React Scheduler Profiling: A feladatvégrehajtás feltárása az optimalizált teljesítményért

A modern webfejlesztés világában a zökkenőmentes és reszponzív felhasználói élmény biztosítása kiemelkedően fontos. A React, komponensalapú architektúrájával és virtuális DOM-jával, a komplex felhasználói felületek építésének egyik alappillérévé vált. Azonban még a React optimalizációi mellett is felmerülhetnek teljesítménybeli szűk keresztmetszetek, különösen a nagy és bonyolult alkalmazásokban. Annak megértése, hogy a React hogyan ütemezi és hajtja végre a feladatokat, kulcsfontosságú ezen teljesítményproblémák azonosításához és megoldásához. Ez a cikk a React Scheduler profilozás világába merül el, átfogó útmutatót nyújtva a feladatvégrehajtás elemzéséhez és a React alkalmazások csúcsteljesítményre való optimalizálásához.

A React Scheduler megértése

Mielőtt belemerülnénk a profilozási technikákba, alapozzuk meg a React Scheduler megértését. A React Scheduler felelős a munka végrehajtásának kezeléséért egy React alkalmazáson belül. Priorizálja a feladatokat, kisebb munkaegységekre bontja őket, és úgy ütemezi a végrehajtásukat, hogy a lehető legkevésbé blokkolja a fő szálat. Ez az ütemezés kritikus a reszponzív felhasználói felület fenntartásához.

A React egy Fiber architektúrát alkalmaz, amely lehetővé teszi a renderelés kisebb, megszakítható munkaegységekre bontását. Ezeket az egységeket Fiber-eknek nevezik, és a React Scheduler ezeket a Fiber-eket kezeli annak érdekében, hogy a magas prioritású feladatok (például a felhasználói bevitel) azonnal kezelésre kerüljenek. A Scheduler egy prioritási sort használ a Fiber-ek kezelésére, lehetővé téve a frissítések sürgősségük szerinti priorizálását.

Kulcsfogalmak:

• Fiber: Egy komponens példányt reprezentáló munkaegység.
• Scheduler: A Fiber-ek priorizálásáért és ütemezéséért felelős modul.
• WorkLoop: Az a funkció, amely végigiterál a Fiber fán és végrehajtja a frissítéseket.
• Prioritási sor: Egy adatszerkezet, amelyet a Fiber-ek prioritásuk alapján történő kezelésére használnak.

A profilozás fontossága

A profilozás az alkalmazás teljesítményjellemzőinek mérésének és elemzésének folyamata. A React kontextusában a profilozás lehetővé teszi, hogy megértsük, hogyan hajtja végre a React Scheduler a feladatokat, azonosítsuk a hosszú ideig futó műveleteket, és rámutassunk azokra a területekre, ahol az optimalizálás a legnagyobb hatást érheti el. Profilozás nélkül lényegében vakon repülünk, és találgatásokra hagyatkozunk a teljesítmény javítása érdekében.

Vegyünk egy olyan forgatókönyvet, ahol az alkalmazás észrevehetően lassul, amikor a felhasználó egy adott komponenssel interakcióba lép. A profilozás feltárhatja, hogy a lassulás oka egy komplex renderelési művelet az adott komponensen belül, egy nem hatékony adatlekérési folyamat, vagy az állapotfrissítések által kiváltott túlzott újrarenderelés. A kiváltó ok azonosításával az optimalizálási erőfeszítéseket azokra a területekre összpontosíthatjuk, amelyek a legjelentősebb teljesítménynövekedést eredményezik.

Eszközök a React Scheduler profilozásához

Számos hatékony eszköz áll rendelkezésre a React alkalmazások profilozásához és a React Scheduleren belüli feladatvégrehajtás megértéséhez:

1. Chrome DevTools Performance fül

A Chrome DevTools Performance füle egy sokoldalú eszköz a webalkalmazások különböző aspektusainak, köztük a React teljesítményének profilozására. Részletes idővonalat biztosít a böngészőben zajló összes tevékenységről, beleértve a JavaScript végrehajtást, a renderelést, a festést és a hálózati kéréseket. Egy teljesítményprofil rögzítésével, miközben interakcióba lép a React alkalmazásával, azonosíthatja a teljesítménybeli szűk keresztmetszeteket és elemezheti a React feladatok végrehajtását.

Hogyan használja:

1. Nyissa meg a Chrome DevTools-t (Ctrl+Shift+I vagy Cmd+Option+I).
2. Navigáljon a „Performance” fülre.
3. Kattintson a „Record” gombra.
4. Lépjen interakcióba a React alkalmazásával, hogy kiváltsa a profilozni kívánt viselkedést.
5. Kattintson a „Stop” gombra a felvétel leállításához.
6. Elemezze a generált idővonalat a teljesítménybeli szűk keresztmetszetek azonosításához.

