Maîtriser le pipeline de rendu concurrent de React : Un guide pour la gestion du budget de trame

Dans le paysage web dynamique d'aujourd'hui, offrir une expérience utilisateur fluide et réactive est primordial. Les utilisateurs du monde entier s'attendent à ce que les applications soient fluides, interactives et sans saccades. L'introduction du rendu concurrent par React a révolutionné notre approche de la performance, offrant des outils puissants pour atteindre ces objectifs. Au cœur de ce changement de paradigme se trouve le concept de gestion du budget de trame. Ce guide complet explorera le pipeline de rendu concurrent de React, en se concentrant sur la manière de gérer efficacement votre budget de trame pour garantir une interface utilisateur constamment fluide sur divers appareils et conditions de réseau.

Comprendre le budget de trame

Avant de plonger dans les mécanismes spécifiques de React, il est crucial de saisir le concept fondamental de budget de trame. En infographie et en développement d'interface utilisateur, une trame (ou frame) est une image unique affichée à l'écran. Pour créer l'illusion de mouvement et d'interactivité, ces trames sont rendues et affichées en succession rapide. La fréquence de rafraîchissement cible pour la plupart des écrans modernes est de 60 images par seconde (FPS). Cela signifie que chaque trame doit être rendue et présentée à l'utilisateur en environ 16,67 millisecondes (1000ms / 60 FPS).

Le budget de trame est donc le temps alloué pendant lequel tout le travail nécessaire pour une seule trame doit être terminé. Ce travail comprend généralement :

• Exécution JavaScript : Exécuter vos composants React, gestionnaires d'événements et logique métier.
• Calcul de la mise en page (Reflow) : Déterminer la position et les dimensions des éléments à l'écran.
• Dessin (Repaint) : Dessiner les pixels qui composent l'interface utilisateur.
• Composition : Superposer et combiner différents éléments visuels.

Si l'une de ces étapes prend plus de temps que le temps alloué, le navigateur ne peut pas présenter une nouvelle trame à temps, ce qui entraîne des pertes de trames et une expérience utilisateur saccadée et non réactive. C'est ce qu'on appelle souvent le jank.

Le pipeline de rendu concurrent de React expliqué

Le rendu traditionnel de React était en grande partie synchrone et bloquant. Lorsqu'une mise à jour de l'état se produisait, React appliquait les changements au DOM, et ce processus pouvait bloquer le thread principal, empêchant l'exécution d'autres tâches importantes comme la gestion des entrées utilisateur ou les animations. Le rendu concurrent change fondamentalement cela en introduisant la capacité d'interrompre et de reprendre les tâches de rendu.

Les caractéristiques clés du pipeline de rendu concurrent de React incluent :

• Priorisation : React peut désormais prioriser différentes tâches de rendu. Par exemple, une mise à jour urgente (comme un utilisateur qui tape du texte) aura une priorité plus élevée qu'une moins urgente (comme la récupération de données en arrière-plan).
• Préemption : React peut interrompre une tâche de rendu de faible priorité si une tâche de priorité plus élevée devient disponible. Cela garantit que les interactions utilisateur critiques ne sont jamais bloquées trop longtemps.
• Minuteries : Le rendu concurrent utilise des minuteries internes pour gérer et planifier le travail, visant à garder le thread principal libre.Suspense : Cette fonctionnalité permet aux composants d'attendre des données sans bloquer toute l'interface utilisateur, en affichant une interface de secours en attendant.

L'objectif de ce pipeline est de décomposer les grandes tâches de rendu en morceaux plus petits qui peuvent être exécutés sans dépasser le budget de trame. C'est là que la planification (scheduling) devient essentielle.

Le rôle du planificateur (Scheduler)

Le planificateur de React est le moteur qui orchestre le rendu concurrent. Il est responsable de :

• Recevoir les demandes de mise à jour (par ex., de `setState`).
• Attribuer une priorité à chaque mise à jour.
• Déterminer quand commencer et arrêter le travail de rendu pour éviter de bloquer le thread principal.
• Regrouper les mises à jour pour minimiser les re-rendus inutiles.

