Mode Concurrent de React et Time Slicing : Allocation du Budget de Temps de Rendu

Le Mode Concurrent de React est une fonctionnalité révolutionnaire qui débloque un nouveau niveau de réactivité et de performance dans les applications React. Au cœur du Mode Concurrent se trouve le concept de time slicing (découpage temporel), qui permet à React de diviser les tâches de rendu longues en morceaux plus petits et plus gérables. Cet article de blog explorera en détail les subtilités du time slicing, son allocation de budget de temps de rendu, et comment il contribue à une expérience utilisateur considérablement améliorée.

Comprendre la nécessité du Mode Concurrent

Le React traditionnel fonctionne de manière synchrone. Lorsqu'un composant se met à jour, React bloque le thread principal jusqu'à ce que l'arborescence complète des composants soit re-rendue. Cela peut entraîner des retards notables, en particulier dans les applications complexes avec de nombreux composants ou une logique de rendu intensive en calcul. Ces retards peuvent se manifester par :

• Animations saccadées : Les animations semblent hachées et irrégulières car le navigateur est bloqué pendant le rendu.
• Interface utilisateur non réactive : L'application ne répond plus aux entrées de l'utilisateur (clics, frappes au clavier) pendant que React effectue le rendu.
• Mauvaise performance perçue : Les utilisateurs perçoivent l'application comme lente et poussive, même si la récupération des données sous-jacente est rapide.

Le Mode Concurrent résout ces problèmes en permettant à React de fonctionner de manière asynchrone, ce qui lui permet d'entrelacer les tâches de rendu avec d'autres opérations, comme la gestion des entrées utilisateur ou la mise à jour de l'interface. Le time slicing est un mécanisme clé qui rend cela possible.

Qu'est-ce que le Time Slicing ?

Le time slicing, également connu sous le nom de multitâche coopératif, est une technique où une tâche de longue durée est divisée en unités de travail plus petites. L'architecture Fiber de React, qui constitue la base du Mode Concurrent, permet à React de mettre en pause, de reprendre et même d'abandonner le travail de rendu selon les besoins. Au lieu de bloquer le thread principal pendant toute la durée d'une mise à jour de rendu, React peut périodiquement rendre le contrôle au navigateur, lui permettant de gérer d'autres événements et de maintenir une interface utilisateur réactive.

Imaginez que vous peignez une grande fresque murale. Au lieu d'essayer de peindre toute la fresque en une seule session continue, vous la divisez en petites sections et travaillez sur chaque section pendant une courte période. Cela vous permet de faire des pauses, de répondre aux questions des passants et de vous assurer que la fresque progresse sans vous submerger. De même, React divise les tâches de rendu en petites tranches et les entrelace avec d'autres activités du navigateur.

Allocation du Budget de Temps de Rendu

Un aspect crucial du time slicing est l'allocation d'un budget de temps de rendu. Il s'agit du temps que React est autorisé à passer à effectuer le rendu avant de rendre le contrôle au navigateur. Le navigateur a alors l'occasion de gérer les entrées utilisateur, de mettre à jour l'écran et d'effectuer d'autres tâches. Une fois que le navigateur a eu son tour, React peut reprendre le rendu là où il s'était arrêté, en utilisant une autre tranche de son budget de temps alloué.

Le budget de temps spécifique alloué à React est déterminé par le navigateur et les ressources disponibles. React vise à être un bon citoyen et à éviter de monopoliser le thread principal, garantissant que le navigateur reste réactif aux interactions de l'utilisateur.

Comment React Gère le Budget de Temps

React utilise l'API `requestIdleCallback` (ou un polyfill similaire pour les navigateurs plus anciens) pour planifier le travail de rendu. `requestIdleCallback` permet à React d'effectuer des tâches en arrière-plan lorsque le navigateur est inactif, c'est-à-dire qu'il n'est pas occupé à gérer les entrées de l'utilisateur ou à effectuer d'autres opérations critiques. Le rappel fourni à `requestIdleCallback` reçoit un objet `deadline`, qui indique le temps restant dans la période d'inactivité en cours. React utilise cette échéance pour déterminer la quantité de travail de rendu qu'il peut effectuer avant de rendre le contrôle au navigateur.

