Arsitektur React Fiber: Memahami Proses Rekonsiliasi

React telah merevolusi pengembangan front-end dengan arsitektur berbasis komponen dan model pemrograman deklaratif. Inti dari efisiensi React terletak pada proses rekonsiliasinya – mekanisme di mana React memperbarui DOM aktual untuk mencerminkan perubahan dalam pohon komponen. Proses ini telah mengalami evolusi signifikan, yang berpuncak pada arsitektur Fiber. Artikel ini memberikan pemahaman komprehensif tentang React Fiber dan dampaknya pada rekonsiliasi.

Apa itu Rekonsiliasi?

Rekonsiliasi adalah algoritma yang digunakan React untuk membandingkan virtual DOM sebelumnya dengan virtual DOM yang baru dan menentukan set perubahan minimal yang diperlukan untuk memperbarui DOM aktual. Virtual DOM adalah representasi UI dalam memori. Ketika status komponen berubah, React membuat pohon virtual DOM yang baru. Alih-alih langsung memanipulasi DOM aktual, yang merupakan proses yang lambat, React membandingkan pohon virtual DOM yang baru dengan yang sebelumnya dan mengidentifikasi perbedaannya. Proses ini disebut diffing.

Proses rekonsiliasi dipandu oleh dua asumsi utama:

• Elemen dengan tipe yang berbeda akan menghasilkan pohon yang berbeda.
• Pengembang dapat memberikan petunjuk elemen anak mana yang mungkin stabil di berbagai render dengan properti key.

Rekonsiliasi Tradisional (Sebelum Fiber)

Dalam implementasi awal React, proses rekonsiliasi bersifat sinkron dan tidak terbagi. Ini berarti bahwa begitu React memulai proses membandingkan virtual DOM dan memperbarui DOM aktual, itu tidak dapat diinterupsi. Ini dapat menyebabkan masalah kinerja, terutama dalam aplikasi kompleks dengan pohon komponen besar. Jika pembaruan komponen membutuhkan waktu lama, browser akan menjadi tidak responsif, menghasilkan pengalaman pengguna yang buruk. Ini sering disebut sebagai masalah "jank".

Bayangkan sebuah situs web e-commerce kompleks yang menampilkan katalog produk. Jika seorang pengguna berinteraksi dengan filter, memicu render ulang katalog, proses rekonsiliasi sinkron dapat memblokir thread utama, membuat UI tidak responsif hingga seluruh katalog dirender ulang. Ini bisa memakan waktu beberapa detik, menyebabkan frustrasi bagi pengguna.

Memperkenalkan React Fiber

React Fiber adalah penulisan ulang lengkap dari algoritma rekonsiliasi React, yang diperkenalkan di React 16. Tujuan utamanya adalah untuk meningkatkan responsivitas dan kinerja yang dirasakan dari aplikasi React, terutama dalam skenario yang kompleks. Fiber mencapai ini dengan memecah proses rekonsiliasi menjadi unit-unit pekerjaan yang lebih kecil dan dapat diinterupsi.

Konsep-konsep utama di balik React Fiber adalah:

• Fibers: Fiber adalah objek JavaScript yang mewakili unit pekerjaan. Ini menyimpan informasi tentang komponen, inputnya, dan outputnya. Setiap komponen React memiliki fiber yang sesuai.
• WorkLoop: Work loop adalah loop yang melakukan iterasi melalui pohon fiber dan melakukan pekerjaan yang diperlukan untuk setiap fiber.
• Penjadwalan: Penjadwal memutuskan kapan harus memulai, menjeda, melanjutkan, atau membatalkan unit pekerjaan berdasarkan prioritas.

Manfaat Arsitektur Fiber

Arsitektur Fiber memberikan beberapa manfaat signifikan:

• Rekonsiliasi yang Dapat Diinterupsi: Fiber memungkinkan React untuk menjeda dan melanjutkan proses rekonsiliasi, mencegah tugas-tugas yang berjalan lama memblokir thread utama. Ini memastikan bahwa UI tetap responsif, bahkan selama pembaruan yang kompleks.
• Pembaruan Berbasis Prioritas: Fiber memungkinkan React untuk memprioritaskan berbagai jenis pembaruan. Misalnya, interaksi pengguna, seperti mengetik atau mengeklik, dapat diberikan prioritas yang lebih tinggi daripada tugas latar belakang, seperti pengambilan data. Ini memastikan bahwa pembaruan yang paling penting diproses terlebih dahulu.
• Perenderan Asinkron: Fiber memungkinkan React untuk melakukan perenderan secara asinkron. Ini berarti bahwa React dapat mulai merender komponen dan kemudian berhenti untuk memungkinkan browser menangani tugas-tugas lain, seperti input pengguna atau animasi. Ini meningkatkan kinerja dan responsivitas aplikasi secara keseluruhan.
• Penanganan Kesalahan yang Ditingkatkan: Fiber memberikan penanganan kesalahan yang lebih baik selama proses rekonsiliasi. Jika terjadi kesalahan selama perenderan, React dapat pulih dengan lebih baik dan mencegah seluruh aplikasi dari kerusakan.

Pertimbangkan aplikasi pengeditan dokumen kolaboratif. Dengan Fiber, editan yang dibuat oleh pengguna yang berbeda dapat diproses dengan prioritas yang berbeda. Pengetikan waktu nyata dari pengguna saat ini mendapat prioritas tertinggi, memastikan umpan balik segera. Pembaruan dari pengguna lain, atau penyimpanan otomatis di latar belakang, dapat diproses dengan prioritas yang lebih rendah, meminimalkan gangguan pada pengalaman pengguna aktif.

Memahami Struktur Fiber

Setiap komponen React direpresentasikan oleh node Fiber. Node Fiber menyimpan informasi tentang tipe komponen, props, status, dan hubungannya dengan node Fiber lainnya di pohon. Berikut adalah beberapa properti penting dari node Fiber:

• type: Tipe komponen (misalnya, komponen fungsi, komponen kelas, elemen DOM).
• key: Properti key yang diteruskan ke komponen.
• props: Properti yang diteruskan ke komponen.
• stateNode: Instance komponen (untuk komponen kelas) atau null (untuk komponen fungsi).
• child: Pointer ke node Fiber anak pertama.
• sibling: Pointer ke node Fiber saudara berikutnya.
• return: Pointer ke node Fiber induk.
• alternate: Pointer ke node Fiber yang mewakili status komponen sebelumnya.
• effectTag: Bendera yang menunjukkan tipe pembaruan yang perlu dilakukan pada DOM.

Properti alternate sangat penting. Ini memungkinkan React untuk melacak status komponen sebelumnya dan saat ini. Selama proses rekonsiliasi, React membandingkan node Fiber saat ini dengan alternate-nya untuk menentukan perubahan yang perlu dilakukan pada DOM.

Algoritma WorkLoop

Work loop adalah inti dari arsitektur Fiber. Ini bertanggung jawab untuk melintasi pohon fiber dan melakukan pekerjaan yang diperlukan untuk setiap fiber. Work loop diimplementasikan sebagai fungsi rekursif yang memproses fiber satu per satu.

Work loop terdiri dari dua fase utama:

• Fase Render: Selama fase render, React melintasi pohon fiber dan menentukan perubahan yang perlu dilakukan pada DOM. Fase ini dapat diinterupsi, yang berarti bahwa React dapat menjeda dan melanjutkannya kapan saja.
• Fase Commit: Selama fase commit, React menerapkan perubahan pada DOM. Fase ini tidak dapat diinterupsi, yang berarti bahwa React harus menyelesaikannya setelah dimulai.

Fase Render Secara Detail

Fase render dapat dibagi lagi menjadi dua sub-fase:

• beginWork: Fungsi beginWork bertanggung jawab untuk memproses node Fiber saat ini dan membuat node Fiber anak. Ini menentukan apakah komponen perlu diperbarui dan, jika demikian, membuat node Fiber baru untuk anak-anaknya.
• completeWork: Fungsi completeWork bertanggung jawab untuk memproses node Fiber saat ini setelah anak-anaknya diproses. Ini memperbarui DOM dan menghitung tata letak komponen.

Fungsi beginWork melakukan tugas-tugas berikut:

1. Memeriksa apakah komponen perlu diperbarui.
2. Jika komponen perlu diperbarui, ia membandingkan props dan status baru dengan props dan status sebelumnya untuk menentukan perubahan yang perlu dilakukan.
3. Membuat node Fiber baru untuk anak-anak komponen.
4. Menetapkan properti effectTag pada node Fiber untuk menunjukkan tipe pembaruan yang perlu dilakukan pada DOM.

