Batching React : Optimisation des mises à jour d'état pour la performance

Dans le paysage en constante évolution du développement web, l'optimisation des performances des applications est primordiale. React, une bibliothèque JavaScript de premier plan pour la création d'interfaces utilisateur, offre plusieurs mécanismes pour améliorer l'efficacité. L'un de ces mécanismes, qui fonctionne souvent en coulisses, est le batching. Cet article propose une exploration complète du batching React, de ses avantages, de ses limites et des techniques avancées pour optimiser les mises à jour d'état afin d'offrir une expérience utilisateur plus fluide et plus réactive.

Qu'est-ce que le batching React ?

Le batching React est une technique d'optimisation des performances où React regroupe plusieurs mises à jour d'état en un seul nouveau rendu (re-render). Cela signifie qu'au lieu de redessiner le composant plusieurs fois pour chaque changement d'état, React attend que toutes les mises à jour d'état soient terminées, puis effectue une seule mise à jour. Cela réduit considérablement le nombre de nouveaux rendus, ce qui se traduit par une amélioration des performances et une interface utilisateur plus réactive.

Avant React 18, le batching ne se produisait que dans les gestionnaires d'événements React. Les mises à jour d'état en dehors de ces gestionnaires, comme celles dans setTimeout, les promesses ou les gestionnaires d'événements natifs, n'étaient pas regroupées. Cela entraînait souvent des rendus inattendus et des goulots d'étranglement au niveau des performances.

Avec l'introduction du batching automatique dans React 18, cette limitation a été surmontée. React regroupe désormais automatiquement les mises à jour d'état dans davantage de scénarios, notamment :

• Les gestionnaires d'événements React (par ex., onClick, onChange)
• Les fonctions JavaScript asynchrones (par ex., setTimeout, Promise.then)
• Les gestionnaires d'événements natifs (par ex., les écouteurs d'événements attachés directement aux éléments du DOM)

Les avantages du batching React

Les avantages du batching React sont significatifs et ont un impact direct sur l'expérience utilisateur :

• Amélioration des performances : La réduction du nombre de nouveaux rendus minimise le temps passé à mettre à jour le DOM, ce qui se traduit par un rendu plus rapide et une interface utilisateur plus réactive.
• Réduction de la consommation de ressources : Moins de nouveaux rendus se traduisent par une utilisation moindre du processeur et de la mémoire, ce qui prolonge l'autonomie de la batterie pour les appareils mobiles et réduit les coûts de serveur pour les applications avec rendu côté serveur.
• Expérience utilisateur améliorée : Une interface utilisateur plus fluide et plus réactive contribue à une meilleure expérience utilisateur globale, donnant à l'application une apparence plus soignée et professionnelle.
• Code simplifié : Le batching automatique simplifie le développement en éliminant le besoin de techniques d'optimisation manuelles, permettant aux développeurs de se concentrer sur la création de fonctionnalités plutôt que sur le réglage fin des performances.

Comment fonctionne le batching React

Le mécanisme de batching de React est intégré à son processus de réconciliation. Lorsqu'une mise à jour d'état est déclenchée, React ne redessine pas immédiatement le composant. Au lieu de cela, il ajoute la mise à jour à une file d'attente. Si plusieurs mises à jour se produisent dans un court laps de temps, React les consolide en une seule mise à jour. Cette mise à jour consolidée est ensuite utilisée pour redessiner le composant une seule fois, reflétant tous les changements en un seul passage.

Considérons un exemple simple :

            
import React, { useState } from 'react';

function ExampleComponent() {
  const [count1, setCount1] = useState(0);
  const [count2, setCount2] = useState(0);

  const handleClick = () => {
    setCount1(count1 + 1);
    setCount2(count2 + 1);
  };

  console.log('Component re-rendered');

  return (
    <div>
      <p>Count 1: {count1}</p>
      <p>Count 2: {count2}</p>
      <button onClick={handleClick}>Increment Both</button>
    </div>
  );
}

export default ExampleComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

Dans cet exemple, lorsque le bouton est cliqué, setCount1 et setCount2 sont appelés dans le même gestionnaire d'événements. React regroupera ces deux mises à jour d'état et ne redessinera le composant qu'une seule fois. Vous ne verrez "Component re-rendered" enregistré dans la console qu'une seule fois par clic, démontrant le batching en action.

