ריאקט רינדור מקבילי: פתיחת ביצועים עם ארכיטקטורת Fiber וניתוח לולאת עבודה

ריאקט, כוח דומיננטי בפיתוח פרונט-אנד, התפתחה ללא הרף כדי לענות על הדרישות של ממשקי משתמש מורכבים ואינטראקטיביים יותר ויותר. אחד ההתקדמות המשמעותיות ביותר באבולוציה הזו הוא רינדור מקבילי, שהוצג עם React 16. שינוי פרדיגמה זה שינה באופן מהותי את האופן שבו ריאקט מנהלת עדכונים ומעבדת רכיבים, ופותחת שיפורי ביצועים משמעותיים ומאפשרת חוויות משתמש רספונסיביות יותר. מאמר זה מתעמק במושגי הליבה של רינדור מקבילי, בוחן את ארכיטקטורת Fiber ואת לולאת העבודה, ומספק תובנות לגבי האופן שבו מנגנונים אלה תורמים ליישומי ריאקט חלקים ויעילים יותר.

הבנת הצורך ברינדור מקבילי

לפני רינדור מקבילי, ריאקט פעלה באופן סינכרוני. כאשר התרחש עדכון (למשל, שינוי מצב, עדכון prop), ריאקט הייתה מתחילה לעבד את כל עץ הרכיבים בפעולה אחת, ללא הפרעה. רינדור סינכרוני זה עלול להוביל לבקבוקי ביצועים, במיוחד כאשר עוסקים בעצי רכיבים גדולים או בפעולות יקרות מבחינה חישובית. במהלך תקופות רינדור אלה, הדפדפן יהפוך ללא מגיב, מה שיוביל לחוויית משתמש מגושמת ומתסכלת. זה מכונה לעתים קרובות "חסימת השרשור הראשי".

תארו לעצמכם תרחיש שבו משתמש מקליד בשדה טקסט. אם הרכיב האחראי להצגת הטקסט המוקלד הוא חלק מעץ רכיבים גדול ומורכב, כל הקשה עלולה לעורר עיבוד מחדש החוסם את השרשור הראשי. זה יגרום לפיגור ניכר ולחוויית משתמש ירודה.

רינדור מקבילי מטפל בבעיה זו בכך שהוא מאפשר לריאקט לפרק משימות עיבוד ליחידות עבודה קטנות וניתנות לניהול. ניתן לתעדף, להשהות ולחדש יחידות אלה לפי הצורך, מה שמאפשר לריאקט לשלב משימות עיבוד עם פעולות דפדפן אחרות, כגון טיפול בקלט משתמש או בקשות רשת. גישה זו מונעת מהשרשור הראשי להיחסם לתקופות ממושכות, וכתוצאה מכך חוויית משתמש רספונסיבית וזורמת יותר. חשבו על זה כריבוי משימות עבור תהליך הרינדור של ריאקט.

היכרות עם ארכיטקטורת Fiber

בלב הרינדור המקבילי נמצאת ארכיטקטורת Fiber. Fiber מייצג יישום מחדש מלא של אלגוריתם הגישור הפנימי של ריאקט. שלא כמו תהליך הגישור הסינכרוני הקודם, Fiber מציג גישה מתוחכמת וגרעינית יותר לניהול עדכונים ורכיבי עיבוד.

מהו Fiber?

ניתן להבין את Fiber באופן מושגי כייצוג וירטואלי של מופע רכיב. כל רכיב באפליקציית הריאקט שלך משויך לצומת Fiber תואם. צמתי Fiber אלה יוצרים מבנה עץ המשקף את עץ הרכיבים. כל צומת Fiber מחזיק במידע על הרכיב, ה-props שלו, הילדים שלו והמצב הנוכחי שלו. באופן מכריע, הוא גם מחזיק במידע על העבודה שיש לבצע עבור רכיב זה.

מאפייני מפתח של צומת Fiber כוללים:

• type: סוג הרכיב (למשל, div, MyComponent).
• key: המפתח הייחודי שהוקצה לרכיב (משמש לגישור יעיל).
• props: ה-props שהועברו לרכיב.
• child: מצביע לצומת ה-Fiber המייצג את הילד הראשון של הרכיב.
• sibling: מצביע לצומת ה-Fiber המייצג את האח הבא של הרכיב.
• return: מצביע לצומת ה-Fiber המייצג את ההורה של הרכיב.
• stateNode: הפניה למופע הרכיב בפועל (למשל, צומת DOM עבור רכיבי מארח, מופע רכיב class).
• alternate: מצביע לצומת ה-Fiber המייצג את הגרסה הקודמת של הרכיב.
• effectTag: דגל המציין את סוג העדכון הנדרש עבור הרכיב (למשל, מיקום, עדכון, מחיקה).

