React Context Selector -malli: Uudelleenrenderöintien optimointi suorituskyvyn parantamiseksi

Reactin Context API tarjoaa tehokkaan tavan hallita sovellusten globaalia tilaa. Yleinen haaste Contextin käytössä on kuitenkin turhat uudelleenrenderöinnit. Kun Contextin arvo muuttuu, kaikki sitä käyttävät komponentit renderöidään uudelleen, vaikka ne riippuisivat vain pienestä osasta Contextin dataa. Tämä voi johtaa suorituskyvyn pullonkauloihin erityisesti suurissa ja monimutkaisissa sovelluksissa. Context Selector -malli tarjoaa ratkaisun antamalla komponenttien tilata vain ne tietyt Contextin osat, joita ne tarvitsevat, mikä vähentää merkittävästi turhia uudelleenrenderöintejä.

Ongelman ymmärtäminen: Turhat uudelleenrenderöinnit

Havainnollistetaan tätä esimerkillä. Kuvittele verkkokauppasovellus, joka tallentaa käyttäjätiedot (nimi, sähköposti, maa, kieliasetus, ostoskorin tuotteet) Context provideriin. Jos käyttäjä päivittää kieliasetuksensa, kaikki Contextia käyttävät komponentit, mukaan lukien ne, jotka näyttävät vain käyttäjän nimen, renderöidään uudelleen. Tämä on tehotonta ja voi vaikuttaa käyttäjäkokemukseen. Ajatellaan käyttäjiä eri maantieteellisillä alueilla; jos amerikkalainen käyttäjä päivittää profiilinsa, eurooppalaisen käyttäjän tietoja näyttävän komponentin *ei* pitäisi renderöityä uudelleen.

Miksi uudelleenrenderöinneillä on väliä

Vaikutus suorituskykyyn: Turhat uudelleenrenderöinnit kuluttavat arvokkaita suoritinsyklejä, mikä johtaa hitaampaan renderöintiin ja vähemmän reagoivaan käyttöliittymään. Tämä on erityisen huomattavaa heikkotehoisemmilla laitteilla ja sovelluksissa, joissa on monimutkaiset komponenttipuut.
Hukkaan menevät resurssit: Muuttumattomien komponenttien uudelleenrenderöinti tuhlaa resursseja, kuten muistia ja verkkokaistaa, erityisesti kun haetaan dataa tai suoritetaan kalliita laskutoimituksia.
Käyttäjäkokemus: Hidas ja reagoimaton käyttöliittymä voi turhauttaa käyttäjiä ja johtaa huonoon käyttäjäkokemukseen.

Esittelyssä Context Selector -malli

Context Selector -malli ratkaisee turhien uudelleenrenderöintien ongelman antamalla komponenttien tilata vain ne tietyt Contextin osat, joita ne tarvitsevat. Tämä saavutetaan käyttämällä selektorifunktiota, joka poimii tarvittavan datan Contextin arvosta. Kun Contextin arvo muuttuu, React vertaa selektorifunktion tuloksia. Jos valittu data ei ole muuttunut (käyttäen tiukkaa yhtäsuuruutta, ===), komponentti ei renderöidy uudelleen.

Kuinka se toimii

Määritä Context: Luo React Context käyttämällä React.createContext().
Luo Provider: Kääri sovelluksesi tai sen relevantti osa Context Providerilla, jotta Contextin arvo on sen lasten saatavilla.
Toteuta selektorit: Määritä selektorifunktioita, jotka poimivat tiettyä dataa Contextin arvosta. Nämä funktiot ovat puhtaita ja niiden tulisi palauttaa vain tarvittava data.
Käytä selektoria: Käytä omaa hookia (tai kirjastoa), joka hyödyntää useContext-hookia ja selektorifunktiotasi noutaaksesi valitun datan ja tilataksesi muutoksia vain kyseisessä datassa.

Context Selector -mallin toteuttaminen

Useat kirjastot ja omat toteutukset voivat helpottaa Context Selector -mallin käyttöä. Tutkitaan yleistä lähestymistapaa käyttämällä omaa hookia.

