Raspoređivanje resursa u React Concurrent Mode-u: Upravljanje zadacima svjesno memorije

React Concurrent Mode je skup novih značajki u Reactu koje pomažu programerima u izradi responzivnijih korisničkih sučelja s boljim performansama. U njegovoj srži leži sofisticirani mehanizam za raspoređivanje resursa koji upravlja izvršavanjem različitih zadataka, dajući prioritet korisničkim interakcijama i osiguravajući glatko iskustvo čak i pod velikim opterećenjem. Ovaj članak zaranja u zamršenosti raspoređivanja resursa u React Concurrent Mode-u, fokusirajući se na to kako upravlja memorijom i prioritizira zadatke kako bi pružio optimalne performanse za globalnu publiku.

Razumijevanje Concurrent Mode-a i njegovih ciljeva

Tradicionalno renderiranje u Reactu je sinkrono i blokirajuće. To znači da kada React počne renderirati stablo komponenti, nastavlja sve dok se cijelo stablo ne iscrta, potencijalno blokirajući glavnu nit i dovodeći do sporih ažuriranja korisničkog sučelja. Concurrent Mode rješava ovo ograničenje uvođenjem mogućnosti prekida, pauziranja, nastavljanja ili čak napuštanja zadataka renderiranja. To omogućuje Reactu da isprepliće renderiranje s drugim važnim zadacima, kao što su rukovanje korisničkim unosom, iscrtavanje animacija i odgovaranje na mrežne zahtjeve.

Ključni ciljevi Concurrent Mode-a su:

• Responzivnost: Održavanje glatkog i responzivnog korisničkog sučelja sprječavanjem dugotrajnih zadataka da blokiraju glavnu nit.
• Prioritizacija: Davanje prioriteta korisničkim interakcijama (npr. tipkanje, klikanje) u odnosu na manje hitne pozadinske zadatke.
• Asinkrono renderiranje: Razbijanje renderiranja na manje, prekidive jedinice rada.
• Poboljšano korisničko iskustvo: Pružanje fluidnijeg i besprijekornijeg korisničkog iskustva, posebno na uređajima s ograničenim resursima ili sporim mrežnim vezama.

Fiber arhitektura: Temelj konkurentnosti

Concurrent Mode izgrađen je na Fiber arhitekturi, koja je potpuna prerada Reactovog internog mehanizma za renderiranje. Fiber predstavlja svaku komponentu u korisničkom sučelju kao jedinicu rada. Za razliku od prethodnog "reconcilera" temeljenog na stogu, Fiber koristi strukturu podataka povezane liste za stvaranje stabla rada. To omogućuje Reactu da pauzira, nastavi i prioritizira zadatke renderiranja na temelju njihove hitnosti.

Ključni koncepti u Fiberu:

• Fiber čvor: Predstavlja jedinicu rada (npr. instancu komponente).
• WorkLoop: Petlja koja iterira kroz Fiber stablo, obavljajući rad na svakom Fiber čvoru.
• Scheduler (Raspoređivač): Određuje koje Fiber čvorove treba sljedeće obraditi, na temelju njihovog prioriteta.
• Reconciliation (Usklađivanje): Proces usporedbe trenutnog Fiber stabla s prethodnim kako bi se identificirale promjene koje treba primijeniti na DOM.

Raspoređivanje resursa u Concurrent Mode-u

Raspoređivač resursa odgovoran je za upravljanje izvršavanjem različitih zadataka u Concurrent Mode-u. On prioritizira zadatke na temelju njihove hitnosti i sukladno tome dodjeljuje resurse (CPU vrijeme, memoriju). Raspoređivač koristi razne tehnike kako bi osigurao da se najvažniji zadaci izvrše prvi, dok se manje hitni zadaci odgađaju za kasnije.

Prioritizacija zadataka

React Concurrent Mode koristi sustav raspoređivanja temeljen na prioritetima kako bi odredio redoslijed izvršavanja zadataka. Zadacima se dodjeljuju različiti prioriteti na temelju njihove važnosti. Uobičajeni prioriteti uključuju:

• Immediate Priority (Trenutni prioritet): Za zadatke koje treba odmah izvršiti, poput rukovanja korisničkim unosom.
• User-Blocking Priority (Prioritet koji blokira korisnika): Za zadatke koji blokiraju korisnika u interakciji s korisničkim sučeljem, kao što je ažuriranje UI-ja kao odgovor na korisničku akciju.
• Normal Priority (Normalan prioritet): Za zadatke koji nisu vremenski kritični, kao što je renderiranje nekritičnih dijelova korisničkog sučelja.
• Low Priority (Niski prioritet): Za zadatke koji se mogu odgoditi za kasnije, poput pred-renderiranja sadržaja koji nije odmah vidljiv.
• Idle Priority (Prioritet u stanju mirovanja): Za zadatke koji se izvršavaju samo kada je preglednik u stanju mirovanja, poput pozadinskog dohvaćanja podataka.

