Reacti lepitus: virtuaalse DOM-i optimeerimine jõudluse jaoks

React on muutnud esiotsa arendust oma komponendipõhise arhitektuuri ja deklaratiivse programmeerimismudeliga. Reacti tõhususe keskmes on virtuaalse DOM-i ja protsessi, mida nimetatakse lepituseks, kasutamine. See artikkel annab põhjaliku ülevaate Reacti lepitusalgoritmist, virtuaalse DOM-i optimeerimistest ja praktilistest tehnikatest, et tagada teie Reacti rakenduste kiire ja reageerimisvõimeline toimimine ülemaailmsele publikule.

Virtuaalse DOM-i mõistmine

Virtuaalne DOM on tegeliku DOM-i mälusisene esitus. Mõelge sellele kui Reacti hallatavale kasutajaliidese kergele koopia. Selle asemel, et otse reaalse DOM-iga manipuleerida (mis on aeglane ja kulukas), manipuleerib React virtuaalse DOM-iga. See abstraktsioon võimaldab Reactil muudatusi partiidena töödelda ja neid tõhusalt rakendada.

Miks kasutada virtuaalset DOM-i?

• Jõudlus: Reaalse DOM-i otsene manipuleerimine võib olla aeglane. Virtuaalne DOM võimaldab Reactil minimeerida neid toiminguid, värskendades ainult neid DOM-i osi, mis on tegelikult muutunud.
• Platvormideülene ühilduvus: Virtuaalne DOM abstraheerib aluseks oleva platvormi, muutes Reacti rakenduste arendamise lihtsamaks, et need saaksid järjepidevalt töötada erinevates brauserites ja seadmetes.
• Lihtsustatud arendus: Reacti deklaratiivne lähenemine lihtsustab arendust, võimaldades arendajatel keskenduda kasutajaliidese soovitud olekule, mitte konkreetsetele sammudele, mis on vajalikud selle värskendamiseks.

Lepituse protsessi selgitus

Lepitus on algoritm, mida React kasutab reaalse DOM-i värskendamiseks, lähtudes virtuaalse DOM-i muudatustest. Kui komponendi olek või rekvisiidid muutuvad, loob React uue virtuaalse DOM-i puu. Seejärel võrdleb ta seda uut puud eelmise puuga, et määrata kindlaks minimaalne muudatuste hulk, mis on vajalik reaalse DOM-i värskendamiseks. See protsess on oluliselt tõhusam kui kogu DOM-i uuesti renderdamine.

Lepituse peamised sammud:

1. Komponendi värskendused: Kui komponendi olek muutub, käivitab React selle komponendi ja selle laste uuesti renderdamise.
2. Virtuaalse DOM-i võrdlus: React võrdleb uut virtuaalse DOM-i puud eelmise virtuaalse DOM-i puuga.
3. Võrdlusalgoritm: React kasutab võrdlusalgoritmi, et tuvastada erinevused kahe puu vahel. Sellel algoritmil on keerukused ja heuristikad, et muuta protsess võimalikult tõhusaks.
4. DOM-i parandamine: Lähtudes erinevusest, värskendab React ainult reaalse DOM-i vajalikke osi.

Võrdlusalgoritmi heuristikad

Reacti võrdlusalgoritm kasutab lepitusprotsessi optimeerimiseks mõningaid olulisi eeldusi:

• Kaks erinevat tüüpi elementi toodavad erinevad puud: Kui komponendi juurelemendi tüüp muutub (nt <div> elemendilt <span> elemendile), siis React eemaldab vana puu ja lisab täielikult uue puu.
• Arendaja saab vihjata, millised lapselemendid võivad olla stabiilsed erinevate renderduste korral: Kasutades rekvisiiti key, saavad arendajad aidata Reactil tuvastada, millised lapselemendid vastavad samadele aluseks olevatele andmetele. See on ülioluline loendite ja muu dünaamilise sisu tõhusaks värskendamiseks.

Lepituse optimeerimine: parimad praktikad

Kuigi Reacti lepitusprotsess on iseenesest tõhus, on mitmeid tehnikaid, mida arendajad saavad kasutada jõudluse edasiseks optimeerimiseks ja sujuva kasutajakogemuse tagamiseks, eriti kasutajatele, kellel on aeglasem internetiühendus või seadmed maailma eri paigus.

1. Võtmete tõhus kasutamine

Rekvisiit key on oluline elementide dünaamiliste loendite renderdamisel. See annab Reactile iga elemendi jaoks stabiilse identifikaatori, võimaldades tal tõhusalt üksusi värskendada, ümber järjestada või eemaldada, ilma et oleks vaja kogu loendit uuesti renderdada. Ilma võtmeteta on React sunnitud kõik loendiüksused mis tahes muudatuse korral uuesti renderdama, mis mõjutab oluliselt jõudlust.

