React Concurrent Mode Time Slicing: Renderöintiajan Budjetin Allokointi

React Concurrent Mode on mullistava ominaisuus, joka avaa uuden reagointikyvyn ja suorituskyvyn tason React-sovelluksissa. Concurrent Moden ytimessä on time slicing -konsepti, jonka avulla React voi jakaa pitkään kestävät renderöintitehtävät pienempiin, hallittavampiin osiin. Tämä blogikirjoitus syventyy time slicingin monimutkaisuuksiin, sen renderöintiajan budjetin allokointiin ja siihen, miten se edistää merkittävästi parantunutta käyttökokemusta.

Concurrent Moden Tarpeen Ymmärtäminen

Perinteinen React toimii synkronisesti. Kun komponentti päivittyy, React estää pääsäikeen, kunnes koko komponenttipuu on renderöity uudelleen. Tämä voi johtaa huomattaviin viiveisiin, erityisesti monimutkaisissa sovelluksissa, joissa on lukuisia komponentteja tai laskennallisesti raskasta renderöintilogiikkaa. Nämä viiveet voivat ilmetä seuraavasti:

• Nykyiset animaatiot: Animaatiot näyttävät katkonaista ja epätasaista johtuen siitä, että selain on estetty renderöinnin aikana.
• Reagoimaton käyttöliittymä: Sovellus muuttuu reagoimattomaksi käyttäjän syötteille (napsautukset, näppäimistön painallukset) Reactin renderöidessä.
• Huono koettu suorituskyky: Käyttäjät kokevat sovelluksen hitaana ja tahmeana, vaikka pohjana oleva datan nouto olisi nopeaa.

Concurrent Mode ratkaisee nämä ongelmat mahdollistamalla Reactin toimimisen asynkronisesti, jolloin se voi lomittaa renderöintitehtäviä muihin toimintoihin, kuten käyttäjän syötteiden käsittelyyn tai käyttöliittymän päivittämiseen. Time slicing on keskeinen mekanismi, joka mahdollistaa tämän.

Mikä on Time Slicing?

Time slicing, joka tunnetaan myös nimellä yhteistoiminnallinen moniajo, on tekniikka, jossa pitkään kestävä tehtävä jaetaan pienempiin työmääräyksiin. Reactin Fiber-arkkitehtuuri, joka muodostaa Concurrent Moden perustan, mahdollistaa Reactin keskeyttämisen, jatkamisen ja jopa renderöintityön hylkäämisen tarpeen mukaan. Sen sijaan, että se estäisi pääsäikeen koko renderöintipäivityksen ajaksi, React voi palauttaa ohjauksen selaimeen säännöllisesti, jolloin se voi käsitellä muita tapahtumia ja ylläpitää reagoivaa käyttöliittymää.

Ajattele asiaa näin: kuvittele maalaavasi suurta seinämaalausta. Sen sijaan, että yrittäisit maalata koko seinämaalausta yhdellä jatkuvalla istunnolla, jaat sen pienempiin osiin ja työskentelet kunkin osan parissa lyhyen aikaa. Tämän avulla voit pitää taukoja, vastata ohikulkijoiden kysymyksiin ja varmistaa, että seinämaalaus etenee sujuvasti ylikuormittamatta sinua. Samoin React jakaa renderöintitehtävät pienempiin osiin ja lomittaa ne muiden selaintoimintojen kanssa.

Renderöintiajan Budjetin Allokointi

Olennainen osa time slicingia on renderöintiajan budjetin allokointi. Tämä viittaa siihen aikaan, jonka React saa käyttää renderöintiin ennen kuin se palauttaa ohjauksen selaimeen. Selaimella on sitten mahdollisuus käsitellä käyttäjän syötteitä, päivittää näyttö ja suorittaa muita tehtäviä. Kun selain on suorittanut oman osuutensa, React voi jatkaa renderöintiä siitä, mihin se jäi, käyttäen toista osaa sen allokoidusta aika-budjetista.

Reaktille allokoitavan erityisen aika-budjetin määrää selain ja käytettävissä olevat resurssit. React pyrkii olemaan hyvä kansalainen ja välttämään pääsäikeen monopolisoimista, mikä varmistaa, että selain pysyy reagoivana käyttäjän vuorovaikutuksille.

Miten React Hallitsee Aika-Budjettia

React käyttää `requestIdleCallback`-API:a (tai vastaavaa polyfilliä vanhemmille selaimille) renderöintityön ajoittamiseen. `requestIdleCallback` mahdollistaa Reactin suorittavan taustatehtäviä, kun selain on joutilaana, mikä tarkoittaa, että se ei ole kiireinen käyttäjän syötteiden käsittelyssä tai muiden kriittisten toimintojen suorittamisessa. `requestIdleCallbackille` toimitettu callback saa `deadline`-objektin, joka osoittaa nykyisen joutilaan jakson jäljellä olevan ajan. React käyttää tätä deadlinea määrittääkseen, kuinka paljon renderöintityötä se voi suorittaa ennen kuin se palauttaa ohjauksen selaimeen.

