React-aikatauluttajan profilointi: Tehtävien suorituksen paljastaminen optimoitua suorituskykyä varten

Nykyaikaisessa verkkokehityksessä sulavan ja reagoivan käyttökokemuksen tarjoaminen on ensisijaisen tärkeää. React on komponenttipohjaisen arkkitehtuurinsa ja virtuaalisen DOMinsa ansiosta muodostunut monimutkaisten käyttöliittymien rakentamisen kulmakiveksi. Kuitenkin jopa Reactin optimoinneista huolimatta suorituskyvyn pullonkauloja voi syntyä, erityisesti suurissa ja monimutkaisissa sovelluksissa. Ymmärrys siitä, miten React aikatauluttaa ja suorittaa tehtäviä, on ratkaisevan tärkeää näiden suorituskykyongelmien tunnistamisessa ja ratkaisemisessa. Tämä artikkeli sukeltaa React-aikatauluttajan profiloinnin maailmaan tarjoten kattavan oppaan tehtävien suorituksen analysointiin ja React-sovellusten optimointiin huippusuorituskykyä varten.

React-aikatauluttajan ymmärtäminen

Ennen profilointitekniikoihin sukeltamista luodaan perustavanlaatuinen ymmärrys React-aikatauluttajasta. React-aikatauluttaja (React Scheduler) vastaa työn suorituksen hallinnasta React-sovelluksessa. Se priorisoi tehtäviä, pilkkoo ne pienempiin työyksiköihin ja aikatauluttaa niiden suorituksen tavalla, joka minimoi pääsäikeen tukkeutumisen. Tämä aikataulutus on kriittistä reagoivan käyttöliittymän ylläpitämiseksi.

React käyttää Fiber-arkkitehtuuria, joka mahdollistaa renderöinnin pilkkomisen pienempiin, keskeytettäviin työyksiköihin. Näitä yksiköitä kutsutaan Fibereiksi, ja React-aikatauluttaja hallitsee näitä Fibereitä varmistaakseen, että korkean prioriteetin tehtävät (kuten käyttäjän syötteet) käsitellään ripeästi. Aikatauluttaja käyttää prioriteettijonoa Fiberien hallintaan, mikä mahdollistaa päivitysten priorisoinnin niiden kiireellisyyden perusteella.

Avainkäsitteet:

• Fiber: Työyksikkö, joka edustaa komponentti-instanssia.
• Aikatauluttaja (Scheduler): Moduuli, joka vastaa Fiberien priorisoinnista ja aikatauluttamisesta.
• WorkLoop: Funktio, joka käy läpi Fiber-puun ja suorittaa päivityksiä.
• Prioriteettijono (Priority Queue): Tietorakenne, jota käytetään Fiberien hallintaan niiden prioriteetin perusteella.

Profiloinnin tärkeys

Profilointi on prosessi, jossa mitataan ja analysoidaan sovelluksesi suorituskykyominaisuuksia. Reactin kontekstissa profilointi antaa sinun ymmärtää, miten React-aikatauluttaja suorittaa tehtäviä, tunnistaa pitkäkestoisia operaatioita ja paikantaa alueita, joilla optimoinnilla voi olla suurin vaikutus. Ilman profilointia toimit käytännössä sokkona, luottaen arvauksiin suorituskyvyn parantamiseksi.

Kuvittele tilanne, jossa sovelluksesi hidastelee huomattavasti, kun käyttäjä on vuorovaikutuksessa tietyn komponentin kanssa. Profilointi voi paljastaa, johtuuko hidastelu monimutkaisesta renderöintioperaatiosta kyseisessä komponentissa, tehottomasta datanhakuprosessista vai tilapäivitysten aiheuttamista liiallisista uudelleenrenderöinneistä. Tunnistamalla perimmäisen syyn voit kohdistaa optimointiponnistelusi alueisiin, jotka tuottavat merkittävimmät suorituskykyparannukset.