Voici une illustration simplifiée de la façon dont React pourrait gérer le budget de temps :

1. React planifie le travail de rendu en utilisant `requestIdleCallback`.
2. Lorsque `requestIdleCallback` est exécuté, React reçoit un objet `deadline`.
3. React commence le rendu des composants.
4. Pendant le rendu, React vérifie l'objet `deadline` pour voir combien de temps il reste.
5. Si React manque de temps (c'est-à-dire que l'échéance est atteinte), il met le rendu en pause et rend le contrôle au navigateur.
6. Le navigateur gère les entrées de l'utilisateur, met à jour l'écran, etc.
7. Lorsque le navigateur est de nouveau inactif, React reprend le rendu là où il s'était arrêté, en utilisant une autre tranche de son budget de temps alloué.
8. Ce processus se poursuit jusqu'à ce que tous les composants aient été rendus.

Avantages du Time Slicing

Le time slicing offre plusieurs avantages significatifs pour les applications React :

• Réactivité Améliorée : En divisant les tâches de rendu en petits morceaux et en les entrelaçant avec d'autres opérations, le time slicing empêche l'interface utilisateur de devenir non réactive pendant les mises à jour de longue durée. Les utilisateurs peuvent continuer à interagir avec l'application de manière fluide, même pendant que React effectue le rendu en arrière-plan.
• Performance Perçue Améliorée : Même si le temps de rendu total reste le même, le time slicing peut donner l'impression que l'application est beaucoup plus rapide. En permettant au navigateur de mettre à jour l'écran plus fréquemment, React peut fournir un retour visuel à l'utilisateur plus rapidement, créant l'illusion d'une application plus réactive.
• Meilleure Expérience Utilisateur : La combinaison d'une réactivité améliorée et d'une performance perçue accrue conduit à une expérience utilisateur nettement meilleure. Les utilisateurs sont moins susceptibles de ressentir de la frustration ou de l'agacement en raison de retards ou d'un manque de réactivité.
• Priorisation des Mises à Jour Importantes : Le Mode Concurrent permet à React de prioriser les mises à jour importantes, telles que celles liées aux entrées de l'utilisateur. Cela garantit que l'interface utilisateur reste réactive aux interactions de l'utilisateur, même lorsque d'autres mises à jour moins critiques sont en cours.

Comment Tirer Parti du Time Slicing dans Vos Applications React

Pour tirer parti du time slicing, vous devez activer le Mode Concurrent dans votre application React. Cela peut être fait en utilisant les API appropriées pour créer une racine :

Pour React 18 et versions ultérieures :

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

const container = document.getElementById('root');
const root = createRoot(container); // Créer une racine
root.render(<App />);

            

              
                Copy
              
            
          

Pour React 17 et versions antérieures (en utilisant le point d'entrée `react-dom/unstable_concurrentMode`) :

            import ReactDOM from 'react-dom';

ReactDOM.unstable_createRoot(document.getElementById('root')).render(<App />);

            

              
                Copy
              
            
          

Une fois le Mode Concurrent activé, React appliquera automatiquement le time slicing aux mises à jour de rendu. Cependant, il y a quelques étapes supplémentaires que vous pouvez suivre pour optimiser davantage votre application pour le Mode Concurrent :

1. Adoptez Suspense

Suspense est un composant React intégré qui vous permet de gérer avec élégance les opérations asynchrones, telles que la récupération de données. Lorsqu'un composant enveloppé dans Suspense tente de rendre des données qui ne sont pas encore disponibles, Suspense suspendra le processus de rendu et affichera une interface de secours (par exemple, un spinner de chargement). Une fois les données disponibles, Suspense reprendra automatiquement le rendu du composant.

Suspense fonctionne de manière transparente avec le Mode Concurrent, permettant à React de prioriser le rendu d'autres parties de l'application en attendant le chargement des données. Cela peut améliorer considérablement l'expérience utilisateur en empêchant le blocage de toute l'interface utilisateur pendant l'attente des données.