Tässä on yksinkertaistettu kuvaus siitä, miten React voi hallita aika-budjettia:

1. React ajoittaa renderöintityön käyttämällä `requestIdleCallbackia`.
2. Kun `requestIdleCallback` suoritetaan, React saa `deadline`-objektin.
3. React aloittaa komponenttien renderöinnin.
4. Renderöinnin aikana React tarkistaa `deadline`-objektin nähdäkseen, kuinka paljon aikaa on jäljellä.
5. Jos Reactin aika loppuu (eli deadline on saavutettu), se keskeyttää renderöinnin ja palauttaa ohjauksen selaimeen.
6. Selain käsittelee käyttäjän syötteitä, päivittää näytön jne.
7. Kun selain on taas joutilaana, React jatkaa renderöintiä siitä, mihin se jäi, käyttäen toista osaa sen allokoidusta aika-budjetista.
8. Tämä prosessi jatkuu, kunnes kaikki komponentit on renderöity.

Time Slicingin Edut

Time slicing tarjoaa useita merkittäviä etuja React-sovelluksille:

• Parannettu Reagointikyky: Jakamalla renderöintitehtävät pienempiin osiin ja lomittamalla ne muiden toimintojen kanssa, time slicing estää käyttöliittymää muuttumasta reagoimattomaksi pitkään kestävien päivitysten aikana. Käyttäjät voivat jatkaa vuorovaikutusta sovelluksen kanssa sujuvasti, vaikka React renderöisi taustalla.
• Parannettu Koettu Suorituskyky: Vaikka kokonaisrenderöintiaika pysyisi samana, time slicing voi saada sovelluksen tuntumaan paljon nopeammalta. Sallimalla selaimen päivittää näytön useammin, React voi tarjota visuaalista palautetta käyttäjälle nopeammin, luoden illuusion reagoivammasta sovelluksesta.
• Parempi Käyttökokemus: Parannetun reagointikyvyn ja parannetun koetun suorituskyvyn yhdistelmä johtaa merkittävästi parempaan käyttökokemukseen. Käyttäjät kokevat vähemmän todennäköisesti turhautumista tai ärsytystä viiveiden tai reagoimattomuuden vuoksi.
• Tärkeiden Päivitysten Priorisointi: Concurrent Mode mahdollistaa Reactin priorisoivan tärkeitä päivityksiä, kuten käyttäjän syötteisiin liittyviä. Tämä varmistaa, että käyttöliittymä pysyy reagoivana käyttäjän vuorovaikutuksille, vaikka muita vähemmän kriittisiä päivityksiä olisi käynnissä.

Miten Hyödyntää Time Slicingia React-Sovelluksissasi

Hyödyntääksesi time slicingia, sinun on otettava Concurrent Mode käyttöön React-sovelluksessasi. Tämä voidaan tehdä käyttämällä sopivia API-rajapintoja juuren luomiseen:

React 18:lle ja uudemmille:

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

const container = document.getElementById('root');
const root = createRoot(container); // Luo juuri
root.render(<App />);

            

              
                Copy
              
            
          

React 17:lle ja aikaisemmille (käyttäen `react-dom/unstable_concurrentMode`-sisäänpääsypistettä):

            import ReactDOM from 'react-dom';

ReactDOM.unstable_createRoot(document.getElementById('root')).render(<App />);

            

              
                Copy
              
            
          

Kun Concurrent Mode on otettu käyttöön, React soveltaa automaattisesti time slicingia renderöintipäivityksiin. On kuitenkin joitain lisätoimia, joita voit tehdä optimoidaksesi sovelluksesi edelleen Concurrent Modelle:

1. Ota Suspense Käyttöön

Suspense on sisäänrakennettu React-komponentti, jonka avulla voit käsitellä sulavasti asynkronisia toimintoja, kuten datan noutoa. Kun Suspenseen kääritty komponentti yrittää renderöidä dataa, joka ei ole vielä saatavilla, Suspense keskeyttää renderöintiprosessin ja näyttää varalla olevan käyttöliittymän (esim. latauspyörän). Kun data on saatavilla, Suspense jatkaa automaattisesti komponentin renderöintiä.

Suspense toimii saumattomasti Concurrent Moden kanssa, jolloin React voi priorisoida sovelluksen muiden osien renderöinnin odottaessaan datan latautumista. Tämä voi parantaa merkittävästi käyttökokemusta estämällä koko käyttöliittymää estymästä datan odottamisen aikana.

