עדכוני אצווה ב-React: אופטימיזציה של שינויי State לשיפור ביצועים

הביצועים של React הם חיוניים ליצירת ממשקי משתמש חלקים ומגיבים. אחד המנגנונים המרכזיים ש-React משתמשת בו כדי לייעל ביצועים הוא עדכוני אצווה (batched updates). טכניקה זו מקבצת מספר עדכוני state למחזור רינדור אחד, ובכך מפחיתה משמעותית את מספר הרינדורים המיותרים ומשפרת את התגובתיות הכוללת של היישום. מאמר זה צולל לעומקם של עדכוני אצווה ב-React, ומסביר כיצד הם פועלים, את יתרונותיהם, מגבלותיהם, וכיצד למנף אותם ביעילות לבניית יישומי React בעלי ביצועים גבוהים.

הבנת תהליך הרינדור של React

לפני שצוללים לעדכוני אצווה, חיוני להבין את תהליך הרינדור של React. בכל פעם שה-state של קומפוננטה משתנה, React צריכה לרנדר מחדש את אותה קומפוננטה ואת ילדיה כדי לשקף את ה-state החדש בממשק המשתמש. תהליך זה כולל את השלבים הבאים:

1. עדכון State: ה-state של קומפוננטה מתעדכן באמצעות המתודה setState (או hook כמו useState).
2. Reconciliation (פיוס): ריאקט משווה את ה-DOM הווירטואלי החדש עם הקודם כדי לזהות את ההבדלים (ה-"diff").
3. Commit (ביצוע): ריאקט מעדכנת את ה-DOM הממשי בהתבסס על ההבדלים שזוהו. כאן השינויים הופכים לגלויים למשתמש.

רינדור מחדש יכול להיות פעולה יקרה מבחינה חישובית, במיוחד עבור קומפוננטות מורכבות עם עצי קומפוננטות עמוקים. רינדורים תכופים עלולים להוביל לצווארי בקבוק בביצועים ולחוויית משתמש איטית.

מהם עדכוני אצווה?

עדכוני אצווה הם טכניקת אופטימיזציית ביצועים שבה React מקבצת מספר עדכוני state למחזור רינדור אחד. במקום לרנדר מחדש את הקומפוננטה לאחר כל שינוי state בודד, React ממתינה עד שכל עדכוני ה-state במסגרת מסוימת יושלמו, ואז מבצעת רינדור יחיד. זה מפחית משמעותית את מספר הפעמים שה-DOM מתעדכן, מה שמוביל לשיפור בביצועים.

כיצד פועלים עדכוני אצווה

React מאגדת באופן אוטומטי עדכוני state המתרחשים בתוך הסביבה המבוקרת שלה, כגון:

• מטפלי אירועים (Event handlers): עדכוני state בתוך מטפלי אירועים כמו onClick, onChange ו-onSubmit מאוגדים.
• מתודות מחזור חיים של React (קומפוננטות מחלקה): עדכוני state בתוך מתודות מחזור חיים כמו componentDidMount ו-componentDidUpdate מאוגדים גם הם.
• React Hooks: עדכוני state המבוצעים באמצעות useState או hooks מותאמים אישית המופעלים על ידי מטפלי אירועים, מאוגדים.

כאשר מתרחשים עדכוני state מרובים בהקשרים אלה, React מכניסה אותם לתור ולאחר מכן מבצעת שלב פיוס וביצוע יחיד לאחר שמטפל האירוע או מתודת מחזור החיים הסתיימו.

דוגמה:

import React, { useState } from 'react';

function Counter() {
  const [count, setCount] = useState(0);

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

  return (
    

      
Count: {count}
      Increment
    
  );
}

export default Counter;

בדוגמה זו, לחיצה על כפתור "Increment" מפעילה את הפונקציה handleClick, הקוראת ל-setCount שלוש פעמים. React תאגד את שלושת עדכוני ה-state הללו לעדכון יחיד. כתוצאה מכך, הקומפוננטה תעבור רינדור מחדש פעם אחת בלבד, וה-count יגדל ב-3, ולא ב-1 עבור כל קריאת setCount. אם React לא הייתה מאגדת עדכונים, הקומפוננטה הייתה מתרנדרת מחדש שלוש פעמים, וזה פחות יעיל.