Exemple :

            import React, { Suspense } from 'react';

const ProfileDetails = React.lazy(() => import('./ProfileDetails')); // Chargement différé du composant

function MyComponent() {
 return (
 <Suspense fallback={<div>Chargement du profil...</div>}>
 <ProfileDetails />
 </Suspense>
 );
}

export default MyComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

Dans cet exemple, le composant `ProfileDetails` est chargé de manière différée (lazy loading) en utilisant `React.lazy`. Cela signifie que le composant ne sera chargé que lorsqu'il sera réellement nécessaire. Le composant `Suspense` enveloppe `ProfileDetails` et affiche un message de chargement pendant que le composant est chargé. Cela empêche l'ensemble de l'application de se bloquer en attendant le chargement du composant.

2. Utilisez les Transitions

Les Transitions sont un mécanisme pour marquer les mises à jour comme non urgentes. Lorsque vous enveloppez une mise à jour dans `useTransition`, React donnera la priorité aux mises à jour urgentes (telles que celles liées aux entrées de l'utilisateur) par rapport à la mise à jour de la transition. Cela vous permet de différer les mises à jour non critiques jusqu'à ce que le navigateur ait le temps de les traiter sans bloquer l'interface utilisateur.

Les transitions sont particulièrement utiles pour les mises à jour qui peuvent déclencher un rendu gourmand en calcul, comme le filtrage d'une grande liste ou la mise à jour d'un graphique complexe. En marquant ces mises à jour comme non urgentes, vous pouvez vous assurer que l'interface utilisateur reste réactive aux interactions de l'utilisateur, même pendant que les mises à jour sont en cours.

Exemple :

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

function MyComponent() {
 const [query, setQuery] = useState('');
 const [list, setList] = useState(initialList);
 const [isPending, startTransition] = useTransition();

 const handleChange = (e) => {
 const newQuery = e.target.value;
 setQuery(newQuery);

 startTransition(() => {
 // Filtrer la liste en fonction de la requête
 setList(initialList.filter(item => item.toLowerCase().includes(newQuery.toLowerCase())));
 });
 };

 return (
 <div>
 <input type="text" value={query} onChange={handleChange} />
 {isPending ? <p>Filtrage en cours...</p> : null}
 <ul>
 {list.map(item => (<li key={item}>{item}</li>))}
 </ul>
 </div>
 );
}

export default MyComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

Dans cet exemple, la fonction `handleChange` filtre une liste en fonction de l'entrée de l'utilisateur. La fonction `startTransition` est utilisée pour envelopper l'appel `setList`, marquant la mise à jour comme non urgente. Cela permet à React de prioriser d'autres mises à jour, comme la mise à jour du champ de saisie, par rapport au filtrage de la liste. La variable d'état `isPending` indique si la transition est actuellement en cours, vous permettant d'afficher un indicateur de chargement.

3. Optimisez le Rendu des Composants

Même avec le time slicing, il est toujours important d'optimiser le rendu de vos composants pour minimiser la quantité de travail que React doit effectuer. Voici quelques stratégies pour optimiser le rendu des composants :

• Mémoïsation : Utilisez `React.memo` ou `useMemo` pour empêcher les composants de se re-rendre inutilement.
• Code Splitting (Fractionnement du code) : Divisez votre application en petits morceaux et chargez-les à la demande en utilisant `React.lazy` et `Suspense`.
• Virtualisation : Utilisez des bibliothèques comme `react-window` ou `react-virtualized` pour rendre efficacement de grandes listes et tableaux.
• Structures de Données Efficaces : Utilisez des structures de données efficaces (par exemple, Maps, Sets) pour améliorer les performances des opérations de manipulation de données.

4. Profilez Votre Application

Utilisez le React Profiler pour identifier les goulots d'étranglement de performance dans votre application. Le Profiler vous permet d'enregistrer le temps de rendu de chaque composant et d'identifier les domaines où vous pouvez améliorer les performances.