Raspoređivač koristi ove prioritete kako bi odredio koje zadatke sljedeće izvršiti. Zadaci s višim prioritetima izvršavaju se prije zadataka s nižim prioritetima. To osigurava da se najvažniji zadaci izvrše prvi, čak i ako je sustav pod velikim opterećenjem.

Prekidivo renderiranje

Jedna od ključnih značajki Concurrent Mode-a je prekidivo renderiranje. To znači da raspoređivač može prekinuti zadatak renderiranja ako se treba izvršiti zadatak višeg prioriteta. Na primjer, ako korisnik počne tipkati u polje za unos dok React renderira veliko stablo komponenti, raspoređivač može prekinuti zadatak renderiranja i prvo obraditi korisnički unos. To osigurava da korisničko sučelje ostane responzivno, čak i kada React izvodi složene operacije renderiranja.

Kada se zadatak renderiranja prekine, React sprema trenutno stanje Fiber stabla. Kada raspoređivač nastavi s zadatkom renderiranja, može nastaviti tamo gdje je stao, bez potrebe da počne ispočetka. To značajno poboljšava performanse React aplikacija, posebno kada se radi o velikim i složenim korisničkim sučeljima.

Time Slicing (Vremensko rezanje)

Time slicing je još jedna tehnika koju raspoređivač resursa koristi za poboljšanje responzivnosti React aplikacija. Time slicing uključuje razbijanje zadataka renderiranja na manje dijelove rada. Raspoređivač zatim dodjeljuje malu količinu vremena ("vremenski odsječak") svakom dijelu rada. Nakon što vremenski odsječak istekne, raspoređivač provjerava postoje li zadaci višeg prioriteta koje treba izvršiti. Ako postoje, raspoređivač prekida trenutni zadatak i izvršava zadatak višeg prioriteta. U suprotnom, raspoređivač nastavlja s trenutnim zadatkom dok se ne završi ili dok ne stigne drugi zadatak višeg prioriteta.

Time slicing sprječava da dugotrajni zadaci renderiranja blokiraju glavnu nit na dulje vrijeme. To pomaže u održavanju glatkog i responzivnog korisničkog sučelja, čak i kada React izvodi složene operacije renderiranja.

Upravljanje zadacima svjesno memorije

Raspoređivanje resursa u React Concurrent Mode-u također uzima u obzir potrošnju memorije. React nastoji minimizirati alokaciju memorije i "garbage collection" (skupljanje smeća) kako bi poboljšao performanse, posebno na uređajima s ograničenim resursima. To postiže kroz nekoliko strategija:

Object Pooling (Grupiranje objekata)

Object pooling je tehnika koja uključuje ponovnu upotrebu postojećih objekata umjesto stvaranja novih. To može značajno smanjiti količinu memorije koju alociraju React aplikacije. React koristi object pooling za često stvarane i uništavane objekte, kao što su Fiber čvorovi i redovi za ažuriranje.

Kada objekt više nije potreban, vraća se u "pool" umjesto da bude prikupljen od strane garbage collectora. Sljedeći put kada je potreban objekt te vrste, dohvaća se iz pool-a umjesto da se stvara ispočetka. To smanjuje opterećenje alokacije memorije i garbage collectiona, što može poboljšati performanse React aplikacija.

Osjetljivost na Garbage Collection

Concurrent Mode dizajniran je da bude osjetljiv na garbage collection. Raspoređivač pokušava rasporediti zadatke na način koji minimizira utjecaj garbage collectiona na performanse. Na primjer, raspoređivač može izbjegavati stvaranje velikog broja objekata odjednom, što može pokrenuti ciklus garbage collectiona. Također pokušava obavljati rad u manjim dijelovima kako bi smanjio memorijski otisak u bilo kojem trenutku.

Odgađanje nekritičnih zadataka

Dajući prioritet korisničkim interakcijama i odgađajući nekritične zadatke, React može smanjiti količinu memorije koja se koristi u bilo kojem trenutku. Zadaci koji nisu odmah potrebni, kao što je pred-renderiranje sadržaja koji nije vidljiv korisniku, mogu se odgoditi za kasnije kada je sustav manje zauzet. To smanjuje memorijski otisak aplikacije i poboljšava njezine ukupne performanse.