Työkalut React-aikatauluttajan profilointiin

React-sovellusten profilointiin ja React-aikatauluttajan tehtävien suorituksen ymmärtämiseen on saatavilla useita tehokkaita työkaluja:

1. Chrome DevTools Performance -välilehti

Chrome DevTools -työkalujen Performance-välilehti on monipuolinen työkalu verkkosovellusten eri osa-alueiden, mukaan lukien React-suorituskyvyn, profilointiin. Se tarjoaa yksityiskohtaisen aikajanan kaikista selaimessa tapahtuvista toiminnoista, kuten JavaScriptin suorituksesta, renderöinnistä, piirtämisestä ja verkkopyynnöistä. Tallentamalla suorituskykyprofiilin vuorovaikutuksessa React-sovelluksesi kanssa voit tunnistaa suorituskyvyn pullonkauloja ja analysoida React-tehtävien suoritusta.

Käyttöohje:

1. Avaa Chrome DevTools (Ctrl+Shift+I tai Cmd+Option+I).
2. Siirry "Performance"-välilehdelle.
3. Napsauta "Record"-painiketta.
4. Ole vuorovaikutuksessa React-sovelluksesi kanssa laukaistaksesi sen toiminnan, jota haluat profiloida.
5. Napsauta "Stop"-painiketta lopettaaksesi tallennuksen.
6. Analysoi luotu aikajana tunnistaaksesi suorituskyvyn pullonkaulat.

Performance-välilehti tarjoaa erilaisia näkymiä kerätyn datan analysointiin, mukaan lukien:

• Flame Chart: Visualisoi JavaScript-funktioiden kutsupinon, jonka avulla voit tunnistaa eniten aikaa kuluttavat funktiot.
• Bottom-Up: Kokoaa kussakin funktiossa ja sen kutsumissa funktioissa käytetyn ajan, auttaen tunnistamaan kalleimmat operaatiot.
• Call Tree: Näyttää kutsupinon hierarkkisessa muodossa, tarjoten selkeän kuvan suoritusvirrasta.

Etsi Performance-välilehdeltä Reactiin liittyviä merkintöjä, kuten "Update" (edustaa komponentin päivitystä) tai "Commit" (edustaa päivitetyn DOMin lopullista renderöintiä). Nämä merkinnät voivat antaa arvokasta tietoa komponenttien renderöintiin käytetystä ajasta.

2. React DevTools Profiler

React DevTools Profiler on erityisesti React-sovellusten profilointiin rakennettu erikoistyökalu. Se tarjoaa kohdennetumman näkymän Reactin sisäisiin operaatioihin, mikä helpottaa komponenttien renderöintiin, tilapäivityksiin ja prop-muutoksiin liittyvien suorituskykyongelmien tunnistamista.

Asennus:

React DevTools Profiler on saatavilla selainlaajennuksena Chromelle, Firefoxille ja Edgelle. Voit asentaa sen kyseisen selaimen laajennuskaupasta.

Käyttö:

1. Avaa React DevTools -paneeli selaimessasi.
2. Siirry "Profiler"-välilehdelle.
3. Napsauta "Record"-painiketta.
4. Ole vuorovaikutuksessa React-sovelluksesi kanssa laukaistaksesi sen toiminnan, jota haluat profiloida.
5. Napsauta "Stop"-painiketta lopettaaksesi tallennuksen.

Profiler tarjoaa kaksi pääasiallista näkymää kerätyn datan analysointiin:

• Flamegraph: Visuaalinen esitys komponenttipuusta, jossa jokainen palkki edustaa komponenttia ja sen leveys edustaa kyseisen komponentin renderöintiin käytettyä aikaa.
• Ranked: Lista komponenteista järjestettynä niiden renderöintiin kuluneen ajan mukaan, mikä auttaa tunnistamaan nopeasti kalleimmat komponentit.

React DevTools Profiler tarjoaa myös ominaisuuksia:

• Päivitysten korostaminen: Korostaa visuaalisesti uudelleenrenderöityviä komponentteja, auttaen tunnistamaan tarpeettomia uudelleenrenderöintejä.
• Komponenttien propsien ja tilan tarkastelu: Tutkii komponenttien propseja ja tilaa ymmärtääksesi, miksi ne uudelleenrenderöityvät.
• Komponenttien suodattaminen: Keskittyminen tiettyihin komponentteihin tai komponenttipuun osiin.

