یکپارچه سازی زمانبندی حالت همزمان React: هماهنگی صف وظایف

حالت همزمان React نشان دهنده یک تغییر قابل توجه در نحوه مدیریت به روز رسانی ها و رندرینگ توسط برنامه های React است. در هسته آن، یک زمانبند پیچیده قرار دارد که وظایف را مدیریت می کند و آنها را اولویت بندی می کند تا اطمینان حاصل شود که تجربه کاربری روان و پاسخگو است، حتی در برنامه های پیچیده. این مقاله به بررسی عملکردهای داخلی زمانبند حالت همزمان React می پردازد و بر نحوه هماهنگی صف های وظایف و اولویت بندی انواع مختلف به روز رسانی ها تمرکز دارد.

درک حالت همزمان React

قبل از اینکه به جزئیات هماهنگی صف وظایف بپردازیم، بیایید به طور خلاصه مرور کنیم که حالت همزمان چیست و چرا مهم است. حالت همزمان به React اجازه می دهد تا وظایف رندرینگ را به واحدهای کوچکتر و قابل قطع تقسیم کند. این بدان معناست که به روز رسانی های طولانی مدت، رشته اصلی را مسدود نمی کنند، از مسدود شدن مرورگر جلوگیری می کنند و اطمینان می دهند که تعاملات کاربر پاسخگو باقی می مانند. ویژگی های کلیدی عبارتند از:

• رندرینگ قابل قطع: React می تواند وظایف رندرینگ را بر اساس اولویت متوقف، از سر بگیرد یا رها کند.
• برش زمانی: به روز رسانی های بزرگ به قطعات کوچکتر تقسیم می شوند و به مرورگر اجازه می دهند تا وظایف دیگر را در این بین پردازش کند.
• Suspense: مکانیزمی برای رسیدگی به واکشی داده های ناهمزمان و رندرینگ مکان نگهدارها در حین بارگیری داده ها.

نقش زمانبند

مسئولیت های کلیدی زمانبند:

• اولویت بندی وظایف: تعیین فوریت به روز رسانی های مختلف.
• مدیریت صف وظایف: نگهداری یک صف از به روز رسانی های معلق.
• کنترل اجرا: تصمیم گیری در مورد زمان شروع، توقف، از سرگیری یا رها کردن وظایف.
• واگذاری به مرورگر: رها کردن کنترل به مرورگر برای اجازه دادن به آن برای رسیدگی به ورودی کاربر و سایر وظایف مهم.

هماهنگی صف وظایف به تفصیل

انواع صف های وظایف:

React از سطوح اولویت مختلفی برای انواع مختلف به روز رسانی ها استفاده می کند. تعداد و نام های خاص این سطوح اولویت ممکن است کمی بین نسخه های React متفاوت باشد، اما اصل کلی یکسان باقی می ماند. در اینجا یک تفکیک رایج وجود دارد:

• اولویت فوری: برای وظایفی استفاده می شود که باید در اسرع وقت تکمیل شوند، مانند رسیدگی به ورودی کاربر یا پاسخ دادن به رویدادهای مهم. این وظایف هر وظیفه ای را که در حال حاضر در حال اجرا است، قطع می کنند.
• اولویت مسدود کننده کاربر: برای وظایفی استفاده می شود که مستقیماً بر تجربه کاربری تأثیر می گذارند، مانند به روز رسانی رابط کاربری در پاسخ به تعاملات کاربر (به عنوان مثال، تایپ کردن در یک فیلد ورودی). این وظایف نیز اولویت نسبتاً بالایی دارند.
• اولویت عادی: برای وظایفی استفاده می شود که مهم هستند اما زمان بحرانی نیستند، مانند به روز رسانی رابط کاربری بر اساس درخواست های شبکه یا سایر عملیات ناهمزمان.
• اولویت پایین: برای وظایفی استفاده می شود که اهمیت کمتری دارند و در صورت لزوم می توانند به تعویق بیفتند، مانند به روز رسانی های پس زمینه یا ردیابی تجزیه و تحلیل.
• اولویت بیکار: برای وظایفی استفاده می شود که می توانند زمانی انجام شوند که مرورگر بیکار است، مانند پیش بارگیری منابع یا انجام محاسبات طولانی مدت.

نگاشت اقدامات خاص به سطوح اولویت برای حفظ یک رابط کاربری پاسخگو بسیار مهم است. به عنوان مثال، ورودی مستقیم کاربر همیشه با بالاترین اولویت رسیدگی می شود تا بازخورد فوری به کاربر داده شود، در حالی که وظایف ورود به سیستم می توانند با خیال راحت به حالت بیکار موکول شوند.