Praktični primjeri i slučajevi upotrebe

Istražimo neke praktične primjere kako raspoređivanje resursa u React Concurrent Mode-u može poboljšati korisničko iskustvo:

Primjer 1: Rukovanje unosom

Zamislite obrazac s više polja za unos i složenom logikom validacije. U tradicionalnoj React aplikaciji, tipkanje u polje za unos moglo bi pokrenuti sinkrono ažuriranje cijelog obrasca, što dovodi do primjetnog kašnjenja. S Concurrent Mode-om, React može dati prioritet rukovanju korisničkim unosom, osiguravajući da korisničko sučelje ostane responzivno čak i kada je logika validacije složena. Dok korisnik tipka, React odmah ažurira polje za unos. Logika validacije se zatim izvršava kao pozadinski zadatak s nižim prioritetom, osiguravajući da ne ometa korisničko iskustvo tipkanja. Za međunarodne korisnike koji unose podatke s različitim skupovima znakova, ova responzivnost je ključna, posebno na uređajima s manje snažnim procesorima.

Primjer 2: Dohvaćanje podataka

Razmotrite nadzornu ploču koja prikazuje podatke iz više API-ja. U tradicionalnoj React aplikaciji, dohvaćanje svih podataka odjednom moglo bi blokirati korisničko sučelje dok se svi zahtjevi ne dovrše. S Concurrent Mode-om, React može dohvaćati podatke asinkrono i renderirati korisničko sučelje inkrementalno. Najvažniji podaci mogu se dohvatiti i prikazati prvi, dok se manje važni podaci dohvaćaju i prikazuju kasnije. To osigurava brže početno vrijeme učitavanja i responzivnije korisničko iskustvo. Zamislite aplikaciju za trgovanje dionicama koja se koristi globalno. Trgovcima u različitim vremenskim zonama potrebna su ažuriranja podataka u stvarnom vremenu. Concurrent Mode omogućuje trenutni prikaz ključnih informacija o dionicama, dok se manje kritična tržišna analiza učitava u pozadini, nudeći responzivno iskustvo čak i s promjenjivim brzinama mreže na globalnoj razini.

Primjer 3: Animacija

Animacije mogu biti računalno zahtjevne, potencijalno dovodeći do ispuštenih okvira i isprekidanog korisničkog iskustva. Concurrent Mode omogućuje Reactu da da prioritet animacijama, osiguravajući da se renderiraju glatko čak i kada se drugi zadaci izvode u pozadini. Dodjeljivanjem visokog prioriteta zadacima animacije, React osigurava da se okviri animacije renderiraju na vrijeme, pružajući vizualno privlačno iskustvo. Na primjer, stranica za e-trgovinu koja koristi animaciju za prijelaz između stranica proizvoda može osigurati fluidno i vizualno ugodno iskustvo za međunarodne kupce, bez obzira na njihov uređaj ili lokaciju.

Omogućavanje Concurrent Mode-a

Da biste omogućili Concurrent Mode u svojoj React aplikaciji, trebate koristiti `createRoot` API umjesto tradicionalnog `ReactDOM.render` API-ja. Evo primjera:

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

const container = document.getElementById('root');
const root = createRoot(container); // createRoot(container!) if you use TypeScript
root.render();

Također se trebate pobrinuti da su vaše komponente kompatibilne s Concurrent Mode-om. To znači da bi vaše komponente trebale biti čiste funkcije koje se ne oslanjaju na nuspojave ili promjenjivo stanje. Ako koristite class komponente, trebali biste razmisliti o prelasku na funkcionalne komponente s hookovima.

Najbolje prakse za optimizaciju memorije u Concurrent Mode-u

Evo nekoliko najboljih praksi za optimizaciju potrošnje memorije u React Concurrent Mode aplikacijama:

• Izbjegavajte nepotrebna ponovna iscrtavanja: Koristite `React.memo` i `useMemo` kako biste spriječili ponovno renderiranje komponenti kada se njihovi propovi nisu promijenili. To može značajno smanjiti količinu posla koji React treba obaviti i poboljšati performanse.
• Koristite lijeno učitavanje (lazy loading): Učitavajte komponente samo kada su potrebne. To može smanjiti početno vrijeme učitavanja vaše aplikacije i poboljšati njezinu responzivnost.
• Optimizirajte slike: Koristite optimizirane slike kako biste smanjili veličinu svoje aplikacije. To može poboljšati vrijeme učitavanja i smanjiti količinu memorije koju vaša aplikacija koristi.
• Koristite dijeljenje koda (code splitting): Podijelite svoj kod na manje dijelove koji se mogu učitavati na zahtjev. To može smanjiti početno vrijeme učitavanja vaše aplikacije i poboljšati njezinu responzivnost.
• Izbjegavajte curenje memorije: Pobrinite se da očistite sve resurse koje koristite kada se vaše komponente demontiraju. To može spriječiti curenje memorije i poboljšati stabilnost vaše aplikacije. Konkretno, odjavite se s pretplata, otkažite tajmere i oslobodite sve druge resurse koje držite.
• Profilirajte svoju aplikaciju: Koristite React Profiler za identificiranje uskih grla u performansama vaše aplikacije. To vam može pomoći da identificirate područja gdje možete poboljšati performanse i smanjiti potrošnju memorije.

Razmatranja o internacionalizaciji i pristupačnosti

Prilikom izrade React aplikacija za globalnu publiku, važno je uzeti u obzir internacionalizaciju (i18n) i pristupačnost (a11y). Ova razmatranja postaju još važnija pri korištenju Concurrent Mode-a, jer asinkrona priroda renderiranja može utjecati na korisničko iskustvo za korisnike s invaliditetom ili one u različitim lokalitetima.

Internacionalizacija

• Koristite i18n biblioteke: Koristite biblioteke poput `react-intl` ili `i18next` za upravljanje prijevodima i rukovanje različitim lokalitetima. Osigurajte da se vaši prijevodi učitavaju asinkrono kako biste izbjegli blokiranje korisničkog sučelja.
• Formatirajte datume i brojeve: Koristite odgovarajuće formatiranje za datume, brojeve i valute na temelju lokaliteta korisnika.
• Podržite jezike koji se pišu zdesna nalijevo: Ako vaša aplikacija treba podržavati jezike koji se pišu zdesna nalijevo, pobrinite se da su vaš raspored i stilizacija kompatibilni s tim jezicima.
• Uzmite u obzir regionalne razlike: Budite svjesni kulturnih razlika i prilagodite svoj sadržaj i dizajn u skladu s tim. Na primjer, simbolika boja, slike, pa čak i položaj gumba mogu imati različita značenja u različitim kulturama. Izbjegavajte korištenje kulturno specifičnih idioma ili slenga koje svi korisnici možda neće razumjeti. Jednostavan primjer je formatiranje datuma (MM/DD/YYYY vs DD/MM/YYYY) koje treba elegantno riješiti.

Pristupačnost

• Koristite semantički HTML: Koristite semantičke HTML elemente kako biste pružili strukturu i značenje svom sadržaju. To olakšava čitačima zaslona i drugim pomoćnim tehnologijama razumijevanje vaše aplikacije.
• Pružite alternativni tekst za slike: Uvijek pružite alternativni tekst za slike kako bi korisnici s oštećenjem vida mogli razumjeti sadržaj slika.
• Koristite ARIA atribute: Koristite ARIA atribute kako biste pružili dodatne informacije o svojoj aplikaciji pomoćnim tehnologijama.
• Osigurajte pristupačnost putem tipkovnice: Pobrinite se da su svi interaktivni elementi u vašoj aplikaciji dostupni putem tipkovnice.
• Testirajte s pomoćnim tehnologijama: Testirajte svoju aplikaciju s čitačima zaslona i drugim pomoćnim tehnologijama kako biste osigurali da je dostupna svim korisnicima. Testirajte s međunarodnim skupovima znakova kako biste osigurali ispravno renderiranje za sve jezike.

Zaključak

Raspoređivanje resursa i upravljanje zadacima svjesno memorije u React Concurrent Mode-u moćni su alati za izradu responzivnih korisničkih sučelja visokih performansi. Dajući prioritet korisničkim interakcijama, odgađajući nekritične zadatke i optimizirajući potrošnju memorije, možete stvoriti aplikacije koje pružaju besprijekorno iskustvo korisnicima diljem svijeta, bez obzira na njihov uređaj ili mrežne uvjete. Prihvaćanje ovih značajki ne samo da će poboljšati korisničko iskustvo, već će i doprinijeti inkluzivnijem i pristupačnijem webu za sve. Kako se React nastavlja razvijati, razumijevanje i korištenje Concurrent Mode-a bit će ključno za izradu modernih web aplikacija visokih performansi.