React grupiranje (batching): Strategije optimizacije ažuriranja stanja za performantne aplikacije

React, moćna JavaScript biblioteka za izradu korisničkih sučelja, teži optimalnim performansama. Jedan od ključnih mehanizama koje koristi je grupiranje (batching), koje optimizira način obrade ažuriranja stanja. Razumijevanje React grupiranja ključno je za izradu performantnih i responzivnih aplikacija, posebno s porastom složenosti. Ovaj sveobuhvatni vodič zaranja u složenost React grupiranja, istražujući njegove prednosti, različite strategije i napredne tehnike za maksimiziranje njegove učinkovitosti.

Što je React grupiranje (batching)?

React grupiranje je proces grupiranja više ažuriranja stanja u jedno ponovno iscrtavanje (re-render). Umjesto da React ponovno iscrtava komponentu za svako ažuriranje stanja, on čeka dok se sva ažuriranja ne dovrše i zatim izvršava jedno iscrtavanje. To drastično smanjuje broj ponovnih iscrtavanja, što dovodi do značajnih poboljšanja performansi.

Razmotrimo scenarij u kojem trebate ažurirati više varijabli stanja unutar istog rukovatelja događajima (event handler):

            
function MyComponent() {
  const [countA, setCountA] = React.useState(0);
  const [countB, setCountB] = React.useState(0);

  const handleClick = () => {
    setCountA(countA + 1);
    setCountB(countB + 1);
  };

  return (
    <button onClick={handleClick}>
      Increment Both
    </button>
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

Bez grupiranja, ovaj kod bi pokrenuo dva ponovna iscrtavanja: jedno za setCountA i drugo za setCountB. Međutim, React grupiranje inteligentno spaja ova ažuriranja u jedno ponovno iscrtavanje, što rezultira boljim performansama. To je posebno primjetno kod složenijih komponenti i čestih promjena stanja.

Prednosti grupiranja (batching)

Primarna prednost React grupiranja su poboljšane performanse. Smanjenjem broja ponovnih iscrtavanja, minimizira se količina posla koju preglednik mora obaviti, što dovodi do glađeg i responzivnijeg korisničkog iskustva. Konkretno, grupiranje nudi sljedeće prednosti:

• Smanjen broj ponovnih iscrtavanja: Najznačajnija prednost je smanjenje broja ponovnih iscrtavanja. To se izravno prevodi u manju upotrebu CPU-a i brže vrijeme iscrtavanja.
• Poboljšana responzivnost: Minimiziranjem ponovnih iscrtavanja, aplikacija postaje responzivnija na korisničke interakcije. Korisnici doživljavaju manje kašnjenja i fluidnije sučelje.
• Optimizirane performanse: Grupiranje optimizira cjelokupne performanse aplikacije, što dovodi do boljeg korisničkog iskustva, posebno na uređajima s ograničenim resursima.
• Smanjena potrošnja energije: Manje ponovnih iscrtavanja također znači smanjenu potrošnju energije, što je važan faktor za mobilne uređaje i prijenosna računala.

Automatsko grupiranje u Reactu 18 i novijim verzijama

Prije Reacta 18, grupiranje je uglavnom bilo ograničeno na ažuriranja stanja unutar React rukovatelja događajima. To je značilo da se ažuriranja stanja izvan rukovatelja događajima, kao što su ona unutar setTimeout, promise-a ili nativnih rukovatelja događajima, ne bi grupirala. React 18 uveo je automatsko grupiranje, koje proširuje grupiranje na gotovo sva ažuriranja stanja, bez obzira odakle potječu. Ovo poboljšanje značajno pojednostavljuje optimizaciju performansi i smanjuje potrebu za ručnom intervencijom.

S automatskim grupiranjem, sljedeći kod će sada biti grupiran u Reactu 18:

            
function MyComponent() {
  const [countA, setCountA] = React.useState(0);
  const [countB, setCountB] = React.useState(0);

  const handleClick = () => {
    setTimeout(() => {
      setCountA(countA + 1);
      setCountB(countB + 1);
    }, 0);
  };

  return (
    <button onClick={handleClick}>
      Increment Both
    </button>
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

U ovom primjeru, iako su ažuriranja stanja unutar setTimeout povratne funkcije (callback), React 18 će ih svejedno grupirati u jedno ponovno iscrtavanje. Ovo automatsko ponašanje pojednostavljuje optimizaciju performansi i osigurava dosljedno grupiranje kroz različite obrasce koda.

