haldamisel. Võimalus uuendusi prioritiseerida ja asünkroonseid operatsioone käsitleda võimaldab arendajatel optimeerida renderdamisprotsessi konkreetsete kasutusjuhtude jaoks. See võimaldab neil luua keerukamaid ja jõudlusvõimelisemaid rakendusi.

Näiteks, mõelge andmete visualiseerimise rakendusele, mis kuvab suurt hulka reaalajas andmeid. React Fiberiga saavad arendajad prioritiseerida kõige olulisemate andmepunktide renderdamist, tagades, et kasutaja näeb kõige asjakohasemat teavet esimesena. Samuti saavad nad vähem oluliste andmepunktide renderdamise edasi lükata ajale, mil brauser on jõude, parandades seeläbi veelgi jõudlust.

4. Uued võimalused kasutajaliidese disainis

React Fiber avab uusi võimalusi kasutajaliidese disainis. Võimalus teostada asünkroonset renderdamist ja prioritiseerida uuendusi lubab arendajatel luua keerukamaid ja dünaamilisemaid kasutajaliideseid jõudlust ohverdamata. See võimaldab neil luua kaasahaaravamaid ja sügavamaid kasutajakogemusi.

Mõelge mängurakendusele, mis nõuab sagedasi uuendusi mängu olekule. React Fiberiga saavad arendajad prioritiseerida kõige olulisemate mänguelementide, nagu mängija tegelase ja vaenlaste tegelaste, renderdamist, tagades, et mäng jääb reageerivaks isegi suure hulga uuenduste korral. Samuti saavad nad vähem oluliste mänguelementide, nagu taustamaastiku, renderdamise edasi lükata, kuni brauser on jõude, parandades seeläbi veelgi jõudlust.

Mõju Reacti arendajatele

Kuigi React Fiber on suures osas implementatsiooni detail, on sellel mõningane mõju Reacti arendajatele. Siin on mõned olulised kaalutlused:

1. Konkurentse režiimi mõistmine

React Fiber võimaldab konkurentset režiimi (Concurrent Mode), uute funktsioonide kogumit, mis aitab Reactil asünkroonset renderdamist tõhusamalt käsitleda. Konkurentne režiim toob sisse uusi API-sid ja kontseptsioone, millega arendajad peaksid olema tuttavad, näiteks:

• Suspense: Mehhanism komponendi renderdamise peatamiseks, kuni selle andmed on saadaval.
• Transitions: Viis märkida uuendusi, mis on vähem olulised ja mida saab vajadusel edasi lükata.
• useDeferredValue: Hook, mis võimaldab teil kasutajaliidese osa uuendamist edasi lükata.
• useTransition: Hook, mis võimaldab teil märkida uuendusi üleminekuteks.

Nende API-de ja kontseptsioonide mõistmine on ülioluline React Fiberi võimekuse täielikuks ärakasutamiseks.

2. Veapiirid (Error Boundaries)

Asünkroonse renderdamise puhul võivad vead tekkida renderdamisprotsessi eri punktides. Veapiirid on mehhanism renderdamise ajal tekkivate vigade püüdmiseks ja nende vältimiseks, et need ei kukutaks kogu rakendust kokku. Arendajad peaksid kasutama veapiire, et vigu graatsiliselt käsitleda ja pakkuda kasutajale tagavara-kasutajaliidest.

Näiteks, kujutage ette komponenti, mis hangib andmeid välisest API-st. Kui API-kutse ebaõnnestub, võib komponent visata vea. Mähkides komponendi veapiiri sisse, saate vea kinni püüda ja kuvada kasutajale teate, mis näitab, et andmeid ei saanud laadida.

3. Efektid ja kõrvalefektid

Asünkroonse renderdamise kasutamisel on oluline olla teadlik efektidest ja kõrvalefektidest. Efektid tuleks teostada useEffect hook'is, mis tagab, et need käivitatakse pärast komponendi renderdamist. Samuti on oluline vältida kõrvalefektide teostamist, mis võivad renderdamisprotsessi segada, näiteks DOM-i otsest manipuleerimist väljaspool Reacti.