مثال: اولویت بندی ورودی کاربر

سناریویی را در نظر بگیرید که کاربر در یک فیلد ورودی در حال تایپ کردن است. هر ضربه کلید باعث ایجاد یک به روز رسانی در وضعیت کامپوننت می شود، که به نوبه خود باعث ایجاد یک رندر مجدد می شود. در حالت همزمان، این به روز رسانی ها یک اولویت بالا (مسدود کننده کاربر) اختصاص داده می شوند تا اطمینان حاصل شود که فیلد ورودی در زمان واقعی به روز می شود. در همین حال، سایر وظایف کم اهمیت تر، مانند واکشی داده ها از یک API، اولویت کمتری (عادی یا پایین) اختصاص داده می شوند و ممکن است تا زمانی که کاربر تایپ کردن را تمام کند، به تعویق بیفتند.

            
function MyInput() {
 const [value, setValue] = React.useState('');

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

 return (
  <input type="text" value={value} onChange={handleChange} />
 );
}

            

              
                Copy
              
            
          

در این مثال ساده، تابع handleChange، که توسط ورودی کاربر فعال می شود، به طور خودکار توسط زمانبند React اولویت بندی می شود. React به طور ضمنی اولویت بندی را بر اساس منبع رویداد انجام می دهد و از یک تجربه کاربری روان اطمینان می دهد.

زمانبندی تعاونی

زمانبند React از تکنیکی به نام زمانبندی تعاونی استفاده می کند. این بدان معناست که هر وظیفه مسئول است که به طور دوره ای کنترل را به زمانبند بازگرداند، به آن اجازه می دهد تا وظایف با اولویت بالاتر را بررسی کند و به طور بالقوه وظیفه فعلی را قطع کند. این واگذاری از طریق تکنیک هایی مانند requestIdleCallback و setTimeout به دست می آید، که به React اجازه می دهد تا کار را در پس زمینه بدون مسدود کردن رشته اصلی زمانبندی کند.

با این حال، استفاده مستقیم از این API های مرورگر معمولاً توسط پیاده سازی داخلی React انتزاعی می شود. توسعه دهندگان معمولاً نیازی به واگذاری دستی کنترل ندارند. معماری Fiber و زمانبند React این کار را به طور خودکار بر اساس ماهیت کار انجام شده انجام می دهند.

آشتی و درخت فیبر

زمانبند از نزدیک با الگوریتم آشتی React و درخت فیبر کار می کند. هنگامی که یک به روز رسانی فعال می شود، React یک درخت فیبر جدید ایجاد می کند که نشان دهنده حالت مورد نظر رابط کاربری است. سپس الگوریتم آشتی درخت فیبر جدید را با درخت فیبر موجود مقایسه می کند تا تعیین کند کدام کامپوننت ها نیاز به به روز رسانی دارند. این فرآیند نیز قابل قطع است. React می تواند آشتی را در هر نقطه ای متوقف کند و بعداً آن را از سر بگیرد و به زمانبند اجازه می دهد تا وظایف دیگر را اولویت بندی کند.

مثال های عملی از هماهنگی صف وظایف

بیایید چند مثال عملی از نحوه کار هماهنگی صف وظایف در برنامه های React دنیای واقعی را بررسی کنیم.

مثال 1: بارگیری داده های تاخیری با Suspense

سناریویی را در نظر بگیرید که در آن شما در حال واکشی داده ها از یک API از راه دور هستید. با استفاده از React Suspense، می توانید یک رابط کاربری جایگزین را در حین بارگیری داده ها نمایش دهید. عملیات واکشی داده ها ممکن است اولویت عادی یا پایین اختصاص داده شود، در حالی که رندرینگ رابط کاربری جایگزین اولویت بالاتری برای ارائه بازخورد فوری به کاربر اختصاص داده می شود.

            
import React, { Suspense } from 'react';

const fetchData = () => {
  return new Promise(resolve => {
    setTimeout(() => {
      resolve('Data loaded!');
    }, 2000);
  });
};

const Resource = React.createContext(null);

const createResource = () => {
  let status = 'pending';
  let result;
  let suspender = fetchData().then(
    (r) => {
      status = 'success';
      result = r;
    },
    (e) => {
      status = 'error';
      result = e;
    }
  );

  return {
    read() {
      if (status === 'pending') {
        throw suspender;
      } else if (status === 'error') {
        throw result;
      } else if (status === 'success') {
        return result;
      }
    },
  };
};

const DataComponent = () => {
  const resource = React.useContext(Resource);
  const data = resource.read();
  return <p>{data}</p>;
};

function MyComponent() {
  const resource = createResource();

  return (
    <Resource.Provider value={resource}>
      <Suspense fallback=<p>Loading data...</p>>
        <DataComponent />
      </Suspense>
    </Resource.Provider>
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