Esimerkki: Yksinkertainen UserContext

Tarkastellaan käyttäjäkontekstia, jolla on seuraava rakenne:


const UserContext = React.createContext({
  name: 'John Doe',
  email: 'john.doe@example.com',
  country: 'USA',
  language: 'en',
  theme: 'light'
});

1. Contextin luominen


const UserContext = React.createContext({
  name: 'John Doe',
  email: 'john.doe@example.com',
  country: 'USA',
  language: 'en',
  theme: 'light'
});

2. Providerin luominen


const UserProvider = ({ children }) => {
  const [user, setUser] = React.useState({
    name: 'John Doe',
    email: 'john.doe@example.com',
    country: 'USA',
    language: 'en',
    theme: 'light'
  });

  const updateUser = (updates) => {
    setUser(prevUser => ({ ...prevUser, ...updates }));
  };

  const value = React.useMemo(() => ({ user, updateUser }), [user]);

  return (
    
      {children}
    
  );
};

3. Oman hookin luominen selektorilla


import React from 'react';

function useUserContext() {
  const context = React.useContext(UserContext);
  if (!context) {
    throw new Error('useUserContext must be used within a UserProvider');
  }
  return context;
}

function useUserSelector(selector) {
  const context = useUserContext();
  const [selected, setSelected] = React.useState(() => selector(context.user));

  React.useEffect(() => {
    setSelected(selector(context.user)); // Alkuvalinta
    const unsubscribe = context.updateUser;

    return () => {}; // Tässä yksinkertaisessa esimerkissä ei tarvita varsinaista tilauksen purkamista, katso seuraava osio memoisaatiosta.
  }, [context.user, selector]);

  return selected;
}

Tärkeä huomautus: Yllä olevasta `useEffect`-koodista puuttuu asianmukainen memoisaatio. Kun `context.user` muuttuu, se suoritetaan *aina* uudelleen, vaikka valittu arvo olisi sama. Vankkaa, memoitua selektoria varten, katso seuraava osio tai käytä kirjastoja kuten `use-context-selector`.

4. Selektorihookin käyttö komponentissa


function UserName() {
  const name = useUserSelector(user => user.name);

  return Nimi: {name};
}

function UserEmail() {
  const email = useUserSelector(user => user.email);

  return Sähköposti: {email};
}

function UserCountry() {
  const country = useUserSelector(user => user.country);

  return Maa: {country};
}

Tässä esimerkissä `UserName`-, `UserEmail`- ja `UserCountry`-komponentit renderöidään uudelleen vain, kun niiden valitsema data (nimi, sähköposti, maa) muuttuu. Jos käyttäjän kieliasetusta päivitetään, nämä komponentit *eivät* renderöidy uudelleen, mikä johtaa merkittäviin suorituskykyparannuksiin.

Selektorien ja arvojen memoisaatio: Välttämätöntä optimoinnille

Jotta Context Selector -malli olisi todella tehokas, memoisaatio on ratkaisevan tärkeää. Ilman sitä selektorifunktiot saattavat palauttaa uusia objekteja tai taulukoita, vaikka alla oleva data ei olisi semanttisesti muuttunut, mikä johtaa turhiin uudelleenrenderöinteihin. Samoin on tärkeää varmistaa, että myös providerin arvo on memoitu.

Providerin arvon memoisaatio `useMemo`-hookilla

useMemo-hookia voidaan käyttää UserContext.Provider-komponentille välitetyn arvon memoisaatioon. Tämä varmistaa, että providerin arvo muuttuu vain, kun sen riippuvuudet muuttuvat.


const UserProvider = ({ children }) => {
  const [user, setUser] = React.useState({
    name: 'John Doe',
    email: 'john.doe@example.com',
    country: 'USA',
    language: 'en',
    theme: 'light'
  });

  const updateUser = (updates) => {
    setUser(prevUser => ({ ...prevUser, ...updates }));
  };

  // Memoisaatio providerille välitetylle arvolle
  const value = React.useMemo(() => ({
    user,
    updateUser
  }), [user, updateUser]);

  return (
    
      {children}
    
  );
};

