Planification des ressources du Mode Concurrent de React : Gestion des tâches tenant compte de la mémoire

Le Mode Concurrent de React est un ensemble de nouvelles fonctionnalités dans React qui aide les développeurs à créer des interfaces utilisateur plus réactives et performantes. En son cœur se trouve un mécanisme sophistiqué de planification des ressources qui gère l'exécution de différentes tâches, en priorisant les interactions utilisateur et en garantissant une expérience fluide même sous une charge importante. Cet article explore les subtilités de la planification des ressources du Mode Concurrent de React, en se concentrant sur la manière dont il gère la mémoire et priorise les tâches pour offrir des performances optimales à un public mondial.

Comprendre le Mode Concurrent et ses objectifs

Le rendu traditionnel de React est synchrone et bloquant. Cela signifie que lorsque React commence le rendu d'un arbre de composants, il continue jusqu'à ce que l'arbre entier soit rendu, bloquant potentiellement le thread principal et entraînant des mises à jour d'interface utilisateur lentes. Le Mode Concurrent résout cette limitation en introduisant la capacité d'interrompre, de mettre en pause, de reprendre ou même d'abandonner des tâches de rendu. Cela permet à React d'entrelacer le rendu avec d'autres tâches importantes, telles que la gestion des entrées utilisateur, le dessin des animations et la réponse aux requêtes réseau.

Les objectifs clés du Mode Concurrent sont :

• Réactivité : Maintenir une interface utilisateur fluide et réactive en empêchant les tâches de longue durée de bloquer le thread principal.
• Priorisation : Donner la priorité aux interactions utilisateur (par exemple, la saisie au clavier, le clic) par rapport aux tâches de fond moins urgentes.
• Rendu asynchrone : Décomposer le rendu en unités de travail plus petites et interruptibles.
• Expérience utilisateur améliorée : Offrir une expérience utilisateur plus fluide et transparente, en particulier sur les appareils avec des ressources limitées ou des connexions réseau lentes.

L'architecture Fiber : Le fondement de la concurrence

Le Mode Concurrent est construit sur l'architecture Fiber, qui est une réécriture complète du moteur de rendu interne de React. Fiber représente chaque composant de l'interface utilisateur comme une unité de travail. Contrairement au réconciliateur précédent basé sur une pile, Fiber utilise une structure de données de liste chaînée pour créer un arbre de travail. Cela permet à React de mettre en pause, de reprendre et de prioriser les tâches de rendu en fonction de leur urgence.

Concepts clés de Fiber :

• Nœud Fiber : Représente une unité de travail (par exemple, une instance de composant).
• WorkLoop (Boucle de travail) : Une boucle qui parcourt l'arbre Fiber, effectuant du travail sur chaque nœud Fiber.
• Scheduler (Planificateur) : Détermine quels nœuds Fiber traiter ensuite, en fonction de leur priorité.
• Réconciliation : Le processus de comparaison de l'arbre Fiber actuel avec le précédent pour identifier les changements à appliquer au DOM.

Planification des ressources en Mode Concurrent

Le planificateur de ressources est responsable de la gestion de l'exécution des différentes tâches en Mode Concurrent. Il priorise les tâches en fonction de leur urgence et alloue les ressources (temps CPU, mémoire) en conséquence. Le planificateur utilise diverses techniques pour s'assurer que les tâches les plus importantes sont terminées en premier, tandis que les tâches moins urgentes sont reportées à plus tard.

Priorisation des tâches

Le Mode Concurrent de React utilise un système de planification basé sur les priorités pour déterminer l'ordre dans lequel les tâches sont exécutées. Les tâches se voient attribuer différentes priorités en fonction de leur importance. Les priorités courantes incluent :

• Priorité immédiate : Pour les tâches qui doivent être achevées immédiatement, comme la gestion des entrées utilisateur.
• Priorité bloquante pour l'utilisateur : Pour les tâches qui empêchent l'utilisateur d'interagir avec l'interface, comme la mise à jour de l'UI en réponse à une action de l'utilisateur.
• Priorité normale : Pour les tâches qui ne sont pas critiques en termes de temps, comme le rendu de parties non critiques de l'interface utilisateur.
• Priorité basse : Pour les tâches qui peuvent être reportées à plus tard, comme le pré-rendu de contenu qui n'est pas immédiatement visible.
• Priorité d'inactivité (Idle) : Pour les tâches qui ne sont exécutées que lorsque le navigateur est inactif, comme la récupération de données en arrière-plan.

