Batching React : Stratégies d'optimisation des mises à jour d'état pour des applications performantes

React, une puissante bibliothèque JavaScript pour la création d'interfaces utilisateur, vise des performances optimales. L'un des mécanismes clés qu'elle emploie est le batching (regroupement), qui optimise la manière dont les mises à jour d'état sont traitées. Comprendre le batching de React est crucial pour développer des applications performantes et réactives, surtout lorsque leur complexité augmente. Ce guide complet plonge dans les subtilités du batching de React, explorant ses avantages, ses différentes stratégies et les techniques avancées pour maximiser son efficacité.

Qu'est-ce que le batching de React ?

Le batching de React est le processus qui consiste à regrouper plusieurs mises à jour d'état en un seul nouveau rendu (re-render). Au lieu que React effectue un nouveau rendu du composant pour chaque mise à jour d'état, il attend que toutes les mises à jour soient terminées puis effectue un rendu unique. Cela réduit considérablement le nombre de nouveaux rendus, entraînant des améliorations de performances significatives.

Considérons un scénario où vous devez mettre à jour plusieurs variables d'état au sein du même gestionnaire d'événements :

            
function MyComponent() {
  const [countA, setCountA] = React.useState(0);
  const [countB, setCountB] = React.useState(0);

  const handleClick = () => {
    setCountA(countA + 1);
    setCountB(countB + 1);
  };

  return (
    <button onClick={handleClick}>
      Incrémenter les deux
    </button>
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

Sans le batching, ce code déclencherait deux nouveaux rendus : un pour setCountA et un autre pour setCountB. Cependant, le batching de React regroupe intelligemment ces mises à jour en un seul nouveau rendu, ce qui se traduit par de meilleures performances. Ceci est particulièrement notable lorsqu'on travaille avec des composants plus complexes et des changements d'état fréquents.

Les avantages du batching

Le principal avantage du batching de React est l'amélioration des performances. En réduisant le nombre de nouveaux rendus, il minimise la quantité de travail que le navigateur doit effectuer, conduisant à une expérience utilisateur plus fluide et plus réactive. Spécifiquement, le batching offre les avantages suivants :

• Réduction des nouveaux rendus : L'avantage le plus significatif est la réduction du nombre de nouveaux rendus. Cela se traduit directement par une utilisation moindre du processeur et des temps de rendu plus rapides.
• Amélioration de la réactivité : En minimisant les nouveaux rendus, l'application devient plus réactive aux interactions de l'utilisateur. Les utilisateurs subissent moins de latence et bénéficient d'une interface plus fluide.
• Performance optimisée : Le batching optimise les performances globales de l'application, conduisant à une meilleure expérience utilisateur, en particulier sur les appareils aux ressources limitées.
• Diminution de la consommation d'énergie : Moins de nouveaux rendus se traduisent également par une consommation d'énergie réduite, une considération essentielle pour les appareils mobiles et les ordinateurs portables.

Le batching automatique dans React 18 et au-delà

Avant React 18, le batching était principalement limité aux mises à jour d'état au sein des gestionnaires d'événements de React. Cela signifiait que les mises à jour d'état en dehors des gestionnaires d'événements, comme celles à l'intérieur de setTimeout, des promesses ou des gestionnaires d'événements natifs, n'étaient pas regroupées. React 18 a introduit le batching automatique, qui étend le regroupement pour englober la quasi-totalité des mises à jour d'état, peu importe leur origine. Cette amélioration simplifie considérablement l'optimisation des performances et réduit le besoin d'intervention manuelle.

Avec le batching automatique, le code suivant sera désormais regroupé dans React 18 :

            
function MyComponent() {
  const [countA, setCountA] = React.useState(0);
  const [countB, setCountB] = React.useState(0);

  const handleClick = () => {
    setTimeout(() => {
      setCountA(countA + 1);
      setCountB(countB + 1);
    }, 0);
  };

  return (
    <button onClick={handleClick}>
      Incrémenter les deux
    </button>
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

Dans cet exemple, même si les mises à jour d'état se trouvent dans une fonction de rappel (callback) de setTimeout, React 18 les regroupera quand même en un seul nouveau rendu. Ce comportement automatique simplifie l'optimisation des performances et assure un regroupement cohérent à travers différents modèles de code.