Esimerkki:

            import React, { Suspense } from 'react';

const ProfileDetails = React.lazy(() => import('./ProfileDetails')); // Laiskasti lataa komponentti

function MyComponent() {
 return (
 <Suspense fallback={<div>Ladataan profiilia...</div>}>
 <ProfileDetails />
 </Suspense>
 );
}

export default MyComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

Tässä esimerkissä `ProfileDetails`-komponentti ladataan laiskasti käyttämällä `React.lazy`-toimintoa. Tämä tarkoittaa, että komponentti ladataan vain, kun sitä todella tarvitaan. `Suspense`-komponentti käärii `ProfileDetails`-komponentin ja näyttää latausviestin, kun komponentti ladataan. Tämä estää koko sovellusta estymästä komponentin latautumisen odottamisen aikana.

2. Käytä Siirtymiä

Siirtymät ovat mekanismi, jolla päivitykset merkitään ei-kiireellisiksi. Kun käärät päivityksen `useTransition`-toimintoon, React priorisoi kiireelliset päivitykset (kuten käyttäjän syötteisiin liittyvät) siirtymäpäivityksen yläpuolelle. Tämän avulla voit siirtää ei-kriittisiä päivityksiä, kunnes selaimella on aikaa käsitellä niitä estämättä käyttöliittymää.

Siirtymät ovat erityisen hyödyllisiä päivityksille, jotka voivat laukaista laskennallisesti raskasta renderöintiä, kuten suuren luettelon suodattaminen tai monimutkaisen kaavion päivittäminen. Merkitsemällä nämä päivitykset ei-kiireellisiksi voit varmistaa, että käyttöliittymä pysyy reagoivana käyttäjän vuorovaikutuksille, vaikka päivitykset olisivat käynnissä.

Esimerkki:

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

function MyComponent() {
 const [query, setQuery] = useState('');
 const [list, setList] = useState(initialList);
 const [isPending, startTransition] = useTransition();

 const handleChange = (e) => {
 const newQuery = e.target.value;
 setQuery(newQuery);

 startTransition(() => {
 // Suodata luettelo kyselyn perusteella
 setList(initialList.filter(item => item.toLowerCase().includes(newQuery.toLowerCase())));
 });
 };

 return (
 <div>
 <input type="text" value={query} onChange={handleChange} />
 {isPending ? <p>Suodatetaan...</p> : null}
 <ul>
 {list.map(item => (<li key={item}>{item}</li>))}
 </ul>
 </div>
 );
}

export default MyComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

Tässä esimerkissä `handleChange`-funktio suodattaa luettelon käyttäjän syötteen perusteella. `startTransition`-funktiota käytetään kääriämään `setList`-kutsu, mikä merkitsee päivityksen ei-kiireelliseksi. Tämä sallii Reactin priorisoida muita päivityksiä, kuten syötekentän päivittämisen, luettelon suodattamisen sijaan. `isPending`-tilamuuttuja osoittaa, onko siirtymä parhaillaan käynnissä, jolloin voit näyttää latausilmaisimen.

3. Optimoi Komponenttien Renderöinti

Jopa time slicingin avulla on edelleen tärkeää optimoida komponenttien renderöinti minimoidaksesi Reactin suorittaman työn määrän. Joitakin strategioita komponenttien renderöinnin optimoimiseksi ovat:

• Memoisaatio: Käytä `React.memo`- tai `useMemo`-funktioita estääksesi komponentteja renderöitymästä uudelleen tarpeettomasti.
• Koodin Jakaminen: Jaa sovelluksesi pienempiin osiin ja lataa ne tarvittaessa käyttämällä `React.lazy`- ja `Suspense`-funktioita.
• Virtualisointi: Käytä kirjastoja, kuten `react-window` tai `react-virtualized`, renderöidäksesi tehokkaasti suuria luetteloita ja taulukoita.
• Tehokkaat Tietorakenteet: Käytä tehokkaita tietorakenteita (esim. Maps, Sets) parantaaksesi tietojen käsittelytoimintojen suorituskykyä.

4. Profiloi Sovelluksesi

Käytä React Profileria tunnistaaksesi suorituskyvyn pullonkaulat sovelluksessasi. Profiler mahdollistaa jokaisen komponentin renderöintiajan tallentamisen ja niiden alueiden tunnistamisen, joilla voit parantaa suorituskykyä.

Huomioita ja Mahdollisia Haittoja

Vaikka Concurrent Mode ja time slicing tarjoavat merkittäviä etuja, on myös joitain huomioita ja mahdollisia haittoja, jotka on pidettävä mielessä:

• Lisääntynyt Monimutkaisuus: Concurrent Mode voi lisätä monimutkaisuutta sovellukseesi, varsinkin jos et ole perehtynyt asynkronisen ohjelmoinnin käsitteisiin.
• Yhteensopivuusongelmat: Jotkin vanhemmat kirjastot ja komponentit eivät välttämättä ole täysin yhteensopivia Concurrent Moden kanssa. Saatat joutua päivittämään tai korvaamaan nämä kirjastot varmistaaksesi, että sovelluksesi toimii oikein.
• Virheenkorjaushaasteet: Asynkronisen koodin virheenkorjaus voi olla haastavampaa kuin synkronisen koodin virheenkorjaus. Saatat joutua käyttämään erikoistuneita virheenkorjaustyökaluja ymmärtääksesi sovelluksesi suoritusvirtauksen.
• Mahdollinen Pätkiminen: Harvoissa tapauksissa time slicing voi johtaa pieneen pätkimisvaikutukseen, jos React keskeyttää ja jatkaa renderöintiä jatkuvasti. Tätä voidaan yleensä lieventää optimoimalla komponenttien renderöintiä ja käyttämällä siirtymiä asianmukaisesti.

Reaali-Maailman Esimerkkejä ja Käyttötapauksia

Time slicing on erityisen hyödyllinen sovelluksissa, joilla on seuraavat ominaisuudet:

• Monimutkaiset Käyttöliittymät: Sovellukset, joissa on suuria komponenttipuita tai laskennallisesti raskasta renderöintilogiikkaa.
• Tiheät Päivitykset: Sovellukset, jotka vaativat tiheitä päivityksiä käyttöliittymään, kuten reaaliaikaiset kojelaudat tai interaktiiviset visualisoinnit.
• Hitaat Verkkoyhteydet: Sovellukset, joiden on käsiteltävä hitaita verkkoyhteyksiä sulavasti.
• Suuret Datajoukot: Sovellukset, joiden on näytettävä ja käsiteltävä suuria datajoukkoja.

Tässä on joitain erityisiä esimerkkejä siitä, miten time slicingia voidaan käyttää reaali-maailman sovelluksissa:

• Verkkokauppasivustot: Paranna tuotelistojen ja hakutulosten reagointikykyä siirtämällä vähemmän kriittisiä päivityksiä.
• Sosiaalisen median alustat: Varmista, että käyttöliittymä pysyy reagoivana käyttäjän vuorovaikutuksille ladatessasi uusia viestejä ja kommentteja.
• Kartoitussovellukset: Renderöi sujuvasti monimutkaisia karttoja ja maantieteellisiä tietoja jakamalla renderöintitehtävät pienempiin osiin.
• Taloudelliset kojelaudat: Tarjoa reaaliaikaisia päivityksiä taloustietoihin estämättä käyttöliittymää.
• Yhteiskirjoitustyökalut: Mahdollista useiden käyttäjien muokata asiakirjoja samanaikaisesti kokematta viivettä tai reagoimattomuutta.

Johtopäätös

React Concurrent Moden time slicing -ominaisuus on tehokas työkalu React-sovellusten reagointikyvyn ja koetun suorituskyvyn parantamiseen. Jakamalla renderöintitehtävät pienempiin osiin ja lomittamalla ne muiden toimintojen kanssa, time slicing estää käyttöliittymää muuttumasta reagoimattomaksi pitkään kestävien päivitysten aikana. Ottamalla käyttöön Suspense-, Transitions- ja muita optimointitekniikoita voit avata Concurrent Moden koko potentiaalin ja luoda merkittävästi paremman käyttökokemuksen.

Vaikka Concurrent Mode voi lisätä monimutkaisuutta sovellukseesi, sen tarjoamat edut suorituskyvyn ja käyttökokemuksen suhteen ovat vaivan arvoisia. Reactin kehittyessä edelleen Concurrent Modesta tulee todennäköisesti yhä tärkeämpi osa React-ekosysteemiä. Time slicingin ja sen renderöintiajan budjetin allokoinnin ymmärtäminen on olennaista korkean suorituskyvyn, reagoivien React-sovellusten rakentamisessa, jotka tarjoavat ihastuttavan käyttökokemuksen maailmanlaajuiselle yleisölle, vilkkaista metropoleista, kuten Tokiosta, Japanista, syrjäisille alueille, joilla on rajoitettu kaistanleveys esimerkiksi Mongoliassa. Olivatpa käyttäjäsi huippuluokan pöytäkoneilla tai vähätehoisilla mobiililaitteilla, Concurrent Mode voi auttaa sinua tarjoamaan sujuvan ja reagoivan kokemuksen.