A Performance fül különböző nézeteket kínál a rögzített adatok elemzéséhez, többek között:

• Flame Chart: Vizualizálja a JavaScript funkciók hívási vermét, lehetővé téve a legtöbb időt fogyasztó funkciók azonosítását.
• Bottom-Up: Összesíti az egyes funkciókban és azok hívottjaiban eltöltött időt, segítve a legköltségesebb műveletek azonosítását.
• Call Tree: Hierarchikus formátumban jeleníti meg a hívási vermet, tiszta képet adva a végrehajtási folyamatról.

A Performance fülön belül keresse a React-hez kapcsolódó bejegyzéseket, mint például az „Update” (egy komponens frissítését jelöli) vagy a „Commit” (a frissített DOM végső renderelését jelöli). Ezek a bejegyzések értékes betekintést nyújthatnak a komponensek renderelésére fordított időbe.

2. React DevTools Profiler

A React DevTools Profiler egy speciális eszköz, amelyet kifejezetten a React alkalmazások profilozására fejlesztettek ki. A React belső műveleteire fókuszáltabb nézetet nyújt, megkönnyítve a komponens rendereléssel, állapotfrissítésekkel és prop változásokkal kapcsolatos teljesítményproblémák azonosítását.

Telepítés:

A React DevTools Profiler elérhető böngészőbővítményként Chrome, Firefox és Edge számára. Telepítheti az adott böngésző bővítményboltjából.

Használat:

1. Nyissa meg a React DevTools panelt a böngészőjében.
2. Navigáljon a „Profiler” fülre.
3. Kattintson a „Record” gombra.
4. Lépjen interakcióba a React alkalmazásával, hogy kiváltsa a profilozni kívánt viselkedést.
5. Kattintson a „Stop” gombra a felvétel leállításához.

A Profiler két fő nézetet kínál a rögzített adatok elemzéséhez:

• Flamegraph: A komponensfa vizuális reprezentációja, ahol minden sáv egy komponenst jelöl, és szélessége a komponens renderelésére fordított időt mutatja.
• Ranked: A komponensek listája a renderelésükhöz szükséges idő szerint rangsorolva, lehetővé téve a legköltségesebb komponensek gyors azonosítását.

A React DevTools Profiler további funkciókat is kínál:

• Frissítések kiemelése: Vizuálisan kiemeli az újrarenderelődő komponenseket, segítve a felesleges újrarenderelések azonosítását.
• Komponens prop-ok és állapotának vizsgálata: A komponensek prop-jainak és állapotának vizsgálata annak megértéséhez, hogy miért renderelődnek újra.
• Komponensek szűrése: Konkrét komponensekre vagy a komponensfa részeire való fókuszálás.

3. React.Profiler Komponens

A React.Profiler komponens egy beépített React API, amely lehetővé teszi az alkalmazás bizonyos részeinek renderelési teljesítményének mérését. Programozott módon gyűjthet profilozási adatokat külső eszközökre való támaszkodás nélkül.

Használat:

Csomagolja be a profilozni kívánt komponenseket a React.Profiler komponenssel. Adjon meg egy id prop-ot a profiler azonosításához és egy onRender prop-ot, ami egy visszahívó függvény, amely minden renderelés után meghívódik.

import React from 'react';

function MyComponent() {
  return (
    
      {/* Component content */}
    
  );
}

function onRenderCallback(
  id: string,
  phase: 'mount' | 'update',
  actualDuration: number,
  baseDuration: number,
  startTime: number,
  commitTime: number,
  interactions: Set
) {
  console.log(`A(z) ${id} komponens renderelve`);
  console.log(`Fázis: ${phase}`);
  console.log(`Tényleges időtartam: ${actualDuration}ms`);
  console.log(`Alap időtartam: ${baseDuration}ms`);
}

Az onRender visszahívó függvény több argumentumot kap, amelyek információt nyújtanak a renderelési folyamatról:

• id: A React.Profiler komponens id prop-ja.
• phase: Jelzi, hogy a komponenst éppen csatolták (mount) vagy frissítették (update).
• actualDuration: A komponens renderelésére fordított idő ebben a frissítésben.
• baseDuration: A komponensfa memoizáció nélküli renderelésének becsült ideje.
• startTime: Amikor a React megkezdte a frissítés renderelését.
• commitTime: Amikor a React véglegesítette ezt a frissítést.
• interactions: Az „interakciók” halmaza, amelyeket a frissítés ütemezésekor nyomon követtek.

Ezeket az adatokat felhasználhatja a komponensek renderelési teljesítményének nyomon követésére és az optimalizálásra szoruló területek azonosítására.

Profilozási adatok elemzése

Miután rögzítette a profilozási adatokat a fent említett eszközök egyikével, a következő lépés az adatok elemzése és a teljesítménybeli szűk keresztmetszetek azonosítása. Íme néhány kulcsfontosságú terület, amelyre érdemes összpontosítani:

1. Lassú renderelésű komponensek azonosítása

A React DevTools Profiler Flamegraph és Ranked nézetei különösen hasznosak a hosszú renderelési idejű komponensek azonosítására. Keresse a széles sávokkal rendelkező komponenseket a Flamegraph-ban, vagy azokat, amelyek a Ranked lista tetején jelennek meg. Ezek a komponensek valószínűleg optimalizálásra szorulnak.

A Chrome DevTools Performance fülön keresse a jelentős időt felemésztő „Update” bejegyzéseket. Ezek a bejegyzések komponensfrissítéseket jelentenek, és az ezeken belül eltöltött idő jelzi a megfelelő komponensek renderelési költségét.

2. Felesleges újrarenderelések kiszűrése

A felesleges újrarenderelések jelentősen ronthatják a teljesítményt, különösen a komplex alkalmazásokban. A React DevTools Profiler segíthet azonosítani azokat a komponenseket, amelyek akkor is újrarenderelődnek, ha a prop-jaik vagy állapotuk nem változott.

Engedélyezze a „Highlight updates when components render” opciót a React DevTools beállításaiban. Ez vizuálisan kiemeli az újrarenderelődő komponenseket, megkönnyítve a felesleges újrarenderelések észlelését. Vizsgálja meg, miért renderelődnek újra ezek a komponensek, és alkalmazzon technikákat a megelőzésükre, például a React.memo vagy a useMemo használatát.

3. Költséges számítások vizsgálata

A komponenseken belüli hosszú ideig futó számítások blokkolhatják a fő szálat és teljesítményproblémákat okozhatnak. A Chrome DevTools Performance füle értékes eszköz ezeknek a számításoknak az azonosítására.

Keresse azokat a JavaScript funkciókat, amelyek jelentős időt fogyasztanak a Flame Chart vagy a Bottom-Up nézetekben. Ezek a funkciók bonyolult számításokat, adatátalakításokat vagy más költséges műveleteket végezhetnek. Fontolja meg ezeknek a funkcióknak az optimalizálását memoizáció, gyorsítótárazás vagy hatékonyabb algoritmusok használatával.

4. Hálózati kérések elemzése

A hálózati kérések szintén hozzájárulhatnak a teljesítménybeli szűk keresztmetszetekhez, különösen, ha lassúak vagy gyakoriak. A Chrome DevTools Network füle betekintést nyújt az alkalmazás hálózati tevékenységébe.

Keresse azokat a kéréseket, amelyek hosszú ideig tartanak, vagy amelyek ismétlődően történnek. Fontolja meg ezeknek a kéréseknek az optimalizálását gyorsítótárazás, lapozás vagy hatékonyabb adatlekérési stratégiák használatával.

5. A Scheduler interakcióinak megértése

A React Scheduler feladatpriorizálásának és végrehajtásának mélyebb megértése felbecsülhetetlen értékű lehet a teljesítményoptimalizálás szempontjából. Bár a Chrome DevTools Performance füle és a React DevTools Profiler némi betekintést nyújt a Scheduler működésébe, a rögzített adatok elemzése a React belső működésének árnyaltabb megértését igényli.

Fókuszáljon a komponensek és a Scheduler közötti interakciókra. Ha bizonyos komponensek következetesen magas prioritású frissítéseket váltanak ki, elemezze, miért szükségesek ezek a frissítések, és hogy elhalaszthatók-e vagy optimalizálhatók-e. Figyeljen arra, hogy a Scheduler hogyan váltogatja a különböző típusú feladatokat, mint például a renderelés, az elrendezés és a festés. Ha a Scheduler folyamatosan váltogat a feladatok között, az azt jelezheti, hogy az alkalmazás „thrashing”-et tapasztal, ami teljesítményromláshoz vezethet.

Optimalizálási technikák

Miután a profilozással azonosította a teljesítménybeli szűk keresztmetszeteket, a következő lépés az optimalizálási technikák bevezetése az alkalmazás teljesítményének javítása érdekében. Íme néhány gyakori optimalizálási stratégia:

1. Memoizáció

A memoizáció egy technika a költséges függvényhívások eredményeinek gyorsítótárazására és a gyorsítótárazott eredmény visszaadására, amikor ugyanazok a bemenetek ismét előfordulnak. A React-ben a React.memo segítségével memoizálhatja a funkcionális komponenseket, a useMemo hook segítségével pedig a számítások eredményeit.

import React, { useMemo } from 'react';

const MyComponent = React.memo(function MyComponent(props) {
  // ... component logic
});

function MyComponentWithMemoizedValue() {
  const expensiveValue = useMemo(() => {
    // ... expensive computation
    return result;
  }, [dependencies]);

  return (
    

      {expensiveValue}
    
  );
}

2. Virtualizáció

A virtualizáció egy technika nagy listák vagy táblázatok hatékony renderelésére, csak a látható elemek renderelésével. Olyan könyvtárak, mint a react-window és a react-virtualized, komponenseket biztosítanak a listák és táblázatok virtualizálásához React alkalmazásokban.

3. Kód felosztás (Code Splitting)

A kód felosztás egy technika az alkalmazás kisebb darabokra bontására és azok igény szerinti betöltésére. Ez csökkentheti az alkalmazás kezdeti betöltési idejét és javíthatja az általános teljesítményt. A React támogatja a kód felosztást dinamikus importok és a React.lazy valamint Suspense komponensek segítségével.

import React, { Suspense } from 'react';

const MyComponent = React.lazy(() => import('./MyComponent'));

function App() {
  return (
    Loading...