Le planificateur utilise ces priorités pour déterminer quelles tâches exécuter ensuite. Les tâches ayant des priorités plus élevées sont exécutées avant les tâches ayant des priorités plus faibles. Cela garantit que les tâches les plus importantes sont terminées en premier, même si le système est soumis à une forte charge.

Rendu interruptible

L'une des caractéristiques clés du Mode Concurrent est le rendu interruptible. Cela signifie que le planificateur peut interrompre une tâche de rendu si une tâche de priorité supérieure doit être exécutée. Par exemple, si un utilisateur commence à taper dans un champ de saisie pendant que React effectue le rendu d'un grand arbre de composants, le planificateur peut interrompre la tâche de rendu et gérer d'abord l'entrée utilisateur. Cela garantit que l'interface utilisateur reste réactive, même lorsque React effectue des opérations de rendu complexes.

Lorsqu'une tâche de rendu est interrompue, React sauvegarde l'état actuel de l'arbre Fiber. Lorsque le planificateur reprend la tâche de rendu, il peut continuer là où il s'était arrêté, sans avoir à recommencer depuis le début. Cela améliore considérablement les performances des applications React, en particulier lorsqu'il s'agit d'interfaces utilisateur vastes et complexes.

Découpage temporel (Time Slicing)

Le découpage temporel est une autre technique utilisée par le planificateur de ressources pour améliorer la réactivité des applications React. Le découpage temporel consiste à décomposer les tâches de rendu en plus petits morceaux de travail. Le planificateur alloue ensuite une petite quantité de temps (une "tranche de temps") à chaque morceau de travail. Une fois la tranche de temps expirée, le planificateur vérifie s'il y a des tâches de priorité supérieure à exécuter. Si c'est le cas, le planificateur interrompt la tâche en cours et exécute la tâche de priorité supérieure. Sinon, le planificateur continue la tâche en cours jusqu'à ce qu'elle soit terminée ou qu'une autre tâche de priorité supérieure arrive.

Le découpage temporel empêche les tâches de rendu de longue durée de bloquer le thread principal pendant de longues périodes. Cela aide à maintenir une interface utilisateur fluide et réactive, même lorsque React effectue des opérations de rendu complexes.

Gestion des tâches tenant compte de la mémoire

La planification des ressources en Mode Concurrent de React prend également en compte l'utilisation de la mémoire. React vise à minimiser l'allocation de mémoire et la collecte des déchets (garbage collection) pour améliorer les performances, en particulier sur les appareils aux ressources limitées. Il y parvient grâce à plusieurs stratégies :

Mise en commun d'objets (Object Pooling)

La mise en commun d'objets est une technique qui consiste à réutiliser des objets existants au lieu d'en créer de nouveaux. Cela peut réduire considérablement la quantité de mémoire allouée par les applications React. React utilise la mise en commun d'objets pour les objets fréquemment créés et détruits, tels que les nœuds Fiber et les files d'attente de mise à jour.

Lorsqu'un objet n'est plus nécessaire, il est retourné au pool au lieu d'être collecté par le ramasse-miettes. La prochaine fois qu'un objet de ce type est nécessaire, il est récupéré du pool au lieu d'être créé de toutes pièces. Cela réduit la surcharge de l'allocation de mémoire et de la collecte des déchets, ce qui peut améliorer les performances des applications React.

Sensibilité à la collecte des déchets

Le Mode Concurrent est conçu pour être sensible à la collecte des déchets. Le planificateur tente de planifier les tâches de manière à minimiser l'impact de la collecte des déchets sur les performances. Par exemple, le planificateur peut éviter de créer un grand nombre d'objets à la fois, ce qui peut déclencher un cycle de collecte des déchets. Il tente également d'effectuer le travail par petits morceaux pour réduire l'empreinte mémoire à un moment donné.

Report des tâches non critiques

En priorisant les interactions utilisateur et en reportant les tâches non critiques, React peut réduire la quantité de mémoire utilisée à un moment donné. Les tâches qui ne sont pas immédiatement nécessaires, comme le pré-rendu de contenu non visible pour l'utilisateur, peuvent être reportées à un moment où le système est moins occupé. Cela réduit l'empreinte mémoire de l'application et améliore ses performances globales.