Kada se grupiranje ne događa (i kako to riješiti)

Unatoč Reactovim automatskim mogućnostima grupiranja, postoje situacije u kojima se grupiranje možda neće dogoditi kako se očekuje. Razumijevanje ovih scenarija i znanje kako ih riješiti ključno je za održavanje optimalnih performansi.

1. Ažuriranja izvan Reactovog stabla iscrtavanja

Ako se ažuriranja stanja dogode izvan Reactovog stabla iscrtavanja (npr. unutar biblioteke koja izravno manipulira DOM-om), grupiranje se neće dogoditi automatski. U tim slučajevima možda ćete morati ručno pokrenuti ponovno iscrtavanje ili koristiti Reactove mehanizme za usklađivanje kako biste osigurali dosljednost.

2. Zastarjeli kod ili biblioteke

Starije kodne baze ili biblioteke trećih strana mogu se oslanjati na obrasce koji ometaju Reactov mehanizam grupiranja. Na primjer, biblioteka može eksplicitno pokretati ponovna iscrtavanja ili koristiti zastarjele API-je. U takvim slučajevima možda ćete morati refaktorirati kod ili pronaći alternativne biblioteke koje su kompatibilne s Reactovim ponašanjem grupiranja.

3. Hitna ažuriranja koja zahtijevaju trenutno iscrtavanje

U rijetkim slučajevima, možda ćete morati prisilno pokrenuti trenutno ponovno iscrtavanje za određeno ažuriranje stanja. To može biti potrebno kada je ažuriranje ključno za korisničko iskustvo i ne može se odgoditi. React pruža flushSync API za te situacije (o čemu će biti više riječi u nastavku).

Strategije za optimizaciju ažuriranja stanja

Iako React grupiranje pruža automatska poboljšanja performansi, možete dodatno optimizirati ažuriranja stanja kako biste postigli još bolje rezultate. Evo nekoliko učinkovitih strategija:

1. Grupirajte povezana ažuriranja stanja

Kad god je moguće, grupirajte povezana ažuriranja stanja u jedno ažuriranje. To smanjuje broj ponovnih iscrtavanja i poboljšava performanse. Na primjer, umjesto ažuriranja više pojedinačnih varijabli stanja, razmislite o korištenju jedne varijable stanja koja sadrži objekt sa svim povezanim vrijednostima.

            
function MyComponent() {
  const [data, setData] = React.useState({
    name: '',
    email: '',
    age: 0,
  });

  const handleChange = (e) => {
    const { name, value } = e.target;
    setData({ ...data, [name]: value });
  };

  return (
    <form>
      <input type="text" name="name" value={data.name} onChange={handleChange} />
      <input type="email" name="email" value={data.email} onChange={handleChange} />
      <input type="number" name="age" value={data.age} onChange={handleChange} />
    </form>
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

U ovom primjeru, sve promjene unosa u obrascu obrađuje jedna handleChange funkcija koja ažurira data varijablu stanja. To osigurava da su sva povezana ažuriranja stanja grupirana u jedno ponovno iscrtavanje.

2. Koristite funkcionalna ažuriranja

Kada ažurirate stanje na temelju njegove prethodne vrijednosti, koristite funkcionalna ažuriranja. Funkcionalna ažuriranja pružaju prethodnu vrijednost stanja kao argument funkciji za ažuriranje, osiguravajući da uvijek radite s ispravnom vrijednošću, čak i u asinkronim scenarijima.

            
function MyComponent() {
  const [count, setCount] = React.useState(0);

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

  return (
    <button onClick={handleClick}>
      Increment
    </button>
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

Korištenje funkcionalnog ažuriranja setCount((prevCount) => prevCount + 1) jamči da se ažuriranje temelji na ispravnoj prethodnoj vrijednosti, čak i ako je više ažuriranja grupirano zajedno.