Mõelge komponendile, mis peab pärast renderdamist dokumendi pealkirja uuendama. Selle asemel, et seada dokumendi pealkiri otse komponendi renderdusfunktsioonis, peaksite kasutama useEffect hook'i, et uuendada pealkiri pärast komponendi renderdamist. See tagab, et pealkiri uuendatakse korrektselt isegi asünkroonse renderdamise korral.

4. Blokeerivate operatsioonide vältimine

React Fiberi asünkroonse renderdamise võimekuse täielikuks ärakasutamiseks on oluline vältida blokeerivate operatsioonide teostamist, mis võivad põhilõime blokeerida. See hõlmab pikaajalisi arvutusi, sünkroonseid API-kutseid ja liigset DOM-i manipuleerimist. Selle asemel peaksid arendajad kasutama asünkroonseid tehnikaid, nagu Web Workerid või asünkroonsed API-kutsed, et teostada neid operatsioone taustal.

Näiteks, selle asemel, et teostada keerulist arvutust põhilõimes, saate kasutada Web Workerit, et teostada arvutus eraldi lõimes. See takistab arvutusel põhilõime blokeerimist ja tagab, et kasutajaliides jääb reageerivaks.

Praktilised näited ja kasutusjuhud

Uurime mõningaid praktilisi näiteid ja kasutusjuhte, kus React Fiber võib kasutajakogemust oluliselt parandada:

1. Andmemahukad rakendused

Rakendused, mis kuvavad suuri andmemahtusid, nagu armatuurlauad, andmete visualiseerimise tööriistad ja e-kaubanduse veebisaidid, saavad React Fiberi paremast jõudlusest ja reageerimisvõimest palju kasu. Prioritiseerides kõige olulisemate andmepunktide renderdamist ja lükates edasi vähem oluliste andmepunktide renderdamist, saavad arendajad tagada, et kasutaja näeb kõige asjakohasemat teavet esimesena ja et kasutajaliides jääb reageerivaks isegi suure andmemahuga tegelemisel.

Näiteks finantsarmatuurlaud, mis kuvab reaalajas aktsiahindu, saab kasutada React Fiberit, et prioritiseerida praeguste aktsiahindade renderdamist ja lükata edasi ajalooliste aktsiahindade renderdamist. See tagab, et kasutaja näeb kõige ajakohasemat teavet ja et armatuurlaud jääb reageerivaks isegi suure andmemahuga tegelemisel.

2. Interaktiivsed kasutajaliidesed

Keerukate interaktiivsete kasutajaliidestega rakendused, nagu mängud, simulatsioonid ja koostööl põhinevad redaktorid, saavad kasu React Fiberi suurenenud reageerimisvõimest. Prioritiseerides kasutaja tegevustest käivitatud uuendusi, saavad arendajad tagada, et kasutajaliides jääb interaktiivseks isegi suure hulga uuenduste korral.

Kujutage ette reaalajas strateegiamängu, kus mängijad annavad pidevalt oma üksustele käsklusi. React Fiberiga jääb kasutajaliides iga mängija tegevusele reageerivaks, isegi suure hulga samaaegsete uuenduste korral. See võimaldab mängijatel oma üksusi reaalajas juhtida ilma viivituste või hangumisteta.

3. Animatsioonidega rakendused

Animatsioone kasutavad rakendused saavad kasu React Fiberi asünkroonse renderdamise võimekusest. Jaotades animatsiooniprotsessi väiksemateks, katkestatavateks tööühikuteks, saavad arendajad tagada, et animatsioonid jooksevad sujuvalt ja et kasutajaliides jääb reageerivaks isegi siis, kui animatsioonid on keerukad.

