Integrazione dello Scheduler della Concurrent Mode di React: Coordinamento della Coda delle Attività

La Concurrent Mode di React rappresenta un cambiamento significativo nel modo in cui le applicazioni React gestiscono gli aggiornamenti e il rendering. Al suo interno si trova uno scheduler sofisticato che gestisce le attività e le assegna priorità per garantire un'esperienza utente fluida e reattiva, anche in applicazioni complesse. Questo articolo esplora il funzionamento interno dello scheduler della Concurrent Mode di React, concentrandosi su come coordina le code delle attività e assegna priorità a diversi tipi di aggiornamenti.

Comprensione della Concurrent Mode di React

Prima di approfondire le specifiche del coordinamento della coda delle attività, ricapitoliamo brevemente cos'è la Concurrent Mode e perché è importante. La Concurrent Mode consente a React di suddividere le attività di rendering in unità più piccole e interrompibili. Ciò significa che gli aggiornamenti a lunga esecuzione non bloccheranno il thread principale, impedendo al browser di bloccarsi e garantendo che le interazioni dell'utente rimangano reattive. Le caratteristiche principali includono:

• Rendering Interrompibile: React può mettere in pausa, riprendere o abbandonare le attività di rendering in base alla priorità.
• Time Slicing: Gli aggiornamenti di grandi dimensioni vengono suddivisi in chunk più piccoli, consentendo al browser di elaborare altre attività nel frattempo.
• Suspense: Un meccanismo per la gestione del recupero asincrono dei dati e il rendering di placeholder durante il caricamento dei dati.

Il Ruolo dello Scheduler

Principali Responsabilità dello Scheduler:

• Assegnazione di Priorità alle Attività: Determinare l'urgenza di diversi aggiornamenti.
• Gestione della Coda delle Attività: Mantenere una coda di aggiornamenti in sospeso.
• Controllo dell'Esecuzione: Decidere quando avviare, mettere in pausa, riprendere o abbandonare le attività.
• Cedere al Browser: Rilasciare il controllo al browser per consentirgli di gestire l'input dell'utente e altre attività critiche.

Coordinamento della Coda delle Attività in Dettaglio

Tipi di Code di Attività:

React utilizza diversi livelli di priorità per vari tipi di aggiornamenti. Il numero specifico e i nomi di questi livelli di priorità possono variare leggermente tra le versioni di React, ma il principio generale rimane lo stesso. Ecco una suddivisione comune:

• Priorità Immediata: Utilizzata per le attività che devono essere completate il prima possibile, come la gestione dell'input dell'utente o la risposta a eventi critici. Queste attività interrompono qualsiasi attività attualmente in esecuzione.
• Priorità di Blocco Utente: Utilizzata per le attività che influiscono direttamente sull'esperienza dell'utente, come l'aggiornamento dell'interfaccia utente in risposta alle interazioni dell'utente (ad es. digitazione in un campo di input). Anche queste attività hanno una priorità relativamente alta.
• Priorità Normale: Utilizzata per le attività importanti ma non urgenti, come l'aggiornamento dell'interfaccia utente in base a richieste di rete o altre operazioni asincrone.
• Priorità Bassa: Utilizzata per le attività meno importanti e che possono essere posticipate se necessario, come gli aggiornamenti in background o il tracciamento degli analytics.
• Priorità Inattiva: Utilizzata per le attività che possono essere eseguite quando il browser è inattivo, come il precaricamento di risorse o l'esecuzione di calcoli a lunga esecuzione.

La mappatura di azioni specifiche ai livelli di priorità è fondamentale per mantenere un'interfaccia utente reattiva. Ad esempio, l'input diretto dell'utente verrà sempre gestito con la massima priorità per fornire un feedback immediato all'utente, mentre le attività di logging possono essere tranquillamente rinviate a uno stato di inattività.

Esempio: Assegnazione di Priorità all'Input dell'Utente

Considera uno scenario in cui un utente sta digitando in un campo di input. Ogni sequenza di tasti attiva un aggiornamento dello stato del componente, che a sua volta attiva un re-rendering. Nella Concurrent Mode, a questi aggiornamenti viene assegnata un'alta priorità (Blocco Utente) per garantire che il campo di input si aggiorni in tempo reale. Nel frattempo, altre attività meno critiche, come il recupero di dati da un'API, vengono assegnate a una priorità inferiore (Normale o Bassa) e possono essere posticipate fino a quando l'utente non termina la digitazione.

            
function MyInput() {
 const [value, setValue] = React.useState('');

 const handleChange = (event) => {
 setValue(event.target.value);
 };

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

            

              
                Copy
              
            
          

In questo semplice esempio, la funzione handleChange, che viene attivata dall'input dell'utente, verrebbe automaticamente priorizzata dallo scheduler di React. React gestisce implicitamente l'assegnazione di priorità in base all'origine dell'evento, garantendo un'esperienza utente fluida.