3. Iskoristite useCallback i useMemo

useCallback i useMemo su ključni hookovi za optimizaciju React performansi. Omogućuju vam memoiziranje funkcija i vrijednosti, sprječavajući nepotrebna ponovna iscrtavanja podređenih komponenti. To je posebno važno prilikom prosljeđivanja props-ova podređenim komponentama koje se oslanjaju na te vrijednosti.

            
function MyComponent() {
  const [count, setCount] = React.useState(0);

  const increment = React.useCallback(() => {
    setCount((prevCount) => prevCount + 1);
  }, []);

  return (
    <ChildComponent increment={increment} />
  );
}

function ChildComponent({ increment }) {
  React.useEffect(() => {
    console.log('ChildComponent rendered');
  });
  return (<button onClick={increment}>Increment</button>);
}

            

              
                Copy
              
            
          

U ovom primjeru, useCallback memoizira increment funkciju, osiguravajući da se ona mijenja samo kada se njezine ovisnosti promijene (u ovom slučaju, nema ih). To sprječava nepotrebno ponovno iscrtavanje ChildComponent komponente kada se stanje count promijeni.

4. Debouncing i Throttling

Debouncing i throttling su tehnike za ograničavanje učestalosti izvršavanja funkcije. Posebno su korisne za rukovanje događajima koji pokreću česta ažuriranja, kao što su događaji pomicanja (scroll) ili promjene unosa. Debouncing osigurava da se funkcija izvrši tek nakon određenog razdoblja neaktivnosti, dok throttling osigurava da se funkcija izvrši najviše jednom unutar zadanog vremenskog intervala.

            
import { debounce } from 'lodash';

function MyComponent() {
  const [searchTerm, setSearchTerm] = React.useState('');

  const handleInputChange = (e) => {
    const value = e.target.value;
    setSearchTerm(value);
    debouncedSearch(value);
  };

  const search = (term) => {
    console.log('Searching for:', term);
    // Perform search logic here
  };

  const debouncedSearch = React.useMemo(() => debounce(search, 300), []);

  return (
    <input type="text" onChange={handleInputChange} />
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

U ovom primjeru, debounce funkcija iz Lodash biblioteke koristi se za debouncing search funkcije. To osigurava da se funkcija pretraživanja izvrši tek nakon što korisnik prestane tipkati 300 milisekundi, sprječavajući nepotrebne API pozive i poboljšavajući performanse.

Napredne tehnike: requestAnimationFrame i flushSync

Za naprednije scenarije, React pruža dva moćna API-ja: requestAnimationFrame i flushSync. Ovi API-ji omogućuju vam fino podešavanje vremena ažuriranja stanja i kontrolu nad time kada se događaju ponovna iscrtavanja.

1. requestAnimationFrame

requestAnimationFrame je API preglednika koji zakazuje izvršavanje funkcije prije sljedećeg iscrtavanja. Često se koristi za izvođenje animacija i drugih vizualnih ažuriranja na gladak i učinkovit način. U Reactu možete koristiti requestAnimationFrame za grupiranje ažuriranja stanja i osiguravanje njihove sinkronizacije s ciklusom iscrtavanja preglednika.

            
function MyComponent() {
  const [position, setPosition] = React.useState(0);

  React.useEffect(() => {
    const animate = () => {
      requestAnimationFrame(() => {
        setPosition((prevPosition) => prevPosition + 1);
        animate();
      });
    };

    animate();
  }, []);

  return (
    <div style={{ transform: `translateX(${position}px)` }}>
      Moving Element
    </div>
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

U ovom primjeru, requestAnimationFrame se koristi za kontinuirano ažuriranje varijable stanja position, stvarajući glatku animaciju. Korištenjem requestAnimationFrame, ažuriranja su sinkronizirana s ciklusom iscrtavanja preglednika, sprječavajući trzave animacije i osiguravajući optimalne performanse.