3. React.Profiler-komponentti

React.Profiler-komponentti on sisäänrakennettu React API, jonka avulla voit mitata sovelluksesi tiettyjen osien renderöintisuorituskykyä. Se tarjoaa ohjelmallisen tavan kerätä profilointidataa ilman ulkoisiin työkaluihin turvautumista.

Käyttö:

Kääri profiloitavat komponentit React.Profiler-komponentilla. Anna id-prop profiilin tunnistamiseksi ja onRender-prop, joka on takaisinkutsufunktio, joka kutsutaan jokaisen renderöinnin jälkeen.

import React from 'react';

function MyComponent() {
  return (
    
      {/* Component content */}
    
  );
}

function onRenderCallback(
  id: string,
  phase: 'mount' | 'update',
  actualDuration: number,
  baseDuration: number,
  startTime: number,
  commitTime: number,
  interactions: Set
) {
  console.log(`Component ${id} rendered`);
  console.log(`Phase: ${phase}`);
  console.log(`Actual duration: ${actualDuration}ms`);
  console.log(`Base duration: ${baseDuration}ms`);
}

onRender-takaisinkutsufunktio saa useita argumentteja, jotka antavat tietoa renderöintiprosessista:

• id: React.Profiler-komponentin id-prop.
• phase: Kertoo, onko komponentti juuri liitetty (mount) vai päivitetty (update).
• actualDuration: Aika, joka kului komponentin renderöintiin tässä päivityksessä.
• baseDuration: Arvioitu aika renderöidä komponenttipuu ilman memoisaatiota.
• startTime: Milloin React aloitti tämän päivityksen renderöinnin.
• commitTime: Milloin React vahvisti tämän päivityksen.
• interactions: Joukko "vuorovaikutuksia", joita jäljitettiin, kun tämä päivitys aikataulutettiin.

Voit käyttää tätä dataa komponenttiesi renderöintisuorituskyvyn seurantaan ja optimointia vaativien alueiden tunnistamiseen.

Profilointidatan analysointi

Kun olet kerännyt profilointidataa yhdellä edellä mainituista työkaluista, seuraava askel on analysoida data ja tunnistaa suorituskyvyn pullonkaulat. Tässä on joitakin keskeisiä alueita, joihin kannattaa keskittyä:

1. Hitaasti renderöityvien komponenttien tunnistaminen

React DevTools Profilerin Flamegraph- ja Ranked-näkymät ovat erityisen hyödyllisiä tunnistettaessa komponentteja, joiden renderöinti kestää kauan. Etsi komponentteja, joilla on leveät palkit Flamegraphissa tai jotka ilmestyvät Ranked-listan kärkeen. Nämä komponentit ovat todennäköisiä optimointikohteita.

Chrome DevTools Performance -välilehdellä etsi "Update"-merkintöjä, jotka kuluttavat merkittävästi aikaa. Nämä merkinnät edustavat komponenttipäivityksiä, ja näissä merkinnöissä vietetty aika osoittaa vastaavien komponenttien renderöintikustannukset.

2. Tarpeettomien uudelleenrenderöintien paikantaminen

Tarpeettomat uudelleenrenderöinnit voivat vaikuttaa merkittävästi suorituskykyyn, erityisesti monimutkaisissa sovelluksissa. React DevTools Profiler auttaa sinua tunnistamaan komponentit, jotka renderöityvät uudelleen, vaikka niiden propsit tai tila eivät ole muuttuneet.

Ota käyttöön "Highlight updates when components render" -vaihtoehto React DevTools -asetuksista. Tämä korostaa visuaalisesti komponentteja, jotka renderöityvät uudelleen, mikä helpottaa tarpeettomien uudelleenrenderöintien havaitsemista. Tutki syitä, miksi nämä komponentit renderöityvät uudelleen, ja ota käyttöön tekniikoita niiden estämiseksi, kuten React.memo tai useMemo.

3. Kalliiden laskutoimitusten tutkiminen

Pitkäkestoiset laskutoimitukset komponenteissasi voivat tukkia pääsäikeen ja aiheuttaa suorituskykyongelmia. Chrome DevTools Performance -välilehti on arvokas työkalu näiden laskutoimitusten tunnistamiseen.