Fungsi completeWork melakukan tugas-tugas berikut:

1. Memperbarui DOM dengan perubahan yang ditentukan selama fungsi beginWork.
2. Menghitung tata letak komponen.
3. Mengumpulkan efek samping yang perlu dilakukan setelah fase commit.

Fase Commit Secara Detail

Fase commit bertanggung jawab untuk menerapkan perubahan pada DOM. Fase ini tidak dapat diinterupsi, yang berarti bahwa React harus menyelesaikannya setelah dimulai. Fase commit terdiri dari tiga sub-fase:

• beforeMutation: Fase ini dieksekusi sebelum DOM dimutasi. Ini digunakan untuk melakukan tugas-tugas seperti mempersiapkan DOM untuk pembaruan.
• mutation: Fase ini adalah tempat mutasi DOM aktual dilakukan. React memperbarui DOM berdasarkan properti effectTag dari node Fiber.
• layout: Fase ini dieksekusi setelah DOM dimutasi. Ini digunakan untuk melakukan tugas-tugas seperti memperbarui tata letak komponen dan menjalankan metode lifecycle.

Contoh Praktis dan Cuplikan Kode

Mari kita ilustrasikan proses rekonsiliasi Fiber dengan contoh yang disederhanakan. Pertimbangkan komponen yang menampilkan daftar item:

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

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

); } ```

Ketika properti items berubah, React perlu merekonsiliasi daftar dan memperbarui DOM yang sesuai. Berikut adalah bagaimana Fiber akan menangani ini:

1. Fase Render: Fungsi beginWork akan membandingkan array items yang baru dengan array items yang sebelumnya. Ini akan mengidentifikasi item mana yang telah ditambahkan, dihapus, atau diperbarui.
2. Node Fiber baru akan dibuat untuk item yang ditambahkan, dan effectTag akan diatur untuk menunjukkan bahwa item-item ini perlu dimasukkan ke dalam DOM.
3. Node Fiber untuk item yang dihapus akan ditandai untuk dihapus.
4. Node Fiber untuk item yang diperbarui akan diperbarui dengan data yang baru.
5. Fase Commit: Fase commit kemudian akan menerapkan perubahan ini ke DOM aktual. Item yang ditambahkan akan dimasukkan, item yang dihapus akan dihapus, dan item yang diperbarui akan dimodifikasi.

Penggunaan properti key sangat penting untuk rekonsiliasi yang efisien. Tanpa properti key, React harus merender ulang seluruh daftar setiap kali array items berubah. Dengan properti key, React dapat dengan cepat mengidentifikasi item mana yang telah ditambahkan, dihapus, atau diperbarui, dan hanya memperbarui item-item tersebut.

Misalnya, bayangkan sebuah skenario di mana urutan item dalam keranjang belanja berubah. Jika setiap item memiliki key yang unik (misalnya, ID produk), React dapat secara efisien menyusun ulang item-item di DOM tanpa harus merender ulangnya secara keseluruhan. Ini secara signifikan meningkatkan kinerja, terutama untuk daftar yang besar.

Penjadwalan dan Prioritisasi

Salah satu manfaat utama dari Fiber adalah kemampuannya untuk menjadwalkan dan memprioritaskan pembaruan. React menggunakan penjadwal untuk menentukan kapan harus memulai, menjeda, melanjutkan, atau membatalkan unit pekerjaan berdasarkan prioritasnya. Ini memungkinkan React untuk memprioritaskan interaksi pengguna dan memastikan bahwa UI tetap responsif, bahkan selama pembaruan yang kompleks.

React menyediakan beberapa API untuk menjadwalkan pembaruan dengan prioritas yang berbeda:

• React.render: Menjadwalkan pembaruan dengan prioritas default.
• ReactDOM.unstable_deferredUpdates: Menjadwalkan pembaruan dengan prioritas yang lebih rendah.
• ReactDOM.unstable_runWithPriority: Memungkinkan Anda untuk secara eksplisit menentukan prioritas pembaruan.