Selektorien memoisaatio `useCallback`-hookilla

Jos selektorifunktiot määritellään inline-muodossa komponentin sisällä, ne luodaan uudelleen jokaisella renderöinnillä, vaikka ne olisivat loogisesti samoja. Tämä voi vesittää Context Selector -mallin tarkoituksen. Tämän estämiseksi käytä useCallback-hookia selektorifunktioiden memoisaatioon.


function UserName() {
  // Memoisaatio selektorifunktiolle
  const nameSelector = React.useCallback(user => user.name, []);
  const name = useUserSelector(nameSelector);

  return Nimi: {name};
}

Syvä vertailu ja muuttumattomat tietorakenteet

Monimutkaisemmissa tapauksissa, joissa Contextin data on syvälle sisäkkäistä tai sisältää muuttuvia objekteja, harkitse muuttumattomien tietorakenteiden (esim. Immutable.js, Immer) käyttöä tai syvän vertailun funktion toteuttamista selektorissasi. Tämä varmistaa, että muutokset havaitaan oikein, vaikka alla olevia objekteja olisi muutettu paikan päällä.

Kirjastot Context Selector -mallille

Useat kirjastot tarjoavat valmiita ratkaisuja Context Selector -mallin toteuttamiseen, mikä yksinkertaistaa prosessia ja tarjoaa lisäominaisuuksia.

use-context-selector

use-context-selector on suosittu ja hyvin ylläpidetty kirjasto, joka on suunniteltu erityisesti tähän tarkoitukseen. Se tarjoaa yksinkertaisen ja tehokkaan tavan valita tiettyjä arvoja Contextista ja estää turhia uudelleenrenderöintejä.

Asennus:


npm install use-context-selector

Käyttö:


import { useContextSelector } from 'use-context-selector';

function UserName() {
  const name = useContextSelector(UserContext, user => user.name);

  return Nimi: {name};
}

Valtio

Valtio on kattavampi tilanhallintakirjasto, joka hyödyntää proxyja tehokkaisiin tilapäivityksiin ja valikoiviin uudelleenrenderöinteihin. Se tarjoaa erilaisen lähestymistavan tilanhallintaan, mutta sen avulla voidaan saavuttaa samankaltaisia suorituskykyetuja kuin Context Selector -mallilla.

Context Selector -mallin hyödyt

Parempi suorituskyky: Vähentää turhia uudelleenrenderöintejä, mikä johtaa reagoivampaan ja tehokkaampaan sovellukseen.
Pienempi muistinkulutus: Estää komponentteja tilaamasta tarpeetonta dataa, mikä pienentää muistijalanjälkeä.
Parempi ylläpidettävyys: Parantaa koodin selkeyttä ja ylläpidettävyyttä määrittelemällä kunkin komponentin datariippuvuudet eksplisiittisesti.
Parempi skaalautuvuus: Helpottaa sovelluksesi skaalaamista komponenttien määrän ja tilan monimutkaisuuden kasvaessa.

Milloin käyttää Context Selector -mallia

Context Selector -malli on erityisen hyödyllinen seuraavissa tilanteissa:

Suuret Context-arvot: Kun Context tallentaa suuren määrän dataa, ja komponentit tarvitsevat siitä vain pienen osajoukon.
Usein tapahtuvat Context-päivitykset: Kun Contextin arvoa päivitetään usein, ja haluat minimoida uudelleenrenderöinnit.
Suorituskykykriittiset komponentit: Kun tietyt komponentit ovat suorituskyvyn kannalta herkkiä, ja haluat varmistaa, että ne renderöidään uudelleen vain tarvittaessa.
Monimutkaiset komponenttipuut: Sovelluksissa, joissa on syvät komponenttipuut, turhat uudelleenrenderöinnit voivat levitä puuta alaspäin ja vaikuttaa merkittävästi suorituskykyyn. Kuvittele maailmanlaajuisesti hajautettu tiimi, joka työskentelee monimutkaisen design-järjestelmän parissa; muutokset nappikomponenttiin yhdessä paikassa saattavat laukaista uudelleenrenderöintejä koko järjestelmässä, mikä vaikuttaa kehittäjiin muilla aikavyöhykkeillä.