Le planificateur vise à maintenir la quantité de travail effectuée par trame dans une limite raisonnable, gérant ainsi efficacement le budget de trame. Il fonctionne en décomposant un rendu potentiellement volumineux en unités de travail discrètes qui peuvent être traitées de manière asynchrone. Si le planificateur détecte que le budget de la trame actuelle est sur le point d'être dépassé, il peut suspendre la tâche de rendu en cours et céder la main au navigateur, lui permettant de gérer d'autres événements critiques comme les entrées utilisateur ou le dessin.

Stratégies de gestion du budget de trame dans React

La gestion efficace de votre budget de trame dans une application React concurrente implique une combinaison de la compréhension des capacités de React et de l'adoption de meilleures pratiques pour la conception des composants et la gestion de l'état.

1. Adoptez `useDeferredValue` et `useTransition`

Ces hooks sont les pierres angulaires de la gestion des mises à jour d'interface utilisateur coûteuses dans un environnement concurrent :

• `useDeferredValue` : Ce hook vous permet de différer la mise à jour d'une partie non urgente de votre UI. Il est idéal pour les situations où vous avez une entrée qui change rapidement (comme une requête de recherche) et un élément d'UI qui affiche les résultats de cette entrée (comme une liste déroulante de recherche). En différant la mise à jour des résultats, vous vous assurez que le champ de saisie lui-même reste réactif, même si le rendu des résultats de recherche prend un peu plus de temps.

Exemple : Imaginez une barre de recherche en temps réel. Au fur et à mesure que l'utilisateur tape, les résultats de la recherche se mettent à jour. Si la logique de recherche ou le rendu est complexe, cela pourrait rendre le champ de saisie lent. L'utilisation de `useDeferredValue` sur le terme de recherche permet à React de prioriser la mise à jour du champ de saisie tout en différant le rendu coûteux en calcul des résultats de la recherche.

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

function SearchComponent() {
  const [query, setQuery] = useState('');
  const deferredQuery = useDeferredValue(query);

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

  // Imaginez que 'searchResults' est une opération coûteuse en calcul
  const searchResults = expensiveSearch(deferredQuery);

  return (
    

      
      

        {searchResults.map(result => (
          
{result.name}
        ))}
      
    
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

• `useTransition` : Ce hook vous permet de marquer les mises à jour d'état comme des 'transitions'. Les transitions sont des mises à jour non urgentes que React peut interrompre. C'est particulièrement utile pour marquer les mises à jour qui pourraient prendre un temps considérable à rendre, comme le filtrage d'une grande liste ou la navigation entre des vues complexes. `useTransition` renvoie une fonction `startTransition` et un booléen `isPending`. L'indicateur `isPending` peut être utilisé pour afficher un indicateur de chargement pendant que la transition est en cours.

Exemple : Considérez un grand tableau de données qui doit être filtré en fonction de la sélection de l'utilisateur. Le filtrage et le re-rendu d'un grand tableau peuvent prendre du temps. Envelopper la mise à jour d'état qui déclenche le filtrage dans `startTransition` indique à React que cette mise à jour peut être interrompue si un événement plus urgent se produit, empêchant ainsi l'interface utilisateur de se figer.

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

function DataTable() {
  const [data, setData] = useState([]);
  const [filter, setFilter] = useState('');
  const [isPending, startTransition] = useTransition();

  const handleFilterChange = (event) => {
    const newFilter = event.target.value;
    startTransition(() => {
      setFilter(newFilter);
      // L'opération de filtrage potentiellement coûteuse se produit ici ou est déclenchée
      // par la mise à jour de l'état qui est maintenant une transition.
    });
  };