Considérations et Inconvénients Potentiels

Bien que le Mode Concurrent et le time slicing offrent des avantages significatifs, il y a aussi quelques considérations et inconvénients potentiels à garder à l'esprit :

• Complexité Accrue : Le Mode Concurrent peut ajouter de la complexité à votre application, surtout si vous n'êtes pas familier avec les concepts de programmation asynchrone.
• Problèmes de Compatibilité : Certaines bibliothèques et composants plus anciens peuvent ne pas être entièrement compatibles avec le Mode Concurrent. Vous devrez peut-être mettre à jour ou remplacer ces bibliothèques pour vous assurer que votre application fonctionne correctement.
• Défis de Débogage : Le débogage de code asynchrone peut être plus difficile que le débogage de code synchrone. Vous pourriez avoir besoin d'utiliser des outils de débogage spécialisés pour comprendre le flux d'exécution dans votre application.
• Potentiel de Saccades : Dans de rares cas, le time slicing peut entraîner un léger effet de saccade si React met constamment en pause et reprend le rendu. Cela peut généralement être atténué en optimisant le rendu des composants et en utilisant les transitions de manière appropriée.

Exemples et Cas d'Utilisation Concrets

Le time slicing est particulièrement bénéfique dans les applications présentant les caractéristiques suivantes :

• Interfaces Utilisateur Complexes : Applications avec de grandes arborescences de composants ou une logique de rendu gourmande en calcul.
• Mises à Jour Fréquentes : Applications nécessitant des mises à jour fréquentes de l'interface utilisateur, telles que les tableaux de bord en temps réel ou les visualisations interactives.
• Connexions Réseau Lentes : Applications qui doivent gérer avec élégance les connexions réseau lentes.
• Grands Ensembles de Données : Applications qui doivent afficher et manipuler de grands ensembles de données.

Voici quelques exemples spécifiques de la manière dont le time slicing peut être utilisé dans des applications réelles :

• Sites de commerce électronique : Améliorer la réactivité des listes de produits et des résultats de recherche en différant les mises à jour moins critiques.
• Plateformes de médias sociaux : S'assurer que l'interface utilisateur reste réactive aux interactions de l'utilisateur tout en chargeant de nouvelles publications et de nouveaux commentaires.
• Applications de cartographie : Rendre de manière fluide des cartes complexes et des données géographiques en divisant les tâches de rendu en plus petits morceaux.
• Tableaux de bord financiers : Fournir des mises à jour en temps réel des données financières sans bloquer l'interface utilisateur.
• Outils d'édition collaborative : Permettre à plusieurs utilisateurs de modifier des documents simultanément sans subir de décalage ou de manque de réactivité.

Conclusion

La fonctionnalité de time slicing du Mode Concurrent de React est un outil puissant pour améliorer la réactivité et la performance perçue des applications React. En divisant les tâches de rendu en plus petits morceaux et en les entrelaçant avec d'autres opérations, le time slicing empêche l'interface utilisateur de devenir non réactive pendant les mises à jour de longue durée. En adoptant Suspense, les Transitions et d'autres techniques d'optimisation, vous pouvez libérer tout le potentiel du Mode Concurrent et créer une expérience utilisateur nettement meilleure.

Bien que le Mode Concurrent puisse ajouter de la complexité à votre application, les avantages qu'il offre en termes de performance et d'expérience utilisateur en valent largement l'effort. À mesure que React continue d'évoluer, le Mode Concurrent deviendra probablement une partie de plus en plus importante de l'écosystème React. Comprendre le time slicing et son allocation de budget de temps de rendu est essentiel pour créer des applications React performantes et réactives qui offrent une expérience utilisateur agréable à un public mondial, des métropoles animées comme Tokyo, au Japon, aux zones reculées à faible bande passante dans des pays comme la Mongolie. Que vos utilisateurs soient sur des ordinateurs de bureau haut de gamme ou des appareils mobiles peu puissants, le Mode Concurrent peut vous aider à fournir une expérience fluide et réactive.