Vaihtoehtoja Context Selector -mallille

Vaikka Context Selector -malli on tehokas työkalu, se ei ole ainoa ratkaisu uudelleenrenderöintien optimointiin Reactissa. Tässä on muutama vaihtoehtoinen lähestymistapa:

Redux: Redux on suosittu tilanhallintakirjasto, joka käyttää yhtä ainoaa storessa ja ennustettavia tilapäivityksiä. Se tarjoaa hienojakoista hallintaa tilapäivityksiin ja sitä voidaan käyttää turhien uudelleenrenderöintien estämiseen.
MobX: MobX on toinen tilanhallintakirjasto, joka käyttää havaittavaa dataa ja automaattista riippuvuuksien seurantaa. Se renderöi komponentit automaattisesti uudelleen vain, kun niiden riippuvuudet muuttuvat.
Zustand: Pieni, nopea ja skaalautuva, pelkistetty tilanhallintaratkaisu, joka käyttää yksinkertaistettuja flux-periaatteita.
Recoil: Recoil on Facebookin kokeellinen tilanhallintakirjasto, joka käyttää atomeja ja selektoreita tarjotakseen hienojakoista hallintaa tilapäivityksiin ja estääkseen turhia uudelleenrenderöintejä.
Komponenttien koostaminen: Joissakin tapauksissa voit välttää globaalin tilan käytön kokonaan välittämällä dataa alaspäin komponenttipropsien kautta. Tämä voi parantaa suorituskykyä ja yksinkertaistaa sovelluksesi arkkitehtuuria.

Huomioita globaaleille sovelluksille

Kun kehität sovelluksia maailmanlaajuiselle yleisölle, ota huomioon seuraavat tekijät toteuttaessasi Context Selector -mallia:

Kansainvälistäminen (i18n): Jos sovelluksesi tukee useita kieliä, varmista, että Context tallentaa käyttäjän kieliasetuksen ja että komponentit renderöidään uudelleen kielen vaihtuessa. Käytä kuitenkin Context Selector -mallia estääksesi muiden komponenttien turhan uudelleenrenderöinnin. Esimerkiksi valuuttamuunninkomponentin tarvitsee ehkä renderöityä uudelleen vain, kun käyttäjän sijainti muuttuu, mikä vaikuttaa oletusvaluuttaan.
Lokalisointi (l10n): Ota huomioon kulttuurierot datan muotoilussa (esim. päivämäärä- ja aikamuodot, numeromuodot). Käytä Contextia lokalisointiasetusten tallentamiseen ja varmista, että komponenttisi renderöivät dataa käyttäjän paikallisasetusten mukaisesti. Käytä jälleen selektorimallia.
Aikavyöhykkeet: Jos sovelluksesi näyttää aikaherkkää tietoa, käsittele aikavyöhykkeet oikein. Käytä Contextia käyttäjän aikavyöhykkeen tallentamiseen ja varmista, että komponenttisi näyttävät ajat käyttäjän paikallisessa ajassa.
Saavutettavuus (a11y): Varmista, että sovelluksesi on saavutettavissa vammaisille käyttäjille. Käytä Contextia saavutettavuusasetusten (esim. fonttikoko, värikontrasti) tallentamiseen ja varmista, että komponenttisi kunnioittavat näitä asetuksia.

Yhteenveto

React Context Selector -malli on arvokas tekniikka uudelleenrenderöintien optimointiin ja suorituskyvyn parantamiseen React-sovelluksissa. Antamalla komponenttien tilata vain ne tietyt Contextin osat, joita ne tarvitsevat, voit vähentää merkittävästi turhia uudelleenrenderöintejä ja luoda reagoivamman ja tehokkaamman käyttöliittymän. Muista memoisaatio selektoreillesi ja provider-arvoillesi maksimaalisen optimoinnin saavuttamiseksi. Harkitse kirjastoja kuten use-context-selector toteutuksen yksinkertaistamiseksi. Kun rakennat yhä monimutkaisempia sovelluksia, Context Selector -mallin kaltaisten tekniikoiden ymmärtäminen ja hyödyntäminen on ratkaisevan tärkeää suorituskyvyn ylläpitämiseksi ja erinomaisen käyttäjäkokemuksen tarjoamiseksi, erityisesti globaalille yleisölle.