  // Supposons que 'filteredData' est dérivé de 'data' et 'filter'
  const filteredData = applyFilter(data, filter);

  return (
    

      
      {isPending && 
Chargement...
}
      
        {/* Rendre filteredData */}
      
    
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

2. Optimisez le rendu des composants

Même avec la concurrence, un rendu de composant inefficace peut rapidement épuiser votre budget de trame. Employez ces techniques :

• `React.memo` : Pour les composants fonctionnels, `React.memo` est un composant d'ordre supérieur qui mémoïse le composant. Il ne se re-rendra que si ses props ont changé, évitant les re-rendus inutiles lorsque le parent se re-rend mais que les props du composant restent les mêmes.
• `useCallback` : Mémoïse les fonctions de rappel (callbacks). C'est particulièrement utile lors du passage de callbacks à des composants enfants mémoïsés (`React.memo`) pour empêcher ces enfants de se re-rendre à cause d'une nouvelle instance de fonction créée à chaque rendu du parent.
• `useMemo` : Mémoïse le résultat d'un calcul. Si vous avez un calcul complexe effectué au sein d'un composant, `useMemo` peut mettre en cache le résultat et ne le recalculer que lorsque ses dépendances changent, économisant de précieux cycles CPU.
• Structure et profilage des composants : Décomposez les grands composants en plus petits et plus gérables. Utilisez le Profiler des React DevTools pour identifier les goulots d'étranglement de performance. Profilez vos composants pour voir lesquels se re-rendent trop souvent ou prennent trop de temps à rendre.

3. Gestion efficace de l'état

La manière dont vous gérez l'état peut avoir un impact significatif sur les performances de rendu :

• État local vs. État global : Gardez l'état aussi local que possible. Lorsque l'état doit être partagé entre de nombreux composants, envisagez une solution de gestion d'état globale, mais soyez conscient de la manière dont les mises à jour de l'état global déclenchent des re-rendus.
• Optimisation de l'API Context : Si vous utilisez l'API Context de React, sachez que tout composant consommant un contexte se re-rendra lorsque la valeur du contexte changera, même si la partie spécifique du contexte qui l'intéresse n'a pas changé. Envisagez de diviser les contextes ou d'utiliser des techniques de mémoïsation pour les valeurs de contexte.
• Pattern de sélecteur : Pour les bibliothèques de gestion d'état comme Redux ou Zustand, utilisez des sélecteurs pour vous assurer que les composants ne se re-rendent que lorsque les morceaux spécifiques de l'état auxquels ils souscrivent ont changé, plutôt que de se re-rendre à chaque mise à jour de l'état global.

4. Virtualisation pour les longues listes

Le rendu de milliers d'éléments dans une liste peut gravement affecter les performances, indépendamment de la concurrence. La virtualisation (également connue sous le nom de windowing) est une technique où seuls les éléments actuellement visibles dans la fenêtre d'affichage (viewport) sont rendus. Au fur et à mesure que l'utilisateur fait défiler, les éléments hors écran sont démontés, et de nouveaux éléments sont rendus et montés. Des bibliothèques comme `react-window` et `react-virtualized` sont d'excellents outils pour cela.

Exemple : Un fil d'actualité de réseau social ou une longue liste de produits. Au lieu de rendre 1000 éléments de liste à la fois, la virtualisation ne rend que les 10 à 20 éléments visibles à l'écran. Cela réduit considérablement la quantité de travail que React et le navigateur doivent effectuer par trame.

5. Division du code (Code Splitting) et chargement différé (Lazy Loading)

Bien que cela ne soit pas directement lié à la gestion du budget de trame, réduire la charge utile JavaScript initiale et ne charger que ce qui est nécessaire améliore la performance perçue et peut indirectement aider en réduisant la charge globale sur le navigateur. Utilisez `React.lazy` et `Suspense` pour implémenter la division du code pour les composants.

            
import React, { Suspense, lazy } from 'react';

const ExpensiveComponent = lazy(() => import('./ExpensiveComponent'));

function App() {
  return (
    

      
Mon App
      Chargement du composant...
}>