Profilage du planificateur React : Révéler l'exécution des tâches pour des performances optimisées

Dans le monde du développement web moderne, offrir une expérience utilisateur fluide et réactive est primordial. React, avec son architecture basée sur les composants et son DOM virtuel, est devenu une pierre angulaire pour la construction d'interfaces utilisateur complexes. Cependant, même avec les optimisations de React, des goulots d'étranglement de performance peuvent survenir, en particulier dans les applications volumineuses et complexes. Comprendre comment React planifie et exécute les tâches est crucial pour identifier et résoudre ces problèmes de performance. Cet article plonge dans le monde du profilage du planificateur React, fournissant un guide complet pour analyser l'exécution des tâches et optimiser vos applications React pour des performances optimales.

Comprendre le planificateur React

Avant de plonger dans les techniques de profilage, établissons une compréhension fondamentale du planificateur React. Le planificateur React est responsable de la gestion de l'exécution du travail au sein d'une application React. Il hiérarchise les tâches, les divise en unités de travail plus petites et les planifie pour être exécutées de manière à minimiser le blocage du thread principal. Cette planification est essentielle pour maintenir une interface utilisateur réactive.

React utilise une architecture de Fibre (Fiber), qui lui permet de décomposer le rendu en unités de travail plus petites et interruptibles. Ces unités sont appelées Fibres, et le planificateur React gère ces Fibres pour s'assurer que les tâches à haute priorité (comme les entrées utilisateur) sont traitées rapidement. Le planificateur utilise une file de priorité pour gérer les Fibres, ce qui lui permet de hiérarchiser les mises à jour en fonction de leur urgence.

Concepts clés :

• Fibre : Une unité de travail représentant une instance de composant.
• Planificateur : Le module responsable de la hiérarchisation et de la planification des Fibres.
• WorkLoop : La fonction qui parcourt l'arborescence des Fibres et effectue les mises à jour.
• File de priorité : Une structure de données utilisée pour gérer les Fibres en fonction de leur priorité.

L'importance du profilage

Le profilage est le processus de mesure et d'analyse des caractéristiques de performance de votre application. Dans le contexte de React, le profilage vous permet de comprendre comment le planificateur React exécute les tâches, d'identifier les opérations de longue durée et de cerner les domaines où l'optimisation peut avoir le plus grand impact. Sans profilage, vous naviguez essentiellement à l'aveugle, en vous fiant à des suppositions pour améliorer les performances.

Imaginez un scénario où votre application subit un décalage notable lorsqu'un utilisateur interagit avec un composant spécifique. Le profilage peut révéler si ce décalage est dû à une opération de rendu complexe au sein de ce composant, à un processus de récupération de données inefficace ou à des rendus excessifs déclenchés par des mises à jour d'état. En identifiant la cause première, vous pouvez concentrer vos efforts d'optimisation sur les domaines qui apporteront les gains de performance les plus significatifs.

Outils pour le profilage du planificateur React

Plusieurs outils puissants sont disponibles pour profiler les applications React et obtenir des informations sur l'exécution des tâches au sein du planificateur React :

1. L'onglet Performance des Chrome DevTools

L'onglet Performance des Chrome DevTools est un outil polyvalent pour profiler divers aspects des applications web, y compris les performances de React. Il fournit une chronologie détaillée de toutes les activités se déroulant dans le navigateur, y compris l'exécution JavaScript, le rendu, l'affichage (painting) et les requêtes réseau. En enregistrant un profil de performance tout en interagissant avec votre application React, vous pouvez identifier les goulots d'étranglement et analyser l'exécution des tâches React.

Comment l'utiliser :

1. Ouvrez les Chrome DevTools (Ctrl+Maj+I ou Cmd+Option+I).
2. Accédez à l'onglet "Performance".
3. Cliquez sur le bouton "Enregistrer" (Record).
4. Interagissez avec votre application React pour déclencher le comportement que vous souhaitez profiler.
5. Cliquez sur le bouton "Arrêter" (Stop) pour arrêter l'enregistrement.
6. Analysez la chronologie générée pour identifier les goulots d'étranglement de performance.

L'onglet Performance offre plusieurs vues pour analyser les données capturées, notamment :

• Graphique de flammes (Flame Chart) : Visualise la pile d'appels des fonctions JavaScript, vous permettant d'identifier les fonctions qui consomment le plus de temps.
• Bottom-Up : Agrège le temps passé dans chaque fonction et ses appelés, vous aidant à identifier les opérations les plus coûteuses.
• Arbre d'appels (Call Tree) : Affiche la pile d'appels dans un format hiérarchique, offrant une vue claire du flux d'exécution.