Misalnya, Anda dapat menggunakan ReactDOM.unstable_deferredUpdates untuk menjadwalkan pembaruan yang tidak penting untuk pengalaman pengguna, seperti pelacakan analitik atau pengambilan data latar belakang.

```javascript ReactDOM.unstable_deferredUpdates(() => { // Lakukan pembaruan non-kritis di sini updateAnalyticsData(); }); ```

Penanganan Kesalahan dengan Fiber

Fiber memberikan penanganan kesalahan yang ditingkatkan selama proses rekonsiliasi. Ketika terjadi kesalahan selama perenderan, React dapat menangkap kesalahan dan mencegah seluruh aplikasi dari kerusakan. React menggunakan batas kesalahan untuk menangani kesalahan secara terkontrol.

Batas kesalahan adalah komponen yang menangkap kesalahan JavaScript di mana saja di pohon komponen anaknya, mencatat kesalahan tersebut, dan menampilkan UI fallback alih-alih pohon komponen yang crash. Batas kesalahan menangkap kesalahan selama perenderan, dalam metode lifecycle, dan dalam konstruktor seluruh pohon di bawahnya.

```javascript class ErrorBoundary extends React.Component { constructor(props) { super(props); this.state = { hasError: false }; } static getDerivedStateFromError(error) { // Perbarui status sehingga render berikutnya akan menampilkan UI fallback. return { hasError: true }; } componentDidCatch(error, errorInfo) { // Anda juga dapat mencatat kesalahan ke layanan pelaporan kesalahan logErrorToMyService(error, errorInfo); } render() { if (this.state.hasError) { // Anda dapat merender UI fallback khusus apa pun return

Terjadi kesalahan.

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

Anda dapat menggunakan batas kesalahan untuk membungkus komponen apa pun yang mungkin menimbulkan kesalahan. Ini memastikan bahwa aplikasi Anda tetap stabil bahkan jika beberapa komponen gagal.

```javascript ```

Debugging Fiber

Debugging aplikasi React yang menggunakan Fiber bisa menjadi tantangan, tetapi ada beberapa alat dan teknik yang dapat membantu. Ekstensi browser React DevTools menyediakan serangkaian alat yang ampuh untuk memeriksa pohon komponen, membuat profil kinerja, dan men-debug kesalahan.

React Profiler memungkinkan Anda untuk merekam kinerja aplikasi Anda dan mengidentifikasi hambatan. Anda dapat menggunakan Profiler untuk melihat berapa lama setiap komponen membutuhkan waktu untuk merender dan mengidentifikasi komponen yang menyebabkan masalah kinerja.

React DevTools juga menyediakan tampilan pohon komponen yang memungkinkan Anda untuk memeriksa props, status, dan node Fiber dari setiap komponen. Ini dapat membantu untuk memahami bagaimana pohon komponen disusun dan bagaimana proses rekonsiliasi bekerja.

Kesimpulan

Arsitektur React Fiber merupakan peningkatan signifikan atas proses rekonsiliasi tradisional. Dengan memecah proses rekonsiliasi menjadi unit-unit pekerjaan yang lebih kecil dan dapat diinterupsi, Fiber memungkinkan React untuk meningkatkan responsivitas dan kinerja aplikasi yang dirasakan, terutama dalam skenario yang kompleks.

Memahami konsep-konsep kunci di balik Fiber, seperti fiber, work loop, dan penjadwalan, sangat penting untuk membangun aplikasi React berkinerja tinggi. Dengan memanfaatkan fitur-fitur Fiber, Anda dapat membuat UI yang lebih responsif, lebih tangguh, dan memberikan pengalaman pengguna yang lebih baik.

Seiring React terus berkembang, Fiber akan tetap menjadi bagian fundamental dari arsitekturnya. Dengan terus mengikuti perkembangan terbaru di Fiber, Anda dapat memastikan bahwa aplikasi React Anda memanfaatkan sepenuhnya manfaat kinerja yang diberikannya.

Berikut adalah beberapa poin penting:

• React Fiber adalah penulisan ulang lengkap dari algoritma rekonsiliasi React.
• Fiber memungkinkan React untuk menjeda dan melanjutkan proses rekonsiliasi, mencegah tugas-tugas yang berjalan lama memblokir thread utama.
• Fiber memungkinkan React untuk memprioritaskan berbagai jenis pembaruan.
• Fiber memberikan penanganan kesalahan yang lebih baik selama proses rekonsiliasi.
• Properti key sangat penting untuk rekonsiliasi yang efisien.
• Ekstensi browser React DevTools menyediakan serangkaian alat yang ampuh untuk men-debug aplikasi Fiber.

Dengan merangkul React Fiber dan memahami prinsip-prinsipnya, pengembang di seluruh dunia dapat membangun aplikasi web yang lebih berkinerja dan ramah pengguna, terlepas dari lokasi mereka atau kompleksitas proyek mereka.