React Fiber Architektúra: A Megbékélési Folyamat Megértése

A React forradalmasította a front-end fejlesztést a komponens alapú architektúrájával és a deklaratív programozási modelljével. A React hatékonyságának középpontjában a megbékélési folyamat áll – az a mechanizmus, amellyel a React frissíti a tényleges DOM-ot, hogy tükrözze a komponensfa változásait. Ez a folyamat jelentős fejlődésen ment keresztül, amely a Fiber architektúrában csúcsosodott ki. Ez a cikk átfogó képet nyújt a React Fiberről és annak a megbékélésre gyakorolt hatásáról.

Mi az a Megbékélés?

A megbékélés az az algoritmus, amelyet a React használ a korábbi virtuális DOM összehasonlítására az új virtuális DOM-mal, és meghatározza a tényleges DOM frissítéséhez szükséges minimális változtatások halmazát. A virtuális DOM a felhasználói felület memóriában tárolt ábrázolása. Amikor egy komponens állapota megváltozik, a React létrehoz egy új virtuális DOM fát. Ahelyett, hogy közvetlenül manipulálná a tényleges DOM-ot, ami egy lassú folyamat, a React összehasonlítja az új virtuális DOM fát az előzővel, és azonosítja a különbségeket. Ezt a folyamatot diffing-nek nevezik.

A megbékélési folyamatot két fő feltételezés vezérli:

• A különböző típusú elemek különböző fákat hoznak létre.
• A fejlesztő utalhat arra, hogy mely gyermekelemek lehetnek stabilak a különböző renderelések során egy key prop-pal.

Hagyományos Megbékélés (Fiber előtt)

A React kezdeti implementációjában a megbékélési folyamat szinkron és oszthatatlan volt. Ez azt jelentette, hogy amint a React elkezdte a virtuális DOM összehasonlításának és a tényleges DOM frissítésének folyamatát, azt nem lehetett megszakítani. Ez teljesítményproblémákhoz vezethet, különösen összetett alkalmazásokban, nagy komponensfákkal. Ha egy komponensfrissítés sokáig tartott, a böngésző nem reagált, ami gyenge felhasználói élményt eredményezett. Ezt gyakran „jank” problémának nevezik.

Képzeljünk el egy komplex e-kereskedelmi weboldalt, amely termékkatalógust jelenít meg. Ha egy felhasználó interakcióba lép egy szűrővel, ami a katalógus újrarajzolását váltja ki, a szinkron megbékélési folyamat blokkolhatja a fő szálat, ami miatt a felhasználói felület nem reagál, amíg a teljes katalógus újra nem rajzolódik. Ez több másodpercet is igénybe vehet, ami frusztrációt okoz a felhasználónak.

A React Fiber Bemutatása

A React Fiber a React megbékélési algoritmusának teljes újraírása, amelyet a React 16-ban vezettek be. Elsődleges célja a React alkalmazások reagálóképességének és érzékelt teljesítményének javítása, különösen összetett forgatókönyvekben. A Fiber ezt a megbékélési folyamat kisebb, megszakítható munkaegységekre bontásával éri el.

A React Fiber mögött meghúzódó legfontosabb fogalmak a következők:

• Fiberek: A fiber egy JavaScript objektum, amely egy munkaegységet képvisel. Információkat tartalmaz egy komponensről, annak bemenetéről és kimenetéről. Minden React komponenshez tartozik egy megfelelő fiber.
• WorkLoop: A work loop egy ciklus, amely végigjárja a fiber fát, és elvégzi az egyes fiberekhez szükséges munkát.
• Ütemezés: Az ütemező dönti el, hogy mikor kezdjen el, szüneteltessen, folytasson vagy hagyjon abba egy munkaegységet a prioritás alapján.

A Fiber Architektúra Előnyei

A Fiber architektúra számos jelentős előnyt kínál:

• Megszakítható Megbékélés: A Fiber lehetővé teszi a React számára, hogy szüneteltesse és folytassa a megbékélési folyamatot, megakadályozva, hogy a hosszú ideig futó feladatok blokkolják a fő szálat. Ez biztosítja, hogy a felhasználói felület reagáljon, még összetett frissítések során is.
• Prioritás Alapú Frissítések: A Fiber lehetővé teszi a React számára, hogy prioritást rendeljen a különböző típusú frissítésekhez. Például a felhasználói interakciók, mint például a gépelés vagy a kattintás, magasabb prioritást kaphatnak, mint a háttérfeladatok, például az adatlekérés. Ez biztosítja, hogy a legfontosabb frissítések legyenek először feldolgozva.
• Aszinkron Renderelés: A Fiber lehetővé teszi a React számára, hogy aszinkron módon végezze a renderelést. Ez azt jelenti, hogy a React elkezdhet renderelni egy komponenst, majd szüneteltetheti, hogy a böngésző kezelni tudjon más feladatokat, például a felhasználói bevitelt vagy az animációkat. Ez javítja az alkalmazás általános teljesítményét és reagálóképességét.
• Továbbfejlesztett Hibakezelés: A Fiber jobb hibakezelést biztosít a megbékélési folyamat során. Ha hiba lép fel a renderelés során, a React kecsesebben helyre tud állni, és megakadályozza az egész alkalmazás összeomlását.

Vegyünk egy együttműködésen alapuló dokumentumszerkesztő alkalmazást. A Fiberrel a különböző felhasználók által végzett szerkesztések különböző prioritásokkal dolgozhatók fel. A jelenlegi felhasználó valós idejű gépelése a legmagasabb prioritást kapja, biztosítva az azonnali visszajelzést. A többi felhasználótól érkező frissítések, vagy a háttérben történő automatikus mentés alacsonyabb prioritással dolgozhatók fel, minimalizálva az aktív felhasználó élményének megszakítását.

A Fiber Struktúra Megértése

Minden React komponenst egy Fiber csomópont képvisel. A Fiber csomópont információkat tartalmaz a komponens típusáról, propjairól, állapotáról és a fában lévő többi Fiber csomóponthoz fűződő kapcsolatairól. Íme a Fiber csomópont néhány fontos tulajdonsága:

• type: A komponens típusa (pl. függvénykomponens, osztálykomponens, DOM elem).
• key: A komponensnek átadott key prop.
• props: A komponensnek átadott propok.
• stateNode: A komponens példánya (osztálykomponensek esetén) vagy null (függvénykomponensek esetén).
• child: Mutató az első gyermek Fiber csomóponthoz.
• sibling: Mutató a következő testvér Fiber csomóponthoz.
• return: Mutató a szülő Fiber csomóponthoz.
• alternate: Mutató a komponens előző állapotát képviselő Fiber csomóponthoz.
• effectTag: Egy jelző, amely jelzi a DOM-on végrehajtandó frissítés típusát.

Az alternate tulajdonság különösen fontos. Lehetővé teszi a React számára, hogy nyomon kövesse a komponens korábbi és jelenlegi állapotát. A megbékélési folyamat során a React összehasonlítja az aktuális Fiber csomópontot az alternate-jével, hogy meghatározza a DOM-on elvégzendő változtatásokat.

A WorkLoop Algoritmus

A work loop a Fiber architektúra magja. Feladata a fiber fa bejárása és az egyes fiberekhez szükséges munka elvégzése. A work loop egy rekurzív függvényként van implementálva, amely egyszerre dolgoz fel egy-egy fibert.

A work loop két fő fázisból áll:

• A Render Fázis: A render fázis során a React végigjárja a fiber fát, és meghatározza a DOM-on elvégzendő változtatásokat. Ez a fázis megszakítható, ami azt jelenti, hogy a React bármikor szüneteltetheti és folytathatja.
• A Commit Fázis: A commit fázis során a React alkalmazza a változtatásokat a DOM-on. Ez a fázis nem szakítható meg, ami azt jelenti, hogy a React-nek be kell fejeznie, ha egyszer elkezdte.

A Render Fázis Részletesen

A render fázis tovább osztható két alfázisra:

• beginWork: A beginWork függvény feladata az aktuális Fiber csomópont feldolgozása és a gyermek Fiber csomópontok létrehozása. Meghatározza, hogy a komponenst frissíteni kell-e, és ha igen, létrehozza a gyermekei számára az új Fiber csomópontokat.
• completeWork: A completeWork függvény feladata az aktuális Fiber csomópont feldolgozása, miután a gyermekei feldolgozásra kerültek. Frissíti a DOM-ot, és kiszámítja a komponens elrendezését.

A beginWork függvény a következő feladatokat hajtja végre:

1. Ellenőrzi, hogy a komponenst frissíteni kell-e.
2. Ha a komponenst frissíteni kell, összehasonlítja az új propokat és állapotot a korábbi propokkal és állapottal, hogy meghatározza a szükséges változtatásokat.
3. Létrehozza a komponens gyermekei számára az új Fiber csomópontokat.
4. Beállítja az effectTag tulajdonságot a Fiber csomóponton, hogy jelezze a DOM-on végrehajtandó frissítés típusát.