Näide:

Mõelge kasutajate loendile, mis on toodud API-st:

            const UserList = ({ users }) => {
  return (
    <ul>
      {users.map(user => (
        <li key={user.id}>{user.name}</li>
      ))}
    </ul>
  );
};

            

              
                Copy
              
            
          

Selles näites kasutatakse võtmena user.id. Oluline on kasutada stabiilset ja unikaalset identifikaatorit. Vältige massiivi indeksi kasutamist võtmena, kuna see võib loendi ümberjärjestamisel põhjustada jõudlusprobleeme.

2. Tarbetu uuesti renderdamise vältimine funktsiooniga React.memo

React.memo on kõrgema astme komponent, mis memoiseerib funktsionaalseid komponente. See hoiab ära komponendi uuesti renderdamise, kui selle rekvisiidid pole muutunud. See võib oluliselt parandada jõudlust, eriti puhaste komponentide puhul, mida renderdatakse sageli.

Näide:

            import React from 'react';

const MyComponent = React.memo(({ data }) => {
  console.log('MyComponent rendered');
  return <div>{data}</div>;
});

export default MyComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

Selles näites renderdatakse MyComponent ainult siis uuesti, kui rekvisiit data muutub. See on eriti kasulik keerukate objektide rekvisiitidena edastamisel. Kuid olge teadlik funktsiooni React.memo poolt teostatava madala võrdluse üldkuludest. Kui rekvisiitide võrdlus on kulukam kui komponendi uuesti renderdamine, ei pruugi see olla kasulik.

3. Konksude useCallback ja useMemo kasutamine

Konksud useCallback ja useMemo on olulised jõudluse optimeerimiseks funktsioonide ja keerukate objektide edastamisel lapsekomponentide rekvisiitidena. Need konksud memoiseerivad funktsiooni või väärtuse, hoides ära lapsekomponentide tarbetu uuesti renderdamise.

useCallback Näide:

            import React, { useCallback } from 'react';

const ParentComponent = () => {
  const handleClick = useCallback(() => {
    console.log('Button clicked');
  }, []);

  return <ChildComponent onClick={handleClick} />;
};

const ChildComponent = React.memo(({ onClick }) => {
  console.log('ChildComponent rendered');
  return <button onClick={onClick}>Click me</button>;
});

export default ParentComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

Selles näites memoiseerib useCallback funktsiooni handleClick. Ilma useCallback-ita loodaks iga ParentComponent renderdamisel uus funktsioon, mis põhjustaks ChildComponent uuesti renderdamise isegi siis, kui selle rekvisiidid pole loogiliselt muutunud.

useMemo Näide:

            import React, { useMemo } from 'react';

const ParentComponent = ({ data }) => {
  const processedData = useMemo(() => {
    // Perform expensive data processing
    return data.map(item => item * 2);
  }, [data]);

  return <ChildComponent data={processedData} />;
};

export default ParentComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

Selles näites memoiseerib useMemo kalli andmetöötluse tulemuse. Väärtus processedData arvutatakse ümber ainult siis, kui rekvisiit data muutub.

4. ShouldComponentUpdate'i juurutamine (klassikomponentide jaoks)

Klassikomponentide puhul saate kasutada elutsükli meetodit shouldComponentUpdate, et kontrollida, millal komponent peaks uuesti renderdama. See meetod võimaldab teil käsitsi võrrelda praeguseid ja järgmisi rekvisiite ja olekut ning tagastada true, kui komponent peaks värskendama, või false, kui mitte.

Näide:

            import React from 'react';

class MyComponent extends React.Component {
  shouldComponentUpdate(nextProps, nextState) {
    // Compare props and state to determine if an update is needed
    if (nextProps.data !== this.props.data) {
      return true;
    }
    return false;
  }

  render() {
    console.log('MyComponent rendered');
    return <div>{this.props.data}</div>;
  }
}

export default MyComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

Siiski on üldiselt soovitatav kasutada funktsionaalseid komponente konksudega (React.memo, useCallback, useMemo) parema jõudluse ja loetavuse tagamiseks.

5. Inline-funktsioonide definitsioonide vältimine renderdamisel

Funktsioonide määratlemine otse renderdamismeetodis loob iga renderdamise korral uue funktsioonieksemplari. See võib põhjustada lapsekomponentide tarbetu uuesti renderdamise, kuna rekvisiite peetakse alati erinevaks.

Halb tava:

            const MyComponent = () => {
  return <button onClick={() => console.log('Clicked')}>Click me</button>;
};

            

              
                Copy
              
            
          

Hea tava:

            import React, { useCallback } from 'react';

const MyComponent = () => {
  const handleClick = useCallback(() => {
    console.log('Clicked');
  }, []);

  return <button onClick={handleClick}>Click me</button>;
};

            

              
                Copy
              
            
          

6. Olekumuudatuste partiideks jagamine

React jagab mitu olekumuudatust ühte renderdamistsüklisse. See võib parandada jõudlust, vähendades DOM-i värskenduste arvu. Mõnel juhul võib olla vaja olekumuudatusi selgesõnaliselt partiideks jagada funktsiooniga ReactDOM.flushSync (kasutage ettevaatusega, kuna see võib teatud stsenaariumide korral tühistada partiideks jagamise eelised).