2. flushSync

flushSync je React API koji prisiljava trenutno sinkrono ažuriranje DOM-a. Obično se koristi u rijetkim slučajevima kada trebate osigurati da se ažuriranje stanja odmah odrazi u korisničkom sučelju, kao što je interakcija s vanjskim bibliotekama ili prilikom izvođenja kritičnih ažuriranja sučelja. Koristite ga štedljivo jer može poništiti prednosti grupiranja u pogledu performansi.

            
import { flushSync } from 'react-dom';

function MyComponent() {
  const [text, setText] = React.useState('');

  const handleChange = (e) => {
    const value = e.target.value;
    flushSync(() => {
      setText(value);
    });
    // Perform other synchronous operations that rely on the updated text
    console.log('Text updated synchronously:', value);
  };

  return (
    <input type="text" onChange={handleChange} />
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

U ovom primjeru, flushSync se koristi za trenutno ažuriranje varijable stanja text svaki put kada se unos promijeni. To osigurava da će sve naknadne sinkrone operacije koje se oslanjaju na ažurirani tekst imati pristup ispravnoj vrijednosti. Važno je koristiti flushSync razborito, jer može poremetiti Reactov mehanizam grupiranja i potencijalno dovesti do problema s performansama ako se prekomjerno koristi.

Primjeri iz stvarnog svijeta: Globalna e-commerce platforma i financijske nadzorne ploče

Kako bismo ilustrirali važnost React grupiranja i strategija optimizacije, razmotrimo dva primjera iz stvarnog svijeta:

1. Globalna e-commerce platforma

Globalna e-commerce platforma obrađuje ogroman volumen korisničkih interakcija, uključujući pregledavanje proizvoda, dodavanje artikala u košaricu i dovršavanje kupnje. Bez odgovarajuće optimizacije, ažuriranja stanja vezana uz ukupne iznose u košarici, dostupnost proizvoda i troškove dostave mogu pokrenuti brojna ponovna iscrtavanja, što dovodi do sporog korisničkog iskustva, posebno za korisnike s sporijim internetskim vezama na tržištima u razvoju. Implementacijom React grupiranja i tehnika poput debouncinga za upite pretraživanja i throttlinga za ažuriranje ukupnog iznosa košarice, platforma može značajno poboljšati performanse i responzivnost, osiguravajući glatko iskustvo kupovine za korisnike širom svijeta.

2. Financijska nadzorna ploča

Financijska nadzorna ploča prikazuje tržišne podatke u stvarnom vremenu, performanse portfelja i povijest transakcija. Nadzorna ploča se mora često ažurirati kako bi odražavala najnovije tržišne uvjete. Međutim, prekomjerna ponovna iscrtavanja mogu dovesti do trzavog i neresponzivnog sučelja. Korištenjem tehnika kao što su useMemo za memoiziranje skupih izračuna i requestAnimationFrame za sinkronizaciju ažuriranja s ciklusom iscrtavanja preglednika, nadzorna ploča može održati glatko i fluidno korisničko iskustvo, čak i s visokofrekventnim ažuriranjima podataka. Nadalje, događaji poslani s poslužitelja (server-sent events), koji se često koriste za streaming financijskih podataka, imaju velike koristi od automatskih mogućnosti grupiranja u Reactu 18. Ažuriranja primljena putem SSE-a automatski se grupiraju, sprječavajući nepotrebna ponovna iscrtavanja.

Zaključak

React grupiranje je temeljna tehnika optimizacije koja može značajno poboljšati performanse vaših aplikacija. Razumijevanjem načina na koji grupiranje funkcionira i primjenom učinkovitih strategija optimizacije, možete izgraditi performantna i responzivna korisnička sučelja koja pružaju izvrsno korisničko iskustvo, bez obzira na složenost vaše aplikacije ili lokaciju vaših korisnika. Od automatskog grupiranja u Reactu 18 do naprednih tehnika poput requestAnimationFrame i flushSync, React pruža bogat skup alata za fino podešavanje ažuriranja stanja i maksimiziranje performansi. Kontinuiranim praćenjem i optimizacijom vaših React aplikacija, možete osigurati da ostanu brze, responzivne i ugodne za korištenje korisnicima širom svijeta.