היתרונות של עדכוני אצווה

היתרון העיקרי של עדכוני אצווה הוא שיפור בביצועים על ידי הפחתת מספר הרינדורים מחדש. זה מוביל ל:

• עדכוני UI מהירים יותר: הפחתת רינדורים מחדש מביאה לעדכונים מהירים יותר של ממשק המשתמש, מה שהופך את היישום ליותר מגיב.
• הפחתת מניפולציות DOM: עדכוני DOM פחות תכופים מתורגמים לפחות עבודה עבור הדפדפן, מה שמוביל לביצועים טובים יותר וצריכת משאבים נמוכה יותר.
• שיפור בביצועי היישום הכוללים: עדכוני אצווה תורמים לחוויית משתמש חלקה ויעילה יותר, במיוחד ביישומים מורכבים עם שינויי state תכופים.

מתי עדכוני אצווה אינם חלים

אף על פי ש-React מאגדת עדכונים באופן אוטומטי בתרחישים רבים, ישנם מצבים שבהם האיגוד אינו מתרחש:

• פעולות אסינכרוניות (מחוץ לשליטת React): עדכוני state המבוצעים בתוך פעולות אסינכרוניות כמו setTimeout, setInterval, או הבטחות (promises) בדרך כלל אינם מאוגדים אוטומטית. זאת מכיוון של-React אין שליטה על הקשר הביצוע של פעולות אלו.
• מטפלי אירועים טבעיים (Native Event Handlers): אם אתם משתמשים במאזיני אירועים טבעיים (למשל, צירוף מאזינים ישירות לאלמנטי DOM באמצעות addEventListener), עדכוני state בתוך אותם מטפלים אינם מאוגדים.

דוגמה (פעולה אסינכרונית):

import React, { useState } from 'react';

function DelayedCounter() {
  const [count, setCount] = useState(0);

  const handleClick = () => {
    setTimeout(() => {
      setCount(count + 1);
      setCount(count + 1);
      setCount(count + 1);
    }, 0);
  };

  return (
    

      
Count: {count}
      Increment
    
  );
}

export default DelayedCounter;

בדוגמה זו, למרות ש-setCount נקראת שלוש פעמים ברציפות, הן נמצאות בתוך קריאה חוזרת (callback) של setTimeout. כתוצאה מכך, React *לא* תאגד עדכונים אלה, והקומפוננטה תעבור רינדור מחדש שלוש פעמים, ותגדיל את המונה ב-1 בכל רינדור. חשוב להבין התנהגות זו כדי לייעל את הקומפוננטות שלכם כראוי.

כפיית עדכוני אצווה באמצעות unstable_batchedUpdates

בתרחישים שבהם React אינה מאגדת עדכונים באופן אוטומטי, ניתן להשתמש ב-unstable_batchedUpdates מ-react-dom כדי לכפות איגוד. פונקציה זו מאפשרת לעטוף מספר עדכוני state באצווה אחת, ולהבטיח שהם יעובדו יחד במחזור רינדור יחיד.

שימו לב: ה-API unstable_batchedUpdates נחשב לא יציב ועשוי להשתנות בגרסאות עתידיות של React. השתמשו בו בזהירות והיו מוכנים להתאים את הקוד שלכם במידת הצורך. עם זאת, הוא נותר כלי שימושי לשליטה מפורשת על התנהגות האיגוד.

דוגמה (שימוש ב-unstable_batchedUpdates):

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

function DelayedCounter() {
  const [count, setCount] = useState(0);

  const handleClick = () => {
    setTimeout(() => {
      unstable_batchedUpdates(() => {
        setCount(count + 1);
        setCount(count + 1);
        setCount(count + 1);
      });
    }, 0);
  };

  return (
    

      
Count: {count}
      Increment
    
  );
}

export default DelayedCounter;

בדוגמה המתוקנת הזו, נעשה שימוש ב-unstable_batchedUpdates כדי לעטוף את שלוש קריאות ה-setCount בתוך הקריאה החוזרת של setTimeout. זה מאלץ את React לאגד את העדכונים הללו, מה שמביא לרינדור יחיד ולהגדלת המונה ב-3.

React 18 ואיגוד אוטומטי (Automatic Batching)

React 18 הציגה איגוד אוטומטי עבור תרחישים נוספים. משמעות הדבר היא ש-React תאגד באופן אוטומטי עדכוני state, גם כאשר הם מתרחשים בתוך timeouts, הבטחות, מטפלי אירועים טבעיים או כל אירוע אחר. זה מפשט מאוד את אופטימיזציית הביצועים ומפחית את הצורך להשתמש ידנית ב-unstable_batchedUpdates.

דוגמה (איגוד אוטומטי ב-React 18):

import React, { useState } from 'react';

function DelayedCounter() {
  const [count, setCount] = useState(0);

  const handleClick = () => {
    setTimeout(() => {
      setCount(count + 1);
      setCount(count + 1);
      setCount(count + 1);
    }, 0);
  };

  return (
    

      
Count: {count}
      Increment
    
  );
}

export default DelayedCounter;

ב-React 18, הדוגמה לעיל תאגד אוטומטית את קריאות setCount, למרות שהן נמצאות בתוך setTimeout. זהו שיפור משמעותי ביכולות אופטימיזציית הביצועים של React.

שיטות עבודה מומלצות לניצול עדכוני אצווה

כדי למנף ביעילות עדכוני אצווה ולייעל את יישומי ה-React שלכם, שקלו את שיטות העבודה המומלצות הבאות:

• קבצו עדכוני State קשורים: בכל הזדמנות אפשרית, קבצו עדכוני state קשורים באותו מטפל אירועים או מתודת מחזור חיים כדי למקסם את יתרונות האיגוד.
• הימנעו מעדכוני State מיותרים: צמצמו את מספר עדכוני ה-state על ידי תכנון קפדני של ה-state של הקומפוננטה והימנעות מעדכונים מיותרים שאינם משפיעים על ממשק המשתמש. שקלו להשתמש בטכניקות כמו memoization (למשל, React.memo) כדי למנוע רינדורים מחדש של קומפוננטות שה-props שלהן לא השתנו.
• השתמשו בעדכונים פונקציונליים: בעת עדכון state המבוסס על ה-state הקודם, השתמשו בעדכונים פונקציונליים. זה מבטיח שאתם עובדים עם ערך ה-state הנכון, גם כאשר העדכונים מאוגדים. עדכונים פונקציונליים מעבירים פונקציה ל-setState (או ל-setter של useState) המקבלת את ה-state הקודם כארגומנט.
• היו מודעים לפעולות אסינכרוניות: בגרסאות ישנות יותר של React (לפני 18), היו מודעים לכך שעדכוני state בתוך פעולות אסינכרוניות אינם מאוגדים אוטומטית. השתמשו ב-unstable_batchedUpdates בעת הצורך כדי לכפות איגוד. עם זאת, עבור פרויקטים חדשים, מומלץ מאוד לשדרג ל-React 18 כדי לנצל את האיגוד האוטומטי.
• יעלו את מטפלי האירועים: בצעו אופטימיזציה לקוד שבתוך מטפלי האירועים שלכם כדי למנוע חישובים מיותרים או מניפולציות DOM שיכולות להאט את תהליך הרינדור.
• בצעו פרופיילינג ליישום שלכם: השתמשו בכלי הפרופיילינג של React כדי לזהות צווארי בקבוק בביצועים ואזורים שבהם ניתן לייעל עוד יותר את עדכוני האצווה. הלשונית Performance ב-React DevTools יכולה לעזור לכם להמחיש רינדורים מחדש ולזהות הזדמנויות לשיפור.

דוגמה (עדכונים פונקציונליים):

import React, { useState } from 'react';

function Counter() {
  const [count, setCount] = useState(0);

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

  return (
    

      
Count: {count}
      Increment
    
  );
}

export default Counter;

בדוגמה זו, נעשה שימוש בעדכונים פונקציונליים כדי להגדיל את ה-count בהתבסס על הערך הקודם. זה מבטיח שה-count יגדל כראוי, גם כאשר העדכונים מאוגדים.

סיכום

עדכוני האצווה של React הם מנגנון רב עוצמה לאופטימיזציית ביצועים על ידי הפחתת רינדורים מיותרים. הבנה של אופן פעולתם של עדכוני אצווה, מגבלותיהם וכיצד למנף אותם ביעילות היא חיונית לבניית יישומי React בעלי ביצועים גבוהים. על ידי ביצוע שיטות העבודה המומלצות המפורטות במאמר זה, תוכלו לשפר משמעותית את התגובתיות וחוויית המשתמש הכוללת של יישומי ה-React שלכם. עם הצגת האיגוד האוטומטי ב-React 18, אופטימיזציית שינויי state הופכת פשוטה ויעילה עוד יותר, ומאפשרת למפתחים להתמקד בבניית ממשקי משתמש מדהימים.