در این مثال، کامپوننت <Suspense fallback=<p>Loading data...</p>> پیام "Loading data..." را در حالی که وعده fetchData معلق است، نمایش می دهد. زمانبند نمایش این جایگزین را فوراً اولویت بندی می کند و تجربه کاربری بهتری نسبت به یک صفحه خالی ارائه می دهد. پس از بارگیری داده ها، <DataComponent /> رندر می شود.

مثال 2: Debouncing ورودی با useDeferredValue

سناریوی رایج دیگر، debouncing ورودی برای جلوگیری از رندرهای مجدد بیش از حد است. هوک useDeferredValue React به شما امکان می دهد تا به روز رسانی ها را به یک اولویت کم فوریت تر موکول کنید. این می تواند برای سناریوهایی مفید باشد که در آن می خواهید رابط کاربری را بر اساس ورودی کاربر به روز کنید، اما نمی خواهید رندرهای مجدد را در هر ضربه کلید فعال کنید.

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

function MyComponent() {
 const [value, setValue] = useState('');
 const deferredValue = useDeferredValue(value);

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

 return (
  <div>
  <input type="text" value={value} onChange={handleChange} />
  <p>Value: {deferredValue}</p>
  </div>
 );
}

            

              
                Copy
              
            
          

در این مثال، deferredValue کمی از value واقعی عقب خواهد ماند. این بدان معناست که رابط کاربری کمتر به روز می شود و تعداد رندرهای مجدد را کاهش می دهد و عملکرد را بهبود می بخشد. تایپ کردن واقعی احساس پاسخگویی خواهد داشت زیرا فیلد ورودی مستقیماً وضعیت value را به روز می کند، اما اثرات پایین دستی این تغییر وضعیت به تعویق می افتد.

مثال 3: Batching به روز رسانی های وضعیت با useTransition

هوک useTransition React امکان batching به روز رسانی های وضعیت را فراهم می کند. یک انتقال راهی برای علامت گذاری به روز رسانی های خاص وضعیت به عنوان غیر فوری است، به React اجازه می دهد تا آنها را به تعویق اندازد و از مسدود کردن رشته اصلی جلوگیری کند. این به ویژه هنگام برخورد با به روز رسانی های پیچیده که شامل چندین متغیر وضعیت هستند، مفید است.

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

function MyComponent() {
 const [isPending, startTransition] = useTransition();
 const [count, setCount] = useState(0);

 const handleClick = () => {
  startTransition(() => {
  setCount(c => c + 1);
  });
 };

 return (
  <div>
  <button onClick={handleClick}>Increment</button>
  <p>Count: {count}</p>
  {isPending ? <p>Updating...</p> : null}
  </div>
 );
}

            

              
                Copy
              
            
          

در این مثال، به روز رسانی setCount در یک بلوک startTransition پیچیده شده است. این به React می گوید که با به روز رسانی به عنوان یک انتقال غیر فوری رفتار کند. متغیر وضعیت isPending می تواند برای نمایش یک نشانگر بارگیری در حالی که انتقال در حال انجام است، استفاده شود.

بهینه سازی پاسخگویی برنامه

هماهنگی موثر صف وظایف برای بهینه سازی پاسخگویی برنامه های React بسیار مهم است. در اینجا برخی از بهترین شیوه ها وجود دارد که باید در نظر داشته باشید:

• اولویت بندی تعاملات کاربر: اطمینان حاصل کنید که به روز رسانی های ناشی از تعاملات کاربر همیشه بالاترین اولویت را دارند.
• به تعویق انداختن به روز رسانی های غیر بحرانی: به روز رسانی های کم اهمیت تر را به صف های با اولویت پایین تر موکول کنید تا از مسدود کردن رشته اصلی جلوگیری شود.
• استفاده از Suspense برای واکشی داده ها: از React Suspense برای رسیدگی به واکشی داده های ناهمزمان و نمایش رابط های کاربری جایگزین در حین بارگیری داده ها استفاده کنید.
• Debounce ورودی: از useDeferredValue برای debounce ورودی و جلوگیری از رندرهای مجدد بیش از حد استفاده کنید.
• Batch به روز رسانی های وضعیت: از useTransition برای batch به روز رسانی های وضعیت و جلوگیری از مسدود کردن رشته اصلی استفاده کنید.
• مشخصات برنامه خود را مشخص کنید: از React DevTools برای مشخص کردن برنامه خود و شناسایی تنگناهای عملکرد استفاده کنید.
• بهینه سازی کامپوننت ها: از کامپوننت های memoize با استفاده از React.memo برای جلوگیری از رندرهای مجدد غیر ضروری استفاده کنید.
• تقسیم کد: از تقسیم کد برای کاهش زمان بارگذاری اولیه برنامه خود استفاده کنید.
• بهینه سازی تصویر: تصاویر را برای کاهش حجم فایل و بهبود زمان بارگذاری بهینه کنید. این به ویژه برای برنامه های توزیع شده جهانی که در آن تأخیر شبکه می تواند قابل توجه باشد، مهم است.
• در نظر گرفتن رندرینگ سمت سرور (SSR) یا تولید سایت ثابت (SSG): برای برنامه های سنگین محتوا، SSR یا SSG می تواند زمان بارگذاری اولیه و سئو را بهبود بخشد.

ملاحظات جهانی

هنگام توسعه برنامه های React برای مخاطبان جهانی، مهم است که عواملی مانند تأخیر شبکه، قابلیت های دستگاه و پشتیبانی از زبان را در نظر بگیرید. در اینجا نکاتی برای بهینه سازی برنامه خود برای مخاطبان جهانی آورده شده است:

• شبکه تحویل محتوا (CDN): از CDN برای توزیع دارایی های برنامه خود به سرورها در سراسر جهان استفاده کنید. این می تواند به طور قابل توجهی تأخیر را برای کاربران در مناطق جغرافیایی مختلف کاهش دهد.
• بارگذاری تطبیقی: استراتژی های بارگذاری تطبیقی را برای ارائه دارایی های مختلف بر اساس اتصال شبکه و قابلیت های دستگاه کاربر پیاده سازی کنید.
• بین المللی سازی (i18n): از یک کتابخانه i18n برای پشتیبانی از چندین زبان و تغییرات منطقه ای استفاده کنید.
• بومی سازی (l10n): برنامه خود را با ارائه فرمت های تاریخ، زمان و ارز بومی سازی شده با مناطق مختلف سازگار کنید.
• دسترسی (a11y): اطمینان حاصل کنید که برنامه شما برای کاربران دارای معلولیت قابل دسترسی است و از دستورالعمل های WCAG پیروی می کند. این شامل ارائه متن جایگزین برای تصاویر، استفاده از HTML معنایی و اطمینان از ناوبری صفحه کلید است.
• بهینه سازی برای دستگاه های پایین رده: از کاربران در دستگاه های قدیمی تر یا کم قدرت تر آگاه باشید. زمان اجرای جاوا اسکریپت را به حداقل برسانید و حجم دارایی های خود را کاهش دهید.
• تست در مناطق مختلف: از ابزارهایی مانند BrowserStack یا Sauce Labs برای آزمایش برنامه خود در مناطق جغرافیایی مختلف و در دستگاه های مختلف استفاده کنید.
• استفاده از فرمت های داده مناسب: هنگام رسیدگی به تاریخ ها و اعداد، از قراردادهای منطقه ای مختلف آگاه باشید. از کتابخانه هایی مانند date-fns یا Numeral.js برای فرمت کردن داده ها مطابق با منطقه کاربر استفاده کنید.

نتیجه گیری

زمانبند حالت همزمان React و مکانیسم های هماهنگی صف وظایف پیچیده آن برای ساخت برنامه های React پاسخگو و با عملکرد بالا ضروری هستند. با درک اینکه چگونه زمانبند وظایف را اولویت بندی می کند و انواع مختلف به روز رسانی ها را مدیریت می کند، توسعه دهندگان می توانند برنامه های خود را بهینه کنند تا یک تجربه کاربری روان و لذت بخش را برای کاربران در سراسر جهان ارائه دهند. با استفاده از ویژگی هایی مانند Suspense، useDeferredValue و useTransition، می توانید پاسخگویی برنامه خود را تنظیم کنید و اطمینان حاصل کنید که تجربه خوبی را حتی در دستگاه ها یا شبکه های کندتر ارائه می دهد.

همانطور که React به تکامل خود ادامه می دهد، حالت همزمان به احتمال زیاد حتی بیشتر در چارچوب ادغام می شود و آن را به یک مفهوم مهم تر برای تسلط توسعه دهندگان React تبدیل می کند.