7. Muutumatute andmestruktuuride kasutamine

Muutumatute andmestruktuuride kasutamine võib lihtsustada rekvisiitide ja oleku muudatuste tuvastamise protsessi. Muutumatud andmestruktuurid tagavad, et muudatused loovad uusi objekte, selle asemel et olemasolevaid muuta. See muudab objektide võrdlemise võrdsuse suhtes lihtsamaks ja hoiab ära tarbetu uuesti renderdamise.

Raamatukogud nagu Immutable.js või Immer võivad aidata teil muutumatute andmestruktuuridega tõhusalt töötada.

8. Koodi jagamine

Koodi jagamine on tehnika, mis hõlmab rakenduse jaotamist väiksemateks tükkideks, mida saab nõudmisel laadida. See vähendab esialgset laadimisaega ja parandab rakenduse üldist jõudlust, eriti kasutajatele, kellel on aeglane võrguühendus, olenemata nende geograafilisest asukohast. React pakub sisseehitatud tuge koodi jagamiseks, kasutades komponente React.lazy ja Suspense.

Näide:

            import React, { Suspense } from 'react';

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

const App = () => {
  return (
    <Suspense fallback={<div>Loading...</div>}>
      <MyComponent />
    </Suspense>
  );
};

            

              
                Copy
              
            
          

9. Pildi optimeerimine

Piltide optimeerimine on iga veebirakenduse jõudluse parandamiseks ülioluline. Suured pildid võivad oluliselt pikendada laadimisaega ja tarbida liigset ribalaiust, eriti kasutajatele piirkondades, kus on piiratud interneti infrastruktuur. Siin on mõned piltide optimeerimise tehnikad:

• Piltide tihendamine: Kasutage tööriistu nagu TinyPNG või ImageOptim, et pilte tihendada ilma kvaliteeti ohverdamata.
• Õige vormingu kasutamine: Valige pildi sisu põhjal sobiv pildivorming. JPEG sobib fotodele, PNG aga paremini läbipaistvusega graafikale. WebP pakub JPEG-i ja PNG-ga võrreldes suurepärast tihendust ja kvaliteeti.
• Reageerivate piltide kasutamine: Pakkuge erinevaid pildisuurusi, lähtudes kasutaja ekraani suurusest ja seadmest. Reageerivate piltide juurutamiseks saab kasutada elementi <picture> ja elemendi <img> atribuuti srcset.
• Piltide laisk laadimine: Laadige pilte ainult siis, kui need on vaateväljas nähtavad. See vähendab esialgset laadimisaega ja parandab rakenduse tajutavat jõudlust. Raamatukogud nagu react-lazyload võivad laisa laadimise juurutamist lihtsustada.

10. Serveripoolne renderdamine (SSR)

Serveripoolne renderdamine (SSR) hõlmab Reacti rakenduse renderdamist serveris ja eelnevalt renderdatud HTML-i saatmist kliendile. See võib parandada esialgset laadimisaega ja otsingumootoritele optimeerimist (SEO), mis on eriti kasulik laiemale ülemaailmsele publikule jõudmiseks.

Raamistikud nagu Next.js ja Gatsby pakuvad sisseehitatud tuge SSR-ile ja muudavad selle juurutamise lihtsamaks.

11. Vahemällu salvestamise strateegiad

Vahemällu salvestamise strateegiate juurutamine võib oluliselt parandada Reacti rakenduste jõudlust, vähendades serverile saadetavate päringute arvu. Vahemällu salvestamist saab juurutada erinevatel tasanditel, sealhulgas:

• Brauseri vahemällu salvestamine: Konfigureerige HTTP päised, et anda brauserile juhiseid staatiliste varade (nt pildid, CSS ja JavaScripti failid) vahemällu salvestamiseks.
• Teenindustöötaja vahemällu salvestamine: Kasutage teenindustöötajaid API vastuste ja muude dünaamiliste andmete vahemällu salvestamiseks.
• Serveripoolne vahemällu salvestamine: Juurutage serveris vahemällu salvestamise mehhanismid, et vähendada andmebaasi koormust ja parandada reageerimisaegu.

12. Seire ja profileerimine

Reacti rakenduse regulaarne seire ja profileerimine võib aidata teil tuvastada jõudlusekitsaskohti ja parandamist vajavaid kohti. Kasutage tööriistu nagu React Profiler, Chrome DevTools ja Lighthouse, et analüüsida rakenduse jõudlust ja tuvastada aeglaseid komponente või ebaefektiivset koodi.

Järeldus

Reacti lepitusprotsess ja virtuaalne DOM pakuvad võimsa aluse suure jõudlusega veebirakenduste loomiseks. Mõistes aluseks olevaid mehhanisme ja rakendades selles artiklis käsitletud optimeerimistehnikaid, saavad arendajad luua Reacti rakendusi, mis on kiired, reageerimisvõimelised ja pakuvad suurepärase kasutajakogemuse kasutajatele kogu maailmas. Pidage meeles, et peate järjepidevalt profileerima ja jälgima oma rakendust, et tuvastada parandamist vajavaid kohti ja tagada selle jätkuv optimaalne toimimine selle arenedes.