Näiteks keerulise lehe ülemineku animatsiooniga veebisait saab kasutada React Fiberit, et tagada animatsiooni sujuv kulgemine ja et kasutaja ei kogeks ülemineku ajal hangumisi ega viivitusi.

4. Koodi jaotamine ja laisk laadimine (Lazy Loading)

React Fiber integreerub sujuvalt koodi jaotamise ja laisa laadimise tehnikatega. Kasutades React.lazy ja Suspense, saate laadida komponente nõudmisel, parandades oma rakenduse esmast laadimisaega. Fiber tagab, et laadimisindikaatorid ja tagavara-kasutajaliidesed kuvatakse sujuvalt ning et laaditud komponendid renderdatakse tõhusalt.

React Fiberi kasutamise parimad praktikad

React Fiberist maksimaalse kasu saamiseks kaaluge järgmisi parimaid praktikaid:

• Kasutage konkurentset režiimi: Lülitage sisse konkurentne režiim, et avada React Fiberi asünkroonse renderdamise võimekuse täielik potentsiaal.
• Rakendage veapiire: Kasutage veapiire, et vigu graatsiliselt käsitleda ja vältida nende kokkukukkumist kogu rakenduses.
• Optimeerige efekte: Kasutage useEffect hook'i efektide ja kõrvalefektide haldamiseks ning vältige kõrvalefekte, mis võivad renderdamisprotsessi segada.
• Vältige blokeerivaid operatsioone: Kasutage asünkroonseid tehnikaid, et vältida blokeerivaid operatsioone, mis võivad põhilõime blokeerida.
• Profileerige oma rakendust: Kasutage Reacti profileerimisvahendeid, et tuvastada jõudluse kitsaskohad ja optimeerida oma koodi vastavalt.

React Fiber globaalses kontekstis

React Fiberi eelised on universaalselt rakendatavad, olenemata geograafilisest asukohast või kultuurilisest kontekstist. Selle parendused jõudluses, reageerimisvõimes ja paindlikkuses on üliolulised sujuvate kasutajakogemuste pakkumiseks globaalsele publikule. Rakenduste loomisel erinevatele kasutajatele üle maailma on oluline arvestada selliste teguritega nagu võrgu latentsus, seadmete võimekus ja piirkondlikud eelistused. React Fiber aitab leevendada mõningaid neist väljakutsetest, optimeerides renderdamisprotsessi ja tagades, et kasutajaliides jääb reageerivaks isegi vähem kui ideaalsetes tingimustes.

Näiteks aeglasema internetiühendusega piirkondades aitab React Fiberi asünkroonse renderdamise võimekus tagada, et kasutajaliides laadib kiiresti ja jääb reageerivaks, pakkudes paremat kogemust nende piirkondade kasutajatele. Samamoodi aitab React Fiberi võime uuendusi prioritiseerida ja asünkroonseid operatsioone käsitleda laia seadmete võimekusega piirkondades tagada, et rakendus töötab sujuvalt erinevatel seadmetel, alates tipptasemel nutitelefonidest kuni odavamate nuputelefonideni.

Kokkuvõte

React Fiber on revolutsiooniline arhitektuur, mis on muutnud viisi, kuidas Reacti rakendusi ehitatakse ja renderdatakse. Tuues sisse asünkroonse renderdamise ja keeruka ajastamisalgoritmi, avab React Fiber võimsad võimalused, mis tagavad sujuvamad kasutajakogemused, parema jõudluse ja suurema paindlikkuse. Kuigi see toob sisse uusi kontseptsioone ja API-sid, on React Fiberi mõistmine ülioluline igale Reacti arendajale, kes soovib ehitada kaasaegseid, jõudlusvõimelisi ja skaleeritavaid rakendusi. Võttes omaks React Fiberi ja sellega seotud funktsioonid, saavad arendajad pakkuda erakordseid kasutajakogemusi globaalsele publikule ja nihutada Reactiga saavutatava piire.