Dans l'onglet Performance, recherchez les entrées liées à React, telles que "Update" (représentant une mise à jour de composant) ou "Commit" (représentant le rendu final du DOM mis à jour). Ces entrées peuvent fournir des informations précieuses sur le temps passé à rendre les composants.

2. Le profileur des React DevTools

Le profileur des React DevTools est un outil spécialisé conçu spécifiquement pour le profilage des applications React. Il offre une vue plus ciblée des opérations internes de React, facilitant l'identification des problèmes de performance liés au rendu des composants, aux mises à jour d'état et aux changements de props.

Installation :

Le profileur des React DevTools est disponible sous forme d'extension de navigateur pour Chrome, Firefox et Edge. Vous pouvez l'installer depuis le magasin d'extensions de votre navigateur respectif.

Utilisation :

1. Ouvrez le panneau des React DevTools dans votre navigateur.
2. Accédez à l'onglet "Profiler".
3. Cliquez sur le bouton "Enregistrer" (Record).
4. Interagissez avec votre application React pour déclencher le comportement que vous souhaitez profiler.
5. Cliquez sur le bouton "Arrêter" (Stop) pour arrêter l'enregistrement.

Le profileur propose deux vues principales pour analyser les données capturées :

• Flamegraph : Une représentation visuelle de l'arborescence des composants, où chaque barre représente un composant et sa largeur représente le temps passé à rendre ce composant.
• Classée (Ranked) : Une liste de composants classés par le temps qu'ils ont mis à se rendre, vous permettant d'identifier rapidement les composants les plus coûteux.

Le profileur des React DevTools offre également des fonctionnalités pour :

• Mettre en évidence les mises à jour : Met en évidence visuellement les composants qui effectuent un nouveau rendu, vous aidant à identifier les rendus inutiles.
• Inspecter les props et l'état des composants : Examiner les props et l'état des composants pour comprendre pourquoi ils effectuent un nouveau rendu.
• Filtrer les composants : Se concentrer sur des composants spécifiques ou des parties de l'arborescence des composants.

3. Le composant React.Profiler

Le composant React.Profiler est une API intégrée à React qui vous permet de mesurer les performances de rendu de parties spécifiques de votre application. Il fournit un moyen programmatique de collecter des données de profilage sans dépendre d'outils externes.

Utilisation :

Enveloppez les composants que vous souhaitez profiler avec le composant React.Profiler. Fournissez une prop id pour identifier le profileur et une prop onRender, qui est une fonction de rappel qui sera appelée après chaque rendu.

import React from 'react';

function MyComponent() {
  return (
    
      {/* Contenu du composant */}
    
  );
}

function onRenderCallback(
  id: string,
  phase: 'mount' | 'update',
  actualDuration: number,
  baseDuration: number,
  startTime: number,
  commitTime: number,
  interactions: Set
) {
  console.log(`Composant ${id} rendu`);
  console.log(`Phase: ${phase}`);
  console.log(`Durée réelle: ${actualDuration}ms`);
  console.log(`Durée de base: ${baseDuration}ms`);
}

La fonction de rappel onRender reçoit plusieurs arguments qui fournissent des informations sur le processus de rendu :

• id: La prop id du composant React.Profiler.
• phase: Indique si le composant vient d'être monté ('mount') ou mis à jour ('update').
• actualDuration: Le temps passé à rendre le composant lors de cette mise à jour.
• baseDuration: Le temps estimé pour rendre l'arborescence du composant sans mémoïsation.
• startTime: Le moment où React a commencé à rendre cette mise à jour.
• commitTime: Le moment où React a validé (commit) cette mise à jour.
• interactions: L'ensemble (Set) des "interactions" qui étaient suivies lorsque cette mise à jour a été planifiée.

Vous pouvez utiliser ces données pour suivre les performances de rendu de vos composants et identifier les domaines où une optimisation est nécessaire.

Analyser les données de profilage

Une fois que vous avez capturé des données de profilage à l'aide de l'un des outils mentionnés ci-dessus, l'étape suivante consiste à analyser les données et à identifier les goulots d'étranglement de performance. Voici quelques domaines clés sur lesquels se concentrer :

1. Identifier les composants à rendu lent

Les vues Flamegraph et Classée (Ranked) du profileur des React DevTools sont particulièrement utiles pour identifier les composants qui mettent beaucoup de temps à se rendre. Recherchez les composants avec de larges barres dans le Flamegraph ou les composants qui apparaissent en haut de la liste Classée. Ces composants sont des candidats probables à l'optimisation.

Dans l'onglet Performance des Chrome DevTools, recherchez les entrées "Update" qui consomment un temps significatif. Ces entrées représentent les mises à jour des composants, et le temps passé au sein de ces entrées indique le coût de rendu des composants correspondants.

2. Repérer les rendus inutiles

Les rendus inutiles peuvent avoir un impact significatif sur les performances, en particulier dans les applications complexes. Le profileur des React DevTools peut vous aider à identifier les composants qui effectuent un nouveau rendu même lorsque leurs props ou leur état n'ont pas changé.

Activez l'option "Mettre en évidence les mises à jour lorsque les composants se rendent" dans les paramètres des React DevTools. Cela mettra en évidence visuellement les composants qui effectuent un nouveau rendu, facilitant ainsi la détection des rendus inutiles. Examinez les raisons pour lesquelles ces composants se rendent à nouveau et mettez en œuvre des techniques pour les éviter, comme l'utilisation de React.memo ou useMemo.

3. Examiner les calculs coûteux

Les calculs de longue durée au sein de vos composants peuvent bloquer le thread principal et causer des problèmes de performance. L'onglet Performance des Chrome DevTools est un outil précieux pour identifier ces calculs.

Recherchez les fonctions JavaScript qui consomment un temps significatif dans les vues Graphique de flammes (Flame Chart) ou Bottom-Up. Ces fonctions peuvent effectuer des calculs complexes, des transformations de données ou d'autres opérations coûteuses. Envisagez d'optimiser ces fonctions en utilisant la mémoïsation, la mise en cache ou des algorithmes plus efficaces.

4. Analyser les requêtes réseau

Les requêtes réseau peuvent également contribuer aux goulots d'étranglement de performance, surtout si elles sont lentes ou fréquentes. L'onglet Réseau (Network) des Chrome DevTools fournit des informations sur l'activité réseau de votre application.

Recherchez les requêtes qui mettent beaucoup de temps à s'exécuter ou les requêtes qui sont effectuées de manière répétée. Envisagez d'optimiser ces requêtes en utilisant la mise en cache, la pagination ou des stratégies de récupération de données plus efficaces.

5. Comprendre les interactions du planificateur

Acquérir une compréhension plus approfondie de la manière dont le planificateur React hiérarchise et exécute les tâches peut être inestimable pour optimiser les performances. Bien que l'onglet Performance des Chrome DevTools et le profileur des React DevTools offrent une certaine visibilité sur les opérations du planificateur, l'analyse des données capturées nécessite une compréhension plus nuancée du fonctionnement interne de React.

Concentrez-vous sur les interactions entre les composants et le planificateur. Si certains composants déclenchent constamment des mises à jour à haute priorité, analysez pourquoi ces mises à jour sont nécessaires et si elles peuvent être différées ou optimisées. Portez une attention particulière à la manière dont le planificateur entrelace différents types de tâches, comme le rendu, la mise en page et l'affichage (painting). Si le planificateur bascule constamment entre les tâches, cela peut indiquer que l'application subit du 'thrashing', ce qui peut entraîner une dégradation des performances.

Techniques d'optimisation

Une fois que vous avez identifié les goulots d'étranglement de performance grâce au profilage, l'étape suivante consiste à mettre en œuvre des techniques d'optimisation pour améliorer les performances de votre application. Voici quelques stratégies d'optimisation courantes :

1. Mémoïsation

La mémoïsation est une technique de mise en cache des résultats d'appels de fonctions coûteux et de retour du résultat mis en cache lorsque les mêmes entrées se produisent à nouveau. Dans React, vous pouvez utiliser React.memo pour mémoïser les composants fonctionnels et le hook useMemo pour mémoïser les résultats des calculs.

import React, { useMemo } from 'react';

const MonComposant = React.memo(function MonComposant(props) {
  // ... logique du composant
});

function MonComposantAvecValeurMemoizee() {
  const valeurCouteuse = useMemo(() => {
    // ... calcul coûteux
    return resultat;
  }, [dependances]);

  return (
    

      {valeurCouteuse}
    
  );
}

2. Virtualisation

La virtualisation est une technique permettant de rendre efficacement de grandes listes ou de grands tableaux en ne rendant que les éléments visibles. Des bibliothèques comme react-window et react-virtualized fournissent des composants pour virtualiser les listes et les tableaux dans les applications React.

3. Fractionnement du code (Code Splitting)

Le fractionnement du code (code splitting) est une technique qui consiste à diviser votre application en plus petits morceaux et à les charger à la demande. Cela peut réduire le temps de chargement initial de votre application et améliorer ses performances globales. React prend en charge le fractionnement du code à l'aide des importations dynamiques et des composants React.lazy et Suspense.

import React, { Suspense } from 'react';

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

function App() {
  return (
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