עץ ה-Fiber

עץ ה-Fiber הוא מבנה נתונים מתמיד המייצג את המצב הנוכחי של ממשק המשתמש של האפליקציה. כאשר מתרחש עדכון, ריאקט יוצר עץ Fiber חדש ברקע, המייצג את המצב הרצוי של ממשק המשתמש לאחר העדכון. עץ חדש זה מכונה עץ "בעבודה". לאחר שעץ העבודה הושלם, ריאקט מחליף אותו בעץ הנוכחי, והופך את השינויים גלויים למשתמש.

גישת עץ כפול זה מאפשרת לריאקט לבצע עדכוני עיבוד באופן שאינו חוסם. העץ הנוכחי נשאר גלוי למשתמש בזמן שעץ העבודה נבנה ברקע. זה מונע מממשק המשתמש לקפוא או להפוך ללא מגיב במהלך עדכונים.

יתרונות ארכיטקטורת Fiber

• עיבוד ניתן להפרעה: Fiber מאפשר לריאקט להשהות ולחדש משימות עיבוד, מה שמאפשר לו לתעדף אינטראקציות משתמש ולמנוע את חסימת השרשור הראשי.
• עיבוד מצטבר: Fiber מאפשר לריאקט לפרק עדכוני עיבוד ליחידות עבודה קטנות יותר, שניתן לעבד אותן בהדרגה לאורך זמן.
• תעדוף: Fiber מאפשר לריאקט לתעדף סוגים שונים של עדכונים, ולהבטיח שעדכונים קריטיים (למשל, קלט משתמש) יעובדו לפני עדכונים פחות חשובים (למשל, אחזור נתוני רקע).
• טיפול משופר בשגיאות: Fiber מקל על טיפול בשגיאות במהלך העיבוד, מכיוון שהוא מאפשר לריאקט לחזור למצב יציב קודם אם מתרחשת שגיאה.

לולאת העבודה: כיצד Fiber מאפשרת מקביליות

לולאת העבודה היא המנוע המניע רינדור מקבילי. זוהי פונקציה רקורסיבית שעוברת על פני עץ ה-Fiber, מבצעת עבודה על כל צומת Fiber ומעדכנת את ממשק המשתמש בהדרגה. לולאת העבודה אחראית על המשימות הבאות:

• בחירת ה-Fiber הבא לעיבוד.
• ביצוע עבודה על ה-Fiber (למשל, חישוב המצב החדש, השוואת props, עיבוד הרכיב).
• עדכון עץ ה-Fiber בתוצאות העבודה.
• תזמון עבודה נוספת שיש לבצע.

שלבים של לולאת העבודה

לולאת העבודה מורכבת משני שלבים עיקריים:

1. שלב הרינדור (המכונה גם שלב הגישור): שלב זה אחראי על בניית עץ ה-Fiber בעבודה. במהלך שלב זה, ריאקט עובר על פני עץ ה-Fiber, משווה את העץ הנוכחי למצב הרצוי וקובע אילו שינויים יש לבצע. שלב זה הוא אסינכרוני וניתן להפרעה. הוא קובע מה *צריך* לשנות ב-DOM.
2. שלב ה-Commit: שלב זה אחראי על החלת השינויים על ה-DOM בפועל. במהלך שלב זה, ריאקט מעדכן את צמתי ה-DOM, מוסיף צמתים חדשים ומסיר צמתים ישנים. שלב זה הוא סינכרוני ולא ניתן להפרעה. הוא *בפועל* משנה את ה-DOM.

כיצד לולאת העבודה מאפשרת מקביליות

המפתח לרינדור מקבילי טמון בעובדה ששלב הרינדור הוא אסינכרוני וניתן להפרעה. המשמעות היא שריאקט יכול להשהות את שלב הרינדור בכל עת כדי לאפשר לדפדפן לטפל במשימות אחרות, כגון קלט משתמש או בקשות רשת. כאשר הדפדפן אינו פעיל, ריאקט יכול לחדש את שלב הרינדור מהמקום שבו הפסיק.

יכולת זו להשהות ולחדש את שלב הרינדור מאפשרת לריאקט לשלב משימות עיבוד עם פעולות דפדפן אחרות, למנוע את חסימת השרשור הראשי ולהבטיח חוויית משתמש רספונסיבית יותר. שלב ה-Commit, לעומת זאת, חייב להיות סינכרוני כדי להבטיח עקביות בממשק המשתמש. עם זאת, שלב ה-Commit הוא בדרך כלל מהיר בהרבה משלב הרינדור, כך שהוא בדרך כלל אינו גורם לבקבוקי ביצועים.

תעדוף בלולאת העבודה

ריאקט משתמש באלגוריתם תזמון מבוסס תעדוף כדי לקבוע אילו צמתי Fiber לעבד תחילה. אלגוריתם זה מקצה רמת תעדוף לכל עדכון בהתבסס על חשיבותו. לדוגמה, עדכונים המופעלים על ידי קלט משתמש מקבלים בדרך כלל תעדוף גבוה יותר מעדכונים המופעלים על ידי אחזור נתוני רקע.

לולאת העבודה מעבדת תמיד צמתי Fiber עם התעדוף הגבוה ביותר תחילה. זה מבטיח שעדכונים קריטיים יעובדו במהירות, ויספקו חוויית משתמש רספונסיבית. עדכונים פחות חשובים מעובדים ברקע כאשר הדפדפן אינו פעיל.

מערכת תעדוף זו חיונית לשמירה על חוויית משתמש חלקה, במיוחד ביישומים מורכבים עם עדכונים מקבילים רבים. שקלו תרחיש שבו משתמש מקליד בשורת חיפוש ובמקביל, האפליקציה מאחזרת ומציגה רשימה של מונחי חיפוש מוצעים. יש לתעדף את העדכונים הקשורים להקלדה של המשתמש כדי להבטיח ששדה הטקסט יישאר רספונסיבי, בעוד שהעדכונים הקשורים למונחי החיפוש המוצעים ניתנים לעיבוד ברקע.

דוגמאות מעשיות לרינדור מקבילי בפעולה

בואו נבחן כמה דוגמאות מעשיות לאופן שבו רינדור מקבילי יכול לשפר את הביצועים ואת חוויית המשתמש של יישומי ריאקט.

1. Debouncing קלט משתמש

שקלו שורת חיפוש המציגה תוצאות חיפוש כאשר המשתמש מקליד. ללא רינדור מקבילי, כל הקשה עלולה לעורר עיבוד מחדש של כל רשימת תוצאות החיפוש, מה שיוביל לבעיות ביצועים ולחוויית משתמש מגושמת.

עם רינדור מקבילי, אנו יכולים להשתמש ב-debouncing כדי לעכב את עיבוד תוצאות החיפוש עד שהמשתמש הפסיק להקליד לפרק זמן קצר. זה מאפשר לריאקט לתעדף את קלט המשתמש ולמנוע מממשק המשתמש להפוך ללא מגיב.

הנה דוגמה פשוטה:

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

function SearchBar() {
 const [searchTerm, setSearchTerm] = useState('');

 const debouncedSearch = useCallback(
 debounce((value) => {
 // Perform search logic here
 console.log('Searching for:', value);
 }, 300),
 []
 );

 const handleChange = (event) => {
 const value = event.target.value;
 setSearchTerm(value);
 debouncedSearch(value);
 };

 return (
 
 );
}

// Debounce function
function debounce(func, delay) {
 let timeout;
 return function(...args) {
 const context = this;
 clearTimeout(timeout);
 timeout = setTimeout(() => func.apply(context, args), delay);
 };
}

export default SearchBar;

בדוגמה זו, הפונקציה debounce מעכבת את ביצוע לוגיקת החיפוש עד שהמשתמש הפסיק להקליד למשך 300 מילישניות. זה מבטיח שתוצאות החיפוש יעובדו רק כאשר יש צורך, ומשפר את ביצועי האפליקציה.

2. טעינה עצלה של תמונות

טעינת תמונות גדולות יכולה להשפיע באופן משמעותי על זמן הטעינה הראשוני של דף אינטרנט. עם רינדור מקבילי, אנו יכולים להשתמש בטעינה עצלה כדי לדחות את טעינת התמונות עד שהן גלויות באזור התצוגה.

טכניקה זו יכולה לשפר משמעותית את הביצועים הנתפסים של האפליקציה, מכיוון שהמשתמש לא צריך לחכות שכל התמונות ייטענו לפני שהוא יכול להתחיל ליצור אינטראקציה עם הדף.

הנה דוגמה פשוטה באמצעות ספריית react-lazyload:

import React from 'react';
import LazyLoad from 'react-lazyload';

function ImageComponent({ src, alt }) {
 return (
 Loading...
}>
 
 
 );
}

export default ImageComponent;

בדוגמה זו, הרכיב LazyLoad מעכב את טעינת התמונה עד שהיא גלויה באזור התצוגה. ה-prop placeholder מאפשר לנו להציג מחוון טעינה בזמן שהתמונה נטענת.

3. Suspense עבור אחזור נתונים

React Suspense מאפשר לך "להשהות" את עיבוד רכיב בזמן ההמתנה לטעינת נתונים. זה שימושי במיוחד עבור תרחישי אחזור נתונים, שבהם אתה רוצה להציג מחוון טעינה בזמן ההמתנה לנתונים מממשק API.

Suspense משתלב בצורה חלקה עם רינדור מקבילי, ומאפשר לריאקט לתעדף את טעינת הנתונים ולמנוע מממשק המשתמש להפוך ללא מגיב.

הנה דוגמה פשוטה:

import React, { Suspense } from 'react';

// A fake data fetching function that returns a Promise
const fetchData = () => {
 return new Promise(resolve => {
 setTimeout(() => {
 resolve({ data: 'Data loaded!' });
 }, 2000);
 });
};

// A React component that uses Suspense
function MyComponent() {
 const resource = fetchData();
 return (
 Loading...