A completeWork függvény a következő feladatokat hajtja végre:

1. Frissíti a DOM-ot a beginWork függvény során meghatározott változtatásokkal.
2. Kiszámítja a komponens elrendezését.
3. Összegyűjti a commit fázis után végrehajtandó mellékhatásokat.

A Commit Fázis Részletesen

A commit fázis feladata a változtatások alkalmazása a DOM-on. Ez a fázis nem szakítható meg, ami azt jelenti, hogy a React-nek be kell fejeznie, ha egyszer elkezdte. A commit fázis három alfázisból áll:

• beforeMutation: Ez a fázis a DOM mutációja előtt kerül végrehajtásra. Arra szolgál, hogy előkészítse a DOM-ot a frissítésekre.
• mutation: Ebben a fázisban történnek a tényleges DOM mutációk. A React frissíti a DOM-ot a Fiber csomópontok effectTag tulajdonsága alapján.
• layout: Ez a fázis a DOM mutációja után kerül végrehajtásra. Arra szolgál, hogy frissítse a komponens elrendezését és lefuttassa az életciklus metódusokat.

Gyakorlati Példák és Kódrészletek

Illusztráljuk a Fiber megbékélési folyamatot egy egyszerűsített példával. Vegyünk egy komponenst, amely egy elemlistát jelenít meg:

```javascript function ItemList({ items }) { return (

{items.map(item => (
• {item.name}
))}

); } ```

Amikor az items prop megváltozik, a React-nek meg kell egyeztetnie a listát, és ennek megfelelően frissítenie kell a DOM-ot. Íme, hogyan kezelné ezt a Fiber:

1. Render Fázis: A beginWork függvény összehasonlítaná az új items tömböt a korábbi items tömbbel. Azonosítaná, hogy mely elemek lettek hozzáadva, eltávolítva vagy frissítve.
2. Új Fiber csomópontok jönnének létre a hozzáadott elemekhez, és az effectTag be lenne állítva annak jelzésére, hogy ezeket az elemeket be kell szúrni a DOM-ba.
3. Az eltávolított elemek Fiber csomópontjai törlésre kerülnének megjelölésre.
4. A frissített elemek Fiber csomópontjai frissülnének az új adatokkal.
5. Commit Fázis: A commit fázis ezután alkalmazná ezeket a változtatásokat a tényleges DOM-on. A hozzáadott elemek beillesztésre kerülnének, az eltávolított elemek törlésre kerülnének, és a frissített elemek módosításra kerülnének.

A key prop használata kulcsfontosságú a hatékony megbékéléshez. A key prop nélkül a React-nek a teljes listát újra kellene renderelnie, valahányszor az items tömb megváltozik. A key prop segítségével a React gyorsan azonosítani tudja, hogy mely elemek lettek hozzáadva, eltávolítva vagy frissítve, és csak ezeket az elemeket frissíti.

Például képzeljünk el egy olyan helyzetet, ahol a kosárban lévő elemek sorrendje megváltozik. Ha minden elemnek van egy egyedi key-e (pl. a termékazonosító), a React hatékonyan átrendezheti az elemeket a DOM-ban anélkül, hogy teljesen újra kellene renderelnie őket. Ez jelentősen javítja a teljesítményt, különösen nagy listák esetében.

Ütemezés és Prioritáskezelés

A Fiber egyik legfontosabb előnye az a képessége, hogy ütemezze és rangsorolja a frissítéseket. A React egy ütemezőt használ annak meghatározására, hogy mikor kezdjen el, szüneteltessen, folytasson vagy hagyjon abba egy munkaegységet a prioritása alapján. Ez lehetővé teszi a React számára, hogy prioritást adjon a felhasználói interakcióknak, és biztosítsa, hogy a felhasználói felület reagáljon, még az összetett frissítések során is.

A React számos API-t biztosít a frissítések különböző prioritásokkal történő ütemezéséhez:

• React.render: Frissítést ütemez az alapértelmezett prioritással.
• ReactDOM.unstable_deferredUpdates: Frissítést ütemez alacsonyabb prioritással.
• ReactDOM.unstable_runWithPriority: Lehetővé teszi a frissítés prioritásának explicit megadását.

Például használhatja a ReactDOM.unstable_deferredUpdates-t a felhasználói élmény szempontjából nem kritikus frissítések ütemezésére, például az analitikai adatok követésére vagy a háttéradatok lekérésére.

```javascript ReactDOM.unstable_deferredUpdates(() => { // Nem kritikus frissítések végrehajtása itt updateAnalyticsData(); }); ```

Hibakezelés Fiberrel

A Fiber továbbfejlesztett hibakezelést biztosít a megbékélési folyamat során. Ha hiba lép fel a renderelés során, a React el tudja fogni a hibát, és megakadályozza az egész alkalmazás összeomlását. A React hibahatárokat használ a hibák szabályozott módon történő kezelésére.

A hibahatár egy olyan komponens, amely elkapja a JavaScript hibákat a gyermekkomponens fájában bárhol, naplózza ezeket a hibákat, és ahelyett, hogy a hibás komponens fáját jelenítené meg, egy tartalék felhasználói felületet jelenít meg. A hibahatárok elkapják a hibákat a renderelés során, az életciklus-metódusokban és az alattuk lévő teljes fa konstruktoraiban.

```javascript class ErrorBoundary extends React.Component { constructor(props) { super(props); this.state = { hasError: false }; } static getDerivedStateFromError(error) { // Frissítse az állapotot, hogy a következő renderelés a tartalék felhasználói felületet mutassa. return { hasError: true }; } componentDidCatch(error, errorInfo) { // A hibát egy hibajelentő szolgáltatásba is naplózhatja logErrorToMyService(error, errorInfo); } render() { if (this.state.hasError) { // Bármilyen egyéni tartalék felhasználói felületet renderelhet return

Valami elromlott.

; } return this.props.children; } } ```

Hibahatárokat használhat bármely olyan komponens köré, amely hibát okozhat. Ez biztosítja, hogy az alkalmazás stabil maradjon, még akkor is, ha néhány komponens meghibásodik.

```javascript ```

A Fiber Hibakeresése

A Fibert használó React alkalmazások hibakeresése kihívást jelenthet, de számos eszköz és technika segíthet. A React DevTools böngészőbővítmény hatékony eszközöket kínál a komponensfa vizsgálatához, a teljesítményprofilozáshoz és a hibák javításához.

A React Profiler lehetővé teszi az alkalmazás teljesítményének rögzítését és a szűk keresztmetszetek azonosítását. A Profiler segítségével megtekintheti, hogy az egyes komponensek mennyi idő alatt renderelődnek, és azonosíthatja a teljesítményproblémákat okozó komponenseket.

A React DevTools egy komponensfa nézetet is biztosít, amely lehetővé teszi az egyes komponensek propjainak, állapotának és Fiber csomópontjának vizsgálatát. Ez hasznos lehet annak megértésében, hogy a komponensfa hogyan épül fel, és hogyan működik a megbékélési folyamat.

Következtetés

A React Fiber architektúra jelentős javulást jelent a hagyományos megbékélési folyamathoz képest. A megbékélési folyamat kisebb, megszakítható munkaegységekre bontásával a Fiber lehetővé teszi a React számára, hogy javítsa az alkalmazások reagálóképességét és érzékelt teljesítményét, különösen összetett forgatókönyvekben.

A Fiber mögött meghúzódó legfontosabb fogalmak, például a fiberek, a work loopok és az ütemezés megértése elengedhetetlen a nagy teljesítményű React alkalmazások létrehozásához. A Fiber funkcióit kihasználva olyan felhasználói felületeket hozhat létre, amelyek reagálnak, rugalmasabbak és jobb felhasználói élményt nyújtanak.

Ahogy a React folyamatosan fejlődik, a Fiber továbbra is építészetének alapvető része marad. A Fiber legújabb fejlesztéseivel naprakészen tartva biztosíthatja, hogy React alkalmazásai teljes mértékben kihasználják az általa nyújtott teljesítményelőnyöket.

Íme néhány fontos tudnivaló:

• A React Fiber a React megbékélési algoritmusának teljes újraírása.
• A Fiber lehetővé teszi a React számára, hogy szüneteltesse és folytassa a megbékélési folyamatot, megakadályozva, hogy a hosszú ideig futó feladatok blokkolják a fő szálat.
• A Fiber lehetővé teszi a React számára, hogy prioritást rendeljen a különböző típusú frissítésekhez.
• A Fiber jobb hibakezelést biztosít a megbékélési folyamat során.
• A key prop kulcsfontosságú a hatékony megbékéléshez.
• A React DevTools böngészőbővítmény hatékony eszközöket kínál a Fiber alkalmazások hibakereséséhez.

A React Fiber elfogadásával és elveinek megértésével a fejlesztők szerte a világon nagyobb teljesítményű és felhasználóbarátabb webalkalmazásokat építhetnek, függetlenül a helyüktől vagy projektjeik összetettségétől.