Quand le batching ne se produit pas (et comment y remédier)

Malgré les capacités de batching automatique de React, il existe des situations où le regroupement peut ne pas se produire comme prévu. Comprendre ces scénarios et savoir comment les gérer est crucial pour maintenir des performances optimales.

1. Mises à jour en dehors de l'arborescence de rendu de React

Si les mises à jour d'état se produisent en dehors de l'arborescence de rendu de React (par exemple, au sein d'une bibliothèque qui manipule directement le DOM), le batching n'aura pas lieu automatiquement. Dans ces cas, vous devrez peut-être déclencher manuellement un nouveau rendu ou utiliser les mécanismes de réconciliation de React pour garantir la cohérence.

2. Code hérité ou bibliothèques anciennes

Les bases de code plus anciennes ou les bibliothèques tierces peuvent s'appuyer sur des modèles qui interfèrent avec le mécanisme de batching de React. Par exemple, une bibliothèque pourrait déclencher explicitement de nouveaux rendus ou utiliser des API obsolètes. Dans de tels cas, vous devrez peut-être refactoriser le code ou trouver des bibliothèques alternatives compatibles avec le comportement de batching de React.

3. Mises à jour urgentes nécessitant un rendu immédiat

Dans de rares cas, vous pourriez avoir besoin de forcer un nouveau rendu immédiat pour une mise à jour d'état spécifique. Cela peut être nécessaire lorsque la mise à jour est critique pour l'expérience utilisateur et ne peut être retardée. React fournit l'API flushSync pour ces situations (discutée en détail ci-dessous).

Stratégies pour optimiser les mises à jour d'état

Bien que le batching de React offre des améliorations de performance automatiques, vous pouvez optimiser davantage les mises à jour d'état pour obtenir des résultats encore meilleurs. Voici quelques stratégies efficaces :

1. Regrouper les mises à jour d'état liées

Chaque fois que possible, regroupez les mises à jour d'état liées en une seule mise à jour. Cela réduit le nombre de nouveaux rendus et améliore les performances. Par exemple, au lieu de mettre à jour plusieurs variables d'état individuelles, envisagez d'utiliser une seule variable d'état qui contient un objet avec toutes les valeurs associées.

            
function MyComponent() {
  const [data, setData] = React.useState({
    name: '',
    email: '',
    age: 0,
  });

  const handleChange = (e) => {
    const { name, value } = e.target;
    setData({ ...data, [name]: value });
  };

  return (
    <form>
      <input type="text" name="name" value={data.name} onChange={handleChange} />
      <input type="email" name="email" value={data.email} onChange={handleChange} />
      <input type="number" name="age" value={data.age} onChange={handleChange} />
    </form>
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

Dans cet exemple, toutes les modifications des champs du formulaire sont gérées par une unique fonction handleChange qui met à jour la variable d'état data. Cela garantit que toutes les mises à jour d'état liées sont regroupées en un seul nouveau rendu.

2. Utiliser les mises à jour fonctionnelles

Lorsque vous mettez à jour un état en fonction de sa valeur précédente, utilisez les mises à jour fonctionnelles. Les mises à jour fonctionnelles fournissent la valeur précédente de l'état en tant qu'argument à la fonction de mise à jour, garantissant que vous travaillez toujours avec la valeur correcte, même dans des scénarios asynchrones.

            
function MyComponent() {
  const [count, setCount] = React.useState(0);

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

  return (
    <button onClick={handleClick}>
      Incrémenter
    </button>
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

L'utilisation de la mise à jour fonctionnelle setCount((prevCount) => prevCount + 1) garantit que la mise à jour est basée sur la valeur précédente correcte, même si plusieurs mises à jour sont regroupées.

3. Tirer parti de useCallback et useMemo

useCallback et useMemo sont des hooks essentiels pour optimiser les performances de React. Ils vous permettent de mémoïser des fonctions et des valeurs, empêchant ainsi les nouveaux rendus inutiles des composants enfants. C'est particulièrement important lorsque vous passez des props à des composants enfants qui dépendent de ces valeurs.

            
function MyComponent() {
  const [count, setCount] = React.useState(0);

  const increment = React.useCallback(() => {
    setCount((prevCount) => prevCount + 1);
  }, []);

  return (
    <ChildComponent increment={increment} />
  );
}

function ChildComponent({ increment }) {
  React.useEffect(() => {
    console.log('ChildComponent rendered');
  });
  return (<button onClick={increment}>Incrémenter</button>);
}

            

              
                Copy
              
            
          

Dans cet exemple, useCallback mémoïse la fonction increment, garantissant qu'elle ne change que lorsque ses dépendances changent (dans ce cas, aucune). Cela empêche le ChildComponent de se rendre à nouveau inutilement lorsque l'état count change.

4. Debouncing et Throttling

Le debouncing et le throttling sont des techniques pour limiter la fréquence à laquelle une fonction est exécutée. Elles sont particulièrement utiles pour gérer les événements qui déclenchent des mises à jour fréquentes, tels que les événements de défilement ou les changements dans un champ de saisie. Le debouncing garantit que la fonction n'est exécutée qu'après une certaine période d'inactivité, tandis que le throttling garantit que la fonction est exécutée au maximum une fois dans un intervalle de temps donné.

            
import { debounce } from 'lodash';

function MyComponent() {
  const [searchTerm, setSearchTerm] = React.useState('');

  const handleInputChange = (e) => {
    const value = e.target.value;
    setSearchTerm(value);
    debouncedSearch(value);
  };

  const search = (term) => {
    console.log('Searching for:', term);
    // Implémenter la logique de recherche ici
  };

  const debouncedSearch = React.useMemo(() => debounce(search, 300), []);

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

            

              
                Copy
              
            
          

Dans cet exemple, la fonction debounce de Lodash est utilisée pour appliquer un "debounce" à la fonction search. Cela garantit que la fonction de recherche n'est exécutée que lorsque l'utilisateur a cessé de taper pendant 300 millisecondes, évitant ainsi les appels d'API inutiles et améliorant les performances.

Techniques avancées : requestAnimationFrame et flushSync

Pour des scénarios plus avancés, React fournit deux API puissantes : requestAnimationFrame et flushSync. Ces API vous permettent d'affiner le moment des mises à jour d'état et de contrôler quand les nouveaux rendus se produisent.

1. requestAnimationFrame

requestAnimationFrame est une API du navigateur qui planifie l'exécution d'une fonction avant le prochain rafraîchissement de l'écran (repaint). Elle est souvent utilisée pour réaliser des animations et d'autres mises à jour visuelles de manière fluide et efficace. Dans React, vous pouvez utiliser requestAnimationFrame pour regrouper les mises à jour d'état et vous assurer qu'elles sont synchronisées avec le cycle de rendu du navigateur.

            
function MyComponent() {
  const [position, setPosition] = React.useState(0);

  React.useEffect(() => {
    const animate = () => {
      requestAnimationFrame(() => {
        setPosition((prevPosition) => prevPosition + 1);
        animate();
      });
    };

    animate();
  }, []);

  return (
    <div style={{ transform: `translateX(${position}px)` }}>
      Élément en mouvement
    </div>
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

Dans cet exemple, requestAnimationFrame est utilisé pour mettre à jour en continu la variable d'état position, créant une animation fluide. En utilisant requestAnimationFrame, les mises à jour sont synchronisées avec le cycle de rendu du navigateur, ce qui évite les animations saccadées et garantit des performances optimales.

2. flushSync

flushSync est une API de React qui force une mise à jour synchrone et immédiate du DOM. Elle est généralement utilisée dans de rares cas où vous devez vous assurer qu'une mise à jour d'état est immédiatement reflétée dans l'interface utilisateur, comme lors de l'interaction avec des bibliothèques externes ou lors de l'exécution de mises à jour critiques de l'UI. Utilisez-la avec parcimonie car elle peut annuler les avantages de performance du batching.

            
import { flushSync } from 'react-dom';

function MyComponent() {
  const [text, setText] = React.useState('');

  const handleChange = (e) => {
    const value = e.target.value;
    flushSync(() => {
      setText(value);
    });
    // Effectuer d'autres opérations synchrones qui dépendent du texte mis à jour
    console.log('Text updated synchronously:', value);
  };

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

            

              
                Copy
              
            
          

Dans cet exemple, flushSync est utilisé pour mettre à jour immédiatement la variable d'état text chaque fois que l'entrée change. Cela garantit que toutes les opérations synchrones ultérieures qui dépendent du texte mis à jour auront accès à la valeur correcte. Il est important d'utiliser flushSync judicieusement, car il peut perturber le mécanisme de batching de React et potentiellement entraîner des problèmes de performance en cas d'utilisation excessive.

Exemples concrets : Plateforme E-commerce mondiale et Tableaux de bord financiers

Pour illustrer l'importance du batching de React et des stratégies d'optimisation, examinons deux exemples concrets :

1. Plateforme E-commerce mondiale

Une plateforme e-commerce mondiale gère un volume massif d'interactions utilisateur, y compris la navigation de produits, l'ajout d'articles au panier et la finalisation des achats. Sans une optimisation adéquate, les mises à jour d'état liées aux totaux du panier, à la disponibilité des produits et aux frais de port peuvent déclencher de nombreux nouveaux rendus, entraînant une expérience utilisateur lente, en particulier pour les utilisateurs avec des connexions Internet plus lentes dans les marchés émergents. En mettant en œuvre le batching de React et des techniques comme le debouncing pour les requêtes de recherche et le throttling pour les mises à jour du total du panier, la plateforme peut améliorer considérablement les performances et la réactivité, garantissant une expérience d'achat fluide pour les utilisateurs du monde entier.

2. Tableau de bord financier

Un tableau de bord financier affiche des données de marché en temps réel, les performances du portefeuille et l'historique des transactions. Le tableau de bord doit se mettre à jour fréquemment pour refléter les dernières conditions du marché. Cependant, des nouveaux rendus excessifs peuvent conduire à une interface saccadée et peu réactive. En tirant parti de techniques comme useMemo pour mémoïser les calculs coûteux et requestAnimationFrame pour synchroniser les mises à jour avec le cycle de rendu du navigateur, le tableau de bord peut maintenir une expérience utilisateur fluide, même avec des mises à jour de données à haute fréquence. De plus, les événements envoyés par le serveur (SSE), souvent utilisés pour le streaming de données financières, bénéficient grandement des capacités de batching automatique de React 18. Les mises à jour reçues via SSE sont automatiquement regroupées, évitant ainsi les nouveaux rendus inutiles.

Conclusion

Le batching de React est une technique d'optimisation fondamentale qui peut améliorer considérablement les performances de vos applications. En comprenant comment fonctionne le batching et en mettant en œuvre des stratégies d'optimisation efficaces, vous pouvez créer des interfaces utilisateur performantes et réactives qui offrent une excellente expérience utilisateur, quelle que soit la complexité de votre application ou la localisation de vos utilisateurs. Du batching automatique de React 18 aux techniques avancées comme requestAnimationFrame et flushSync, React fournit un riche ensemble d'outils pour affiner les mises à jour d'état et maximiser les performances. En surveillant et en optimisant continuellement vos applications React, vous pouvez vous assurer qu'elles restent rapides, réactives et agréables à utiliser pour les utilisateurs du monde entier.