Scheduling Cooperativo

Lo scheduler di React utilizza una tecnica chiamata scheduling cooperativo. Ciò significa che ogni attività è responsabile della restituzione periodica del controllo allo scheduler, consentendogli di verificare la presenza di attività a priorità più alta e potenzialmente interrompere l'attività corrente. Questa restituzione si ottiene attraverso tecniche come requestIdleCallback e setTimeout, che consentono a React di pianificare il lavoro in background senza bloccare il thread principale.

Tuttavia, l'utilizzo diretto di queste API del browser viene in genere astratto dall'implementazione interna di React. Gli sviluppatori di solito non hanno bisogno di cedere manualmente il controllo; L'architettura Fiber e lo scheduler di React gestiscono automaticamente questo in base alla natura del lavoro svolto.

Riconciliazione e l'Albero Fiber

Lo scheduler funziona a stretto contatto con l'algoritmo di riconciliazione di React e l'albero Fiber. Quando viene attivato un aggiornamento, React crea un nuovo albero Fiber che rappresenta lo stato desiderato dell'interfaccia utente. L'algoritmo di riconciliazione confronta quindi il nuovo albero Fiber con l'albero Fiber esistente per determinare quali componenti devono essere aggiornati. Anche questo processo è interrompibile; React può mettere in pausa la riconciliazione in qualsiasi momento e riprenderla in un secondo momento, consentendo allo scheduler di dare la priorità ad altre attività.

Esempi Pratici di Coordinamento della Coda delle Attività

Esploriamo alcuni esempi pratici di come funziona il coordinamento della coda delle attività nelle applicazioni React del mondo reale.

Esempio 1: Caricamento Ritardato dei Dati con Suspense

Considera uno scenario in cui stai recuperando dati da un'API remota. Utilizzando React Suspense, puoi visualizzare un'interfaccia utente di fallback durante il caricamento dei dati. L'operazione di recupero dei dati stessa potrebbe essere assegnata a una priorità Normale o Bassa, mentre il rendering dell'interfaccia utente di fallback viene assegnato a una priorità più alta per fornire un feedback immediato all'utente.

            
import React, { Suspense } from 'react';

const fetchData = () => {
  return new Promise(resolve => {
    setTimeout(() => {
      resolve('Data loaded!');
    }, 2000);
  });
};

const Resource = React.createContext(null);

const createResource = () => {
  let status = 'pending';
  let result;
  let suspender = fetchData().then(
    (r) => {
      status = 'success';
      result = r;
    },
    (e) => {
      status = 'error';
      result = e;
    }
  );

  return {
    read() {
      if (status === 'pending') {
        throw suspender;
      } else if (status === 'error') {
        throw result;
      } else if (status === 'success') {
        return result;
      },
    },
  };
};

const DataComponent = () => {
  const resource = React.useContext(Resource);
  const data = resource.read();
  return <p>{data}</p>;
};

function MyComponent() {
  const resource = createResource();

  return (
    <Resource.Provider value={resource}>
      <Suspense fallback=<p>Loading data...</p>>
        <DataComponent />
      </Suspense>
    </Resource.Provider>
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

In questo esempio, il componente <Suspense fallback=<p>Loading data...</p>> visualizzerà il messaggio "Caricamento dati..." mentre la promise fetchData è in sospeso. Lo scheduler dà la priorità alla visualizzazione immediata di questo fallback, offrendo una migliore esperienza utente rispetto a una schermata vuota. Una volta caricati i dati, viene eseguito il rendering di <DataComponent />.

Esempio 2: Debouncing dell'Input con useDeferredValue

Un altro scenario comune è il debouncing dell'input per evitare re-rendering eccessivi. L'hook useDeferredValue di React consente di posticipare gli aggiornamenti a una priorità meno urgente. Ciò può essere utile per gli scenari in cui si desidera aggiornare l'interfaccia utente in base all'input dell'utente, ma non si desidera attivare re-rendering ad ogni sequenza di tasti.

            
import React, { useState, useDeferredValue } from 'react';

function MyComponent() {
 const [value, setValue] = useState('');
 const deferredValue = useDeferredValue(value);

 const handleChange = (event) => {
  setValue(event.target.value);
 };

 return (
  <div>
  <input type="text" value={value} onChange={handleChange} />
  <p>Value: {deferredValue}</p>
  </div>
 );
}

            

              
                Copy
              
            
          

In questo esempio, il deferredValue sarà leggermente in ritardo rispetