रिएक्ट समवर्ती रेंडरिंग: फाइबर आर्किटेक्चर और वर्क लूप विश्लेषण के साथ प्रदर्शन को अनलॉक करना

रिएक्ट, फ्रंट-एंड डेवलपमेंट में एक प्रमुख शक्ति, लगातार जटिल और इंटरैक्टिव उपयोगकर्ता इंटरफेस की मांगों को पूरा करने के लिए विकसित हुआ है। इस विकास में सबसे महत्वपूर्ण प्रगति में से एक समवर्ती रेंडरिंग (Concurrent Rendering) है, जिसे रिएक्ट 16 के साथ पेश किया गया था। इस प्रतिमान परिवर्तन ने मौलिक रूप से बदल दिया कि रिएक्ट अपडेट्स का प्रबंधन कैसे करता है और घटकों को रेंडर करता है, जिससे महत्वपूर्ण प्रदर्शन सुधार हुए और अधिक प्रतिक्रियाशील उपयोगकर्ता अनुभव सक्षम हुए। यह लेख समवर्ती रेंडरिंग की मूल अवधारणाओं में गहराई से उतरता है, फाइबर आर्किटेक्चर और वर्क लूप की खोज करता है, और इन तंत्रों से सहज, अधिक कुशल रिएक्ट अनुप्रयोगों में कैसे योगदान होता है, इसकी जानकारी प्रदान करता है।

समवर्ती रेंडरिंग की आवश्यकता को समझना

समवर्ती रेंडरिंग से पहले, रिएक्ट सिंक्रोनस तरीके से काम करता था। जब कोई अपडेट होता था (जैसे, स्टेट परिवर्तन, प्रॉप अपडेट), तो रिएक्ट पूरे घटक ट्री को एक ही, अबाधित ऑपरेशन में रेंडर करना शुरू कर देता था। यह सिंक्रोनस रेंडरिंग प्रदर्शन की बाधाओं को जन्म दे सकता था, खासकर बड़े घटक ट्री या गणनात्मक रूप से महंगी ऑपरेशंस से निपटते समय। इन रेंडरिंग अवधियों के दौरान, ब्राउज़र अनुत्तरदायी हो जाता था, जिससे एक अटपटा और निराशाजनक उपयोगकर्ता अनुभव होता था। इसे अक्सर "मुख्य थ्रेड को अवरुद्ध करना" कहा जाता है।

एक ऐसे परिदृश्य की कल्पना करें जहां एक उपयोगकर्ता टेक्स्ट फ़ील्ड में टाइप कर रहा है। यदि टाइप किए गए टेक्स्ट को प्रदर्शित करने के लिए जिम्मेदार घटक एक बड़े, जटिल घटक ट्री का हिस्सा है, तो प्रत्येक कीस्ट्रोक एक पुन: रेंडर को ट्रिगर कर सकता है जो मुख्य थ्रेड को अवरुद्ध कर देता है। इसके परिणामस्वरूप ध्यान देने योग्य लैग और एक खराब उपयोगकर्ता अनुभव होगा।

समवर्ती रेंडरिंग इस मुद्दे को संबोधित करता है, जिससे रिएक्ट रेंडरिंग कार्यों को छोटे, प्रबंधनीय कार्य इकाइयों में तोड़ने की अनुमति देता है। इन इकाइयों को आवश्यकतानुसार प्राथमिकता दी जा सकती है, रोका जा सकता है और फिर से शुरू किया जा सकता है, जिससे रिएक्ट अन्य ब्राउज़र ऑपरेशंस, जैसे उपयोगकर्ता इनपुट या नेटवर्क अनुरोधों को संभालने के साथ रेंडरिंग कार्यों को इंटरलीव कर सकता है। यह दृष्टिकोण मुख्य थ्रेड को लंबी अवधि के लिए अवरुद्ध होने से रोकता है, जिसके परिणामस्वरूप अधिक प्रतिक्रियाशील और तरल उपयोगकर्ता अनुभव मिलता है। इसे रिएक्ट की रेंडरिंग प्रक्रिया के लिए मल्टीटास्किंग के रूप में सोचें।

फाइबर आर्किटेक्चर का परिचय

समवर्ती रेंडरिंग के केंद्र में फाइबर आर्किटेक्चर है। फाइबर रिएक्ट के आंतरिक सुलह एल्गोरिथम का एक पूर्ण पुन: कार्यान्वयन का प्रतिनिधित्व करता है। पिछले सिंक्रोनस सुलह प्रक्रिया के विपरीत, फाइबर अपडेट्स को प्रबंधित करने और घटकों को रेंडर करने के लिए एक अधिक परिष्कृत और दानेदार दृष्टिकोण प्रस्तुत करता है।

फाइबर क्या है?

एक फाइबर को एक घटक इंस्टेंस के आभासी प्रतिनिधित्व के रूप में वैचारिक रूप से समझा जा सकता है। आपके रिएक्ट एप्लिकेशन में प्रत्येक घटक एक संबंधित फाइबर नोड से जुड़ा होता है। ये फाइबर नोड एक ट्री संरचना बनाते हैं जो घटक ट्री को दर्शाता है। प्रत्येक फाइबर नोड घटक, उसके प्रॉप्स, उसके बच्चों और उसकी वर्तमान स्थिति के बारे में जानकारी रखता है। महत्वपूर्ण रूप से, यह उस घटक के लिए किए जाने वाले कार्य के बारे में भी जानकारी रखता है।

एक फाइबर नोड के प्रमुख गुण इस प्रकार हैं:

• type: घटक प्रकार (जैसे, div, MyComponent)।
• key: घटक को असाइन की गई अद्वितीय कुंजी (कुशल सुलह के लिए उपयोग की जाती है)।
• props: घटक को पास किए गए प्रॉप्स।
• child: घटक के पहले बच्चे का प्रतिनिधित्व करने वाले फाइबर नोड का एक पॉइंटर।
• sibling: घटक के अगले भाई-बहन का प्रतिनिधित्व करने वाले फाइबर नोड का एक पॉइंटर।
• return: घटक के पैरेंट का प्रतिनिधित्व करने वाले फाइबर नोड का एक पॉइंटर।
• stateNode: वास्तविक घटक इंस्टेंस का एक संदर्भ (जैसे, होस्ट घटकों के लिए एक DOM नोड, एक क्लास घटक इंस्टेंस)।
• alternate: घटक के पिछले संस्करण का प्रतिनिधित्व करने वाले फाइबर नोड का एक पॉइंटर।
• effectTag: घटक के लिए आवश्यक अपडेट के प्रकार को इंगित करने वाला एक फ़्लैग (जैसे, प्लेसमेंट, अपडेट, विलोपन)।

फाइबर ट्री

फाइबर ट्री एक स्थायी डेटा संरचना है जो एप्लिकेशन के यूआई की वर्तमान स्थिति का प्रतिनिधित्व करती है। जब कोई अपडेट होता है, तो रिएक्ट पृष्ठभूमि में एक नया फाइबर ट्री बनाता है, जो अपडेट के बाद यूआई की वांछित स्थिति का प्रतिनिधित्व करता है। इस नए ट्री को "प्रगति में काम" (work-in-progress) ट्री के रूप में संदर्भित किया जाता है। एक बार जब प्रगति में काम ट्री पूरा हो जाता है, तो रिएक्ट इसे वर्तमान ट्री के साथ बदल देता है, जिससे उपयोगकर्ता को परिवर्तन दिखाई देते हैं।

यह दोहरे-ट्री का दृष्टिकोण रिएक्ट को गैर-ब्लॉकिंग तरीके से रेंडरिंग अपडेट करने की अनुमति देता है। प्रगति में काम ट्री पृष्ठभूमि में निर्मित होने के दौरान वर्तमान ट्री उपयोगकर्ता को दिखाई देता रहता है। यह अपडेट के दौरान यूआई को जमने या अनुत्तरदायी होने से रोकता है।

फाइबर आर्किटेक्चर के लाभ

• बाधा योग्य रेंडरिंग (Interruptible Rendering): फाइबर रिएक्ट को रेंडरिंग कार्यों को रोकने और फिर से शुरू करने में सक्षम बनाता है, जिससे यह उपयोगकर्ता इंटरैक्शन को प्राथमिकता दे सकता है और मुख्य थ्रेड को अवरुद्ध होने से रोक सकता है।
• बढ़ते हुए रेंडरिंग (Incremental Rendering): फाइबर रिएक्ट को रेंडरिंग अपडेट को काम की छोटी इकाइयों में तोड़ने की अनुमति देता है, जिसे समय के साथ वृद्धिशील रूप से संसाधित किया जा सकता है।
• प्राथमिकता निर्धारण (Prioritization): फाइबर रिएक्ट को विभिन्न प्रकार के अपडेट को प्राथमिकता देने की अनुमति देता है, यह सुनिश्चित करता है कि महत्वपूर्ण अपडेट (जैसे, उपयोगकर्ता इनपुट) कम महत्वपूर्ण अपडेट (जैसे, पृष्ठभूमि डेटा फ़ेचिंग) से पहले संसाधित हों।
• बेहतर त्रुटि प्रबंधन (Improved Error Handling): फाइबर रेंडरिंग के दौरान त्रुटियों को संभालना आसान बनाता है, क्योंकि यह त्रुटि होने पर रिएक्ट को पिछली स्थिर स्थिति में वापस लौटने की अनुमति देता है।

वर्क लूप: फाइबर समवर्ती को कैसे सक्षम करता है

वर्क लूप वह इंजन है जो समवर्ती रेंडरिंग को चलाता है। यह एक रिकर्सिव फ़ंक्शन है जो फाइबर ट्री को पार करता है, प्रत्येक फाइबर नोड पर काम करता है और यूआई को वृद्धिशील रूप से अपडेट करता है। वर्क लूप निम्नलिखित कार्यों के लिए जिम्मेदार है:

• प्रसंस्करण के लिए अगले फाइबर का चयन करना।
• फाइबर पर कार्य करना (जैसे, नई स्थिति की गणना करना, प्रॉप्स की तुलना करना, घटक को रेंडर करना)।
• कार्य के परिणामों के साथ फाइबर ट्री को अपडेट करना।
• अधिक काम करने के लिए शेड्यूलिंग।

वर्क लूप के चरण

वर्क लूप में दो मुख्य चरण होते हैं:

1. रेंडर चरण (जिसे सुलह चरण भी कहा जाता है): यह चरण प्रगति में काम वाले फाइबर ट्री के निर्माण के लिए जिम्मेदार है। इस चरण के दौरान, रिएक्ट फाइबर ट्री को पार करता है, वर्तमान ट्री की वांछित स्थिति के साथ तुलना करता है और निर्धारित करता है कि क्या परिवर्तन किए जाने की आवश्यकता है। यह चरण अतुल्यकालिक (asynchronous) और बाधा योग्य (interruptible) है। यह निर्धारित करता है कि DOM में क्या *बदलने* की आवश्यकता है।
2. कमिट चरण: यह चरण वास्तविक DOM में परिवर्तनों को लागू करने के लिए जिम्मेदार है। इस चरण के दौरान, रिएक्ट DOM नोड्स को अपडेट करता है, नए नोड्स जोड़ता है, और पुराने नोड्स को हटाता है। यह चरण सिंक्रोनस और गैर-बाधा योग्य है। यह वास्तव में DOM को *बदलता* है।

वर्क लूप समवर्ती को कैसे सक्षम करता है

समवर्ती रेंडरिंग की कुंजी इस तथ्य में निहित है कि रेंडर चरण अतुल्यकालिक और बाधा योग्य है। इसका मतलब है कि रिएक्ट किसी भी समय रेंडर चरण को रोक सकता है ताकि ब्राउज़र को अन्य कार्यों, जैसे उपयोगकर्ता इनपुट या नेटवर्क अनुरोधों को संभालने की अनुमति मिल सके। जब ब्राउज़र निष्क्रिय होता है, तो रिएक्ट वहीं से रेंडर चरण को फिर से शुरू कर सकता है जहां उसने छोड़ा था।

रेंडर चरण को रोकने और फिर से शुरू करने की यह क्षमता रिएक्ट को अन्य ब्राउज़र ऑपरेशंस के साथ रेंडरिंग कार्यों को इंटरलीव करने की अनुमति देती है, जिससे मुख्य थ्रेड को अवरुद्ध होने से रोका जा सकता है और अधिक प्रतिक्रियाशील उपयोगकर्ता अनुभव सुनिश्चित किया जा सकता है। कमिट चरण, दूसरी ओर, यूआई में स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए सिंक्रोनस होना चाहिए। हालांकि, कमिट चरण आमतौर पर रेंडर चरण की तुलना में बहुत तेज होता है, इसलिए यह आमतौर पर प्रदर्शन बाधाओं का कारण नहीं बनता है।

वर्क लूप में प्राथमिकता निर्धारण

रिएक्ट यह निर्धारित करने के लिए एक प्राथमिकता-आधारित शेड्यूलिंग एल्गोरिथम का उपयोग करता है कि किन फाइबर नोड्स को पहले संसाधित किया जाए। यह एल्गोरिथम प्रत्येक अपडेट को उसके महत्व के आधार पर एक प्राथमिकता स्तर असाइन करता है। उदाहरण के लिए, उपयोगकर्ता इनपुट द्वारा ट्रिगर किए गए अपडेट को आमतौर पर पृष्ठभूमि डेटा फ़ेचिंग द्वारा ट्रिगर किए गए अपडेट की तुलना में उच्च प्राथमिकता दी जाती है।

वर्क लूप हमेशा उच्चतम प्राथमिकता वाले फाइबर नोड्स को पहले संसाधित करता है। यह सुनिश्चित करता है कि महत्वपूर्ण अपडेट जल्दी संसाधित हों, जिससे एक प्रतिक्रियाशील उपयोगकर्ता अनुभव मिलता है। कम महत्वपूर्ण अपडेट पृष्ठभूमि में संसाधित होते हैं जब ब्राउज़र निष्क्रिय होता है।

यह प्राथमिकता प्रणाली एक सहज उपयोगकर्ता अनुभव बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है, खासकर कई समवर्ती अपडेट वाले जटिल अनुप्रयोगों में। एक ऐसे परिदृश्य पर विचार करें जहां एक उपयोगकर्ता खोज बार में टाइप कर रहा है जबकि साथ ही, एप्लिकेशन सुझाए गए खोज शब्दों की सूची फ़ेच कर रहा है और प्रदर्शित कर रहा है। उपयोगकर्ता के टाइपिंग से संबंधित अपडेट को प्राथमिकता दी जानी चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि टेक्स्ट फ़ील्ड प्रतिक्रियाशील बना रहे, जबकि सुझाए गए खोज शब्दों से संबंधित अपडेट को पृष्ठभूमि में संसाधित किया जा सकता है।

समवर्ती रेंडरिंग के व्यावहारिक उदाहरण

आइए कुछ व्यावहारिक उदाहरणों की जांच करें कि कैसे समवर्ती रेंडरिंग रिएक्ट अनुप्रयोगों के प्रदर्शन और उपयोगकर्ता अनुभव को बेहतर बना सकती है।

1. उपयोगकर्ता इनपुट को डिबाउंस करना

एक ऐसे खोज बार पर विचार करें जो उपयोगकर्ता के टाइप करते ही खोज परिणाम प्रदर्शित करता है। समवर्ती रेंडरिंग के बिना, प्रत्येक कीस्ट्रोक पूरे खोज परिणाम सूची के पुन: रेंडर को ट्रिगर कर सकता है, जिससे प्रदर्शन संबंधी समस्याएं और एक खराब उपयोगकर्ता अनुभव हो सकता है।

समवर्ती रेंडरिंग के साथ, हम खोज परिणामों के रेंडरिंग को तब तक विलंबित करने के लिए डिबाउंसिंग का उपयोग कर सकते हैं जब तक कि उपयोगकर्ता थोड़े समय के लिए टाइप करना बंद न कर दे। यह रिएक्ट को उपयोगकर्ता के इनपुट को प्राथमिकता देने और यूआई को अनुत्तरदायी होने से रोकने की अनुमति देता है।

यहाँ एक सरलीकृत उदाहरण दिया गया है:

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;

इस उदाहरण में, debounce फ़ंक्शन खोज तर्क के निष्पादन को तब तक विलंबित करता है जब तक कि उपयोगकर्ता ने 300 मिलीसेकंड के लिए टाइप करना बंद न कर दिया हो। यह सुनिश्चित करता है कि खोज परिणाम केवल तभी रेंडर किए जाते हैं जब आवश्यक हो, जिससे एप्लिकेशन का प्रदर्शन बेहतर होता है।

2. लेज़ी लोडिंग छवियां

बड़ी छवियों को लोड करने से वेब पेज के प्रारंभिक लोड समय पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ सकता है। समवर्ती रेंडरिंग के साथ, हम छवियों को लोड करने में देरी करने के लिए लेज़ी लोडिंग का उपयोग कर सकते हैं जब तक कि वे व्यूपोर्ट में दिखाई न दें।

यह तकनीक एप्लिकेशन के कथित प्रदर्शन में काफी सुधार कर सकती है, क्योंकि उपयोगकर्ता को सभी छवियों के लोड होने का इंतजार नहीं करना पड़ता है इससे पहले कि वे पेज के साथ बातचीत करना शुरू कर सकें।

react-lazyload लाइब्रेरी का उपयोग करके यहां एक सरलीकृत उदाहरण दिया गया है:

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

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

export default ImageComponent;

इस उदाहरण में, LazyLoad घटक छवि के लोडिंग को तब तक विलंबित करता है जब तक कि वह व्यूपोर्ट में दिखाई न दे। placeholder प्रॉप हमें छवि लोड होने के दौरान एक लोडिंग संकेतक प्रदर्शित करने की अनुमति देता है।

3. डेटा फ़ेचिंग के लिए सस्पेंस

रिएक्ट सस्पेंस आपको डेटा लोड होने की प्रतीक्षा करते समय एक घटक के रेंडरिंग को "निलंबित" करने की अनुमति देता है। यह डेटा फ़ेचिंग परिदृश्यों के लिए विशेष रूप से उपयोगी है, जहां आप एक एपीआई से डेटा की प्रतीक्षा करते समय एक लोडिंग संकेतक प्रदर्शित करना चाहते हैं।

सस्पेंस समवर्ती रेंडरिंग के साथ सहजता से एकीकृत होता है, जिससे रिएक्ट को डेटा के लोडिंग को प्राथमिकता देने और यूआई को अनुत्तरदायी होने से रोकने की अनुमति मिलती है।

यहाँ एक सरलीकृत उदाहरण दिया गया है:

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...