Exemples pratiques et cas d'utilisation

Explorons quelques exemples pratiques de la manière dont la planification des ressources du Mode Concurrent de React peut améliorer l'expérience utilisateur :

Exemple 1 : Gestion des saisies

Imaginez un formulaire avec plusieurs champs de saisie et une logique de validation complexe. Dans une application React traditionnelle, la saisie dans un champ pourrait déclencher une mise à jour synchrone de l'ensemble du formulaire, entraînant un délai notable. Avec le Mode Concurrent, React peut prioriser la gestion des saisies utilisateur, garantissant que l'interface reste réactive même lorsque la logique de validation est complexe. Lorsque l'utilisateur tape, React met immédiatement à jour le champ de saisie. La logique de validation est ensuite exécutée en tant que tâche de fond avec une priorité inférieure, garantissant qu'elle n'interfère pas avec l'expérience de frappe de l'utilisateur. Pour les utilisateurs internationaux saisissant des données avec différents jeux de caractères, cette réactivité est essentielle, en particulier sur les appareils dotés de processeurs moins puissants.

Exemple 2 : Récupération de données

Considérez un tableau de bord qui affiche des données provenant de plusieurs API. Dans une application React traditionnelle, récupérer toutes les données en une seule fois pourrait bloquer l'interface jusqu'à ce que toutes les requêtes soient terminées. Avec le Mode Concurrent, React peut récupérer les données de manière asynchrone et effectuer le rendu de l'interface de manière incrémentielle. Les données les plus importantes peuvent être récupérées et affichées en premier, tandis que les données moins importantes sont récupérées et affichées plus tard. Cela offre un temps de chargement initial plus rapide et une expérience utilisateur plus réactive. Imaginez une application de trading boursier utilisée dans le monde entier. Les traders de différents fuseaux horaires ont besoin de mises à jour de données en temps réel. Le mode concurrent permet d'afficher instantanément les informations boursières critiques, tandis que les analyses de marché moins critiques se chargent en arrière-plan, offrant une expérience réactive même avec des vitesses de réseau variables à l'échelle mondiale.

Exemple 3 : Animation

Les animations peuvent être coûteuses en calcul, entraînant potentiellement des pertes d'images et une expérience utilisateur saccadée. Le Mode Concurrent permet à React de prioriser les animations, garantissant qu'elles sont rendues de manière fluide même lorsque d'autres tâches s'exécutent en arrière-plan. En attribuant une priorité élevée aux tâches d'animation, React s'assure que les images de l'animation sont rendues à temps, offrant une expérience visuellement attrayante. Par exemple, un site de commerce électronique utilisant l'animation pour la transition entre les pages de produits peut garantir une expérience fluide et visuellement agréable pour les acheteurs internationaux, quel que soit leur appareil ou leur emplacement.

Activer le Mode Concurrent

Pour activer le Mode Concurrent dans votre application React, vous devez utiliser l'API `createRoot` au lieu de l'API traditionnelle `ReactDOM.render`. Voici un exemple :

import React from 'react';
import { createRoot } from 'react-dom/client';
import App from './App';

const container = document.getElementById('root');
const root = createRoot(container); // createRoot(container!) si vous utilisez TypeScript
root.render();

Vous devez également vous assurer que vos composants sont compatibles avec le Mode Concurrent. Cela signifie que vos composants doivent être des fonctions pures qui ne dépendent pas d'effets de bord ou d'un état mutable. Si vous utilisez des composants de classe, vous devriez envisager de migrer vers des composants fonctionnels avec des hooks.

Meilleures pratiques pour l'optimisation de la mémoire en Mode Concurrent

Voici quelques meilleures pratiques pour optimiser l'utilisation de la mémoire dans les applications React en Mode Concurrent :

• Évitez les re-rendus inutiles : Utilisez `React.memo` et `useMemo` pour empêcher les composants de se re-rendre lorsque leurs props n'ont pas changé. Cela peut réduire considérablement la quantité de travail que React doit effectuer et améliorer les performances.
• Utilisez le chargement paresseux (lazy loading) : Chargez les composants uniquement lorsqu'ils sont nécessaires. Cela peut réduire le temps de chargement initial de votre application et améliorer sa réactivité.
• Optimisez les images : Utilisez des images optimisées pour réduire la taille de votre application. Cela peut améliorer le temps de chargement et réduire la quantité de mémoire utilisée par votre application.
• Utilisez le fractionnement du code (code splitting) : Divisez votre code en plus petits morceaux qui peuvent être chargés à la demande. Cela peut réduire le temps de chargement initial de votre application et améliorer sa réactivité.
• Évitez les fuites de mémoire : Assurez-vous de nettoyer toutes les ressources que vous utilisez lorsque vos composants sont démontés. Cela peut prévenir les fuites de mémoire et améliorer la stabilité de votre application. Plus précisément, désabonnez-vous des abonnements, annulez les minuteurs et libérez toutes les autres ressources que vous détenez.
• Profilez votre application : Utilisez le React Profiler pour identifier les goulots d'étranglement de performance dans votre application. Cela peut vous aider à identifier les domaines où vous pouvez améliorer les performances et réduire l'utilisation de la mémoire.

Considérations sur l'internationalisation et l'accessibilité

Lors de la création d'applications React pour un public mondial, il est important de prendre en compte l'internationalisation (i18n) et l'accessibilité (a11y). Ces considérations deviennent encore plus importantes lors de l'utilisation du Mode Concurrent, car la nature asynchrone du rendu peut avoir un impact sur l'expérience utilisateur pour les utilisateurs handicapés ou ceux de différentes régions.

Internationalisation

• Utilisez des bibliothèques i18n : Utilisez des bibliothèques comme `react-intl` ou `i18next` pour gérer les traductions et les différentes locales. Assurez-vous que vos traductions sont chargées de manière asynchrone pour éviter de bloquer l'interface utilisateur.
• Formatez les dates et les nombres : Utilisez le formatage approprié pour les dates, les nombres et les devises en fonction de la locale de l'utilisateur.
• Prenez en charge les langues de droite à gauche : Si votre application doit prendre en charge les langues de droite à gauche, assurez-vous que votre mise en page et votre style sont compatibles avec ces langues.
• Tenez compte des différences régionales : Soyez conscient des différences culturelles et adaptez votre contenu et votre design en conséquence. Par exemple, le symbolisme des couleurs, l'imagerie et même l'emplacement des boutons peuvent avoir des significations différentes selon les cultures. Évitez d'utiliser des idiomes ou de l'argot culturellement spécifiques qui pourraient ne pas être compris par tous les utilisateurs. Un exemple simple est le formatage de la date (MM/JJ/AAAA vs JJ/MM/AAAA) qui doit être géré avec soin.

Accessibilité

• Utilisez du HTML sémantique : Utilisez des éléments HTML sémantiques pour donner une structure et un sens à votre contenu. Cela facilite la compréhension de votre application par les lecteurs d'écran et autres technologies d'assistance.
• Fournissez un texte alternatif pour les images : Fournissez toujours un texte alternatif pour les images afin que les utilisateurs malvoyants puissent comprendre le contenu des images.
• Utilisez les attributs ARIA : Utilisez les attributs ARIA pour fournir des informations supplémentaires sur votre application aux technologies d'assistance.
• Assurez l'accessibilité au clavier : Assurez-vous que tous les éléments interactifs de votre application sont accessibles via le clavier.
• Testez avec des technologies d'assistance : Testez votre application avec des lecteurs d'écran et d'autres technologies d'assistance pour vous assurer qu'elle est accessible à tous les utilisateurs. Testez avec des jeux de caractères internationaux pour garantir un rendu correct pour toutes les langues.

Conclusion

La planification des ressources et la gestion des tâches tenant compte de la mémoire du Mode Concurrent de React sont des outils puissants pour créer des interfaces utilisateur performantes et réactives. En priorisant les interactions utilisateur, en reportant les tâches non critiques et en optimisant l'utilisation de la mémoire, vous pouvez créer des applications qui offrent une expérience transparente aux utilisateurs du monde entier, quelles que soient les conditions de leur appareil ou de leur réseau. Adopter ces fonctionnalités améliorera non seulement l'expérience utilisateur, mais contribuera également à un web plus inclusif et accessible pour tous. Alors que React continue d'évoluer, comprendre et tirer parti du Mode Concurrent sera crucial pour créer des applications web modernes et performantes.