Etsi JavaScript-funktioita, jotka kuluttavat merkittävästi aikaa Flame Chart- tai Bottom-Up-näkymissä. Nämä funktiot saattavat suorittaa monimutkaisia laskelmia, datamuunnoksia tai muita kalliita operaatioita. Harkitse näiden funktioiden optimointia käyttämällä memoisaatiota, välimuistia tai tehokkaampia algoritmeja.

4. Verkkopyyntöjen analysointi

Myös verkkopyynnöt voivat aiheuttaa suorituskyvyn pullonkauloja, varsinkin jos ne ovat hitaita tai toistuvia. Chrome DevTools Network -välilehti antaa tietoa sovelluksesi verkkotoiminnasta.

Etsi pyyntöjä, joiden suorittaminen kestää kauan, tai pyyntöjä, joita tehdään toistuvasti. Harkitse näiden pyyntöjen optimointia käyttämällä välimuistia, sivutusta tai tehokkaampia datanhakustrategioita.

5. Aikatauluttajan vuorovaikutusten ymmärtäminen

Syvemmän ymmärryksen saaminen siitä, miten React-aikatauluttaja priorisoi ja suorittaa tehtäviä, voi olla korvaamatonta suorituskyvyn optimoinnissa. Vaikka Chrome DevTools Performance -välilehti ja React DevTools Profiler tarjoavat jonkin verran näkyvyyttä aikatauluttajan toimintaan, kerätyn datan analysointi vaatii vivahteikkaampaa ymmärrystä Reactin sisäisestä toiminnasta.

Keskity komponenttien ja aikatauluttajan välisiin vuorovaikutuksiin. Jos tietyt komponentit laukaisevat jatkuvasti korkean prioriteetin päivityksiä, analysoi, miksi nämä päivitykset ovat tarpeellisia ja voidaanko niitä lykätä tai optimoida. Kiinnitä huomiota siihen, miten aikatauluttaja lomittaa erilaisia tehtävätyyppejä, kuten renderöintiä, asettelua ja piirtämistä. Jos aikatauluttaja vaihtaa jatkuvasti tehtävien välillä, se voi viitata siihen, että sovellus kärsii "thrashingista", mikä voi johtaa suorituskyvyn heikkenemiseen.

Optimointitekniikat

Kun olet tunnistanut suorituskyvyn pullonkaulat profiloinnin avulla, seuraava askel on ottaa käyttöön optimointitekniikoita sovelluksesi suorituskyvyn parantamiseksi. Tässä on joitakin yleisiä optimointistrategioita:

1. Memoisaatio

Memoisaatio on tekniikka, jolla välimuistiin tallennetaan kalliiden funktiokutsujen tulokset ja palautetaan välimuistissa oleva tulos, kun samat syötteet esiintyvät uudelleen. Reactissa voit käyttää React.memo-funktiota funktionaalisten komponenttien memoisaatioon ja useMemo-hookia laskutoimitusten tulosten memoisaatioon.

import React, { useMemo } from 'react';

const MyComponent = React.memo(function MyComponent(props) {
  // ... component logic
});

function MyComponentWithMemoizedValue() {
  const expensiveValue = useMemo(() => {
    // ... expensive computation
    return result;
  }, [dependencies]);

  return (
    

      {expensiveValue}
    
  );
}

2. Virtualisointi

Virtualisointi on tekniikka suurten listojen tai taulukoiden tehokkaaseen renderöintiin renderöimällä vain näkyvissä olevat kohteet. Kirjastot, kuten react-window ja react-virtualized, tarjoavat komponentteja listojen ja taulukoiden virtualisointiin React-sovelluksissa.

3. Koodin pilkkominen (Code Splitting)

Koodin pilkkominen on tekniikka, jolla sovellus jaetaan pienempiin osiin ja ladataan ne tarpeen mukaan. Tämä voi lyhentää sovelluksesi alkulatausaikaa ja parantaa sen yleistä suorituskykyä. React tukee koodin pilkkomista dynaamisten import-lauseiden sekä React.lazy- ja Suspense-komponenttien avulla.

import React, { Suspense } from 'react';

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

function App() {
  return (
    Loading...