Mises à jour non groupées : Quand le batching ne s'applique pas

Bien que React 18 ait introduit le batching automatique pour la plupart des scénarios, il existe des situations où vous pourriez vouloir contourner le batching et forcer React à mettre à jour le composant immédiatement. C'est généralement nécessaire lorsque vous avez besoin de lire la valeur mise à jour du DOM immédiatement après une mise à jour d'état.

React fournit l'API flushSync à cet effet. flushSync force React à vider de manière synchrone toutes les mises à jour en attente et à mettre à jour immédiatement le DOM.

Voici un exemple :

            
import React, { useState } from 'react';
import { flushSync } from 'react-dom';

function ExampleComponent() {
  const [text, setText] = useState('');

  const handleChange = (event) => {
    flushSync(() => {
      setText(event.target.value);
    });
    console.log('Input value after update:', event.target.value);
  };

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

export default ExampleComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

Dans cet exemple, flushSync est utilisé pour s'assurer que l'état text est mis à jour immédiatement après le changement de la valeur de l'input. Cela vous permet de lire la valeur mise à jour dans la fonction handleChange sans attendre le prochain cycle de rendu. Cependant, utilisez flushSync avec parcimonie car cela peut avoir un impact négatif sur les performances.

Techniques d'optimisation avancées

Bien que le batching React offre une amélioration significative des performances, il existe des techniques d'optimisation supplémentaires que vous pouvez employer pour améliorer davantage les performances de votre application.

1. Utiliser les mises à jour fonctionnelles

Lors de la mise à jour d'un état en fonction de sa valeur précédente, il est recommandé d'utiliser des mises à jour fonctionnelles. Les mises à jour fonctionnelles garantissent que vous travaillez avec la valeur d'état la plus récente, en particulier dans les scénarios impliquant des opérations asynchrones ou des mises à jour groupées.

Au lieu de :

            
setCount(count + 1);

            

              
                Copy
              
            
          

Utilisez :

            
setCount((prevCount) => prevCount + 1);

            

              
                Copy
              
            
          

Les mises à jour fonctionnelles préviennent les problèmes liés aux fermetures (closures) obsolètes et garantissent des mises à jour d'état précises.

2. Immuabilité

Traiter l'état comme immuable est crucial pour un rendu efficace dans React. Lorsque l'état est immuable, React peut déterminer rapidement si un composant a besoin d'être redessiné en comparant les références des anciennes et nouvelles valeurs d'état. Si les références sont différentes, React sait que l'état a changé et qu'un nouveau rendu est nécessaire. Si les références sont les mêmes, React peut sauter le nouveau rendu, économisant ainsi un temps de traitement précieux.

Lorsque vous travaillez avec des objets ou des tableaux, évitez de modifier directement l'état existant. Créez plutôt une nouvelle copie de l'objet ou du tableau avec les modifications souhaitées.

Par exemple, au lieu de :

            
const updatedItems = items;
updatedItems.push(newItem);
setItems(updatedItems);

            

              
                Copy
              
            
          

Utilisez :

            
setItems([...items, newItem]);

            

              
                Copy
              
            
          

L'opérateur de décomposition (...) crée un nouveau tableau avec les éléments existants et le nouvel élément ajouté à la fin.

3. Mémoïsation

La mémoïsation est une technique d'optimisation puissante qui consiste à mettre en cache les résultats d'appels de fonctions coûteuses et à retourner le résultat mis en cache lorsque les mêmes entrées se présentent à nouveau. React fournit plusieurs outils de mémoïsation, notamment React.memo, useMemo et useCallback.

• React.memo: C'est un composant d'ordre supérieur (higher-order component) qui mémoïse un composant fonctionnel. Il empêche le composant de se redessiner si ses props n'ont pas changé.
• useMemo: Ce hook mémoïse le résultat d'une fonction. Il ne recalcule la valeur que lorsque ses dépendances changent.
• useCallback: Ce hook mémoïse une fonction elle-même. Il retourne une version mémoïsée de la fonction qui ne change que lorsque ses dépendances changent. C'est particulièrement utile pour passer des callbacks à des composants enfants, évitant ainsi des rendus inutiles.

Voici un exemple d'utilisation de React.memo :

            
import React from 'react';

const MyComponent = React.memo(({ data }) => {
  console.log('MyComponent re-rendered');
  return <div>{data.name}</div>;
});

export default MyComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

Dans cet exemple, MyComponent ne sera redessiné que si la prop data change.

4. Division du code (Code Splitting)

La division du code est la pratique consistant à diviser votre application en plus petits morceaux (chunks) qui peuvent être chargés à la demande. Cela réduit le temps de chargement initial et améliore les performances globales de votre application. React offre plusieurs façons d'implémenter la division du code, notamment les importations dynamiques et les composants React.lazy et Suspense.

Voici un exemple d'utilisation de React.lazy et Suspense :

            
import React, { Suspense } from 'react';

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

function App() {
  return (
    <Suspense fallback={<div>Loading...</div>}>
      <MyComponent />
    </Suspense>
  );
}

export default App;

            

              
                Copy
              
            
          

Dans cet exemple, MyComponent est chargé de manière asynchrone à l'aide de React.lazy. Le composant Suspense affiche une interface utilisateur de secours pendant le chargement du composant.

5. Virtualisation

La virtualisation est une technique pour rendre efficacement de grandes listes ou de grands tableaux. Au lieu de rendre tous les éléments en une seule fois, la virtualisation ne rend que les éléments actuellement visibles à l'écran. Au fur et à mesure que l'utilisateur fait défiler, de nouveaux éléments sont rendus et les anciens sont retirés du DOM.

Des bibliothèques comme react-virtualized et react-window fournissent des composants pour implémenter la virtualisation dans les applications React.

6. Debouncing et Throttling

Le debouncing et le throttling sont des techniques pour limiter la fréquence à laquelle une fonction est exécutée. Le debouncing retarde l'exécution d'une fonction jusqu'à ce qu'une certaine période d'inactivité soit passée. Le throttling exécute une fonction au plus une fois pendant une période de temps donnée.

Ces techniques sont particulièrement utiles pour gérer des événements qui se déclenchent rapidement, tels que les événements de défilement, de redimensionnement et de saisie (input). En appliquant le debouncing ou le throttling à ces événements, vous pouvez éviter des rendus excessifs et améliorer les performances.

Par exemple, vous pouvez utiliser la fonction lodash.debounce pour appliquer un debounce à un événement d'input :

            
import React, { useState, useCallback } from 'react';
import debounce from 'lodash.debounce';

function ExampleComponent() {
  const [text, setText] = useState('');

  const handleChange = useCallback(
    debounce((event) => {
      setText(event.target.value);
    }, 300),
    []
  );

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

export default ExampleComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

Dans cet exemple, la fonction handleChange est "debounced" avec un délai de 300 millisecondes. Cela signifie que la fonction setText ne sera appelée que lorsque l'utilisateur aura cessé de taper pendant 300 millisecondes.

Exemples concrets et études de cas

Pour illustrer l'impact pratique du batching React et des techniques d'optimisation, considérons quelques exemples concrets :

• Site e-commerce : Un site e-commerce avec une page de liste de produits complexe peut bénéficier de manière significative du batching. La mise à jour simultanée de plusieurs filtres (par ex., fourchette de prix, marque, évaluation) peut déclencher plusieurs mises à jour d'état. Le batching garantit que ces mises à jour sont consolidées en un seul nouveau rendu, améliorant ainsi la réactivité de la liste de produits.
• Tableau de bord en temps réel : Un tableau de bord en temps réel affichant des données fréquemment mises à jour peut tirer parti du batching pour optimiser les performances. En regroupant les mises à jour du flux de données, le tableau de bord peut éviter les rendus inutiles et maintenir une interface utilisateur fluide et réactive.
• Formulaire interactif : Un formulaire complexe avec plusieurs champs de saisie et règles de validation peut également bénéficier du batching. La mise à jour simultanée de plusieurs champs de formulaire peut déclencher plusieurs mises à jour d'état. Le batching garantit que ces mises à jour sont consolidées en un seul nouveau rendu, améliorant ainsi la réactivité du formulaire.

Débogage des problèmes de batching

Bien que le batching améliore généralement les performances, il peut y avoir des scénarios où vous devez déboguer des problèmes liés au batching. Voici quelques conseils pour déboguer les problèmes de batching :

• Utilisez les React DevTools : Les React DevTools vous permettent d'inspecter l'arborescence des composants et de surveiller les nouveaux rendus. Cela peut vous aider à identifier les composants qui se redessinent inutilement.
• Utilisez des instructions console.log : L'ajout d'instructions console.log dans vos composants peut vous aider à suivre quand ils sont redessinés et ce qui déclenche les rendus.
• Utilisez la bibliothèque why-did-you-update : Cette bibliothèque vous aide à identifier pourquoi un composant est redessiné en comparant les props et les valeurs d'état précédentes et actuelles.
• Vérifiez les mises à jour d'état inutiles : Assurez-vous de ne pas mettre à jour l'état inutilement. Par exemple, évitez de mettre à jour l'état avec la même valeur ou de mettre à jour l'état à chaque cycle de rendu.
• Envisagez d'utiliser flushSync : Si vous soupçonnez que le batching cause des problèmes, essayez d'utiliser flushSync pour forcer React à mettre à jour le composant immédiatement. Cependant, utilisez flushSync avec parcimonie car cela peut avoir un impact négatif sur les performances.

Meilleures pratiques pour l'optimisation des mises à jour d'état

En résumé, voici quelques meilleures pratiques pour optimiser les mises à jour d'état dans React :

• Comprendre le batching React : Soyez conscient du fonctionnement du batching React, de ses avantages et de ses limites.
• Utiliser les mises à jour fonctionnelles : Utilisez des mises à jour fonctionnelles lorsque vous mettez à jour l'état en fonction de sa valeur précédente.
• Traiter l'état comme immuable : Traitez l'état comme immuable et évitez de modifier directement les valeurs d'état existantes.
• Utiliser la mémoïsation : Utilisez React.memo, useMemo et useCallback pour mémoïser les composants et les appels de fonction.
• Implémenter la division du code : Implémentez la division du code pour réduire le temps de chargement initial de votre application.
• Utiliser la virtualisation : Utilisez la virtualisation pour rendre efficacement les grandes listes et les grands tableaux.
• Appliquer le Debounce et le Throttle aux événements : Appliquez le debounce et le throttle aux événements qui se déclenchent rapidement pour éviter les rendus excessifs.
• Profiler votre application : Utilisez le Profiler de React pour identifier les goulots d'étranglement des performances et optimiser votre code en conséquence.

Conclusion

Le batching React est une technique d'optimisation puissante qui peut améliorer considérablement les performances de vos applications React. En comprenant comment fonctionne le batching et en employant des techniques d'optimisation supplémentaires, vous pouvez offrir une expérience utilisateur plus fluide, plus réactive et plus agréable. Adoptez ces principes et visez une amélioration continue dans vos pratiques de développement React.

En suivant ces directives et en surveillant continuellement les performances de votre application, vous can créer des applications React qui sont à la fois efficaces et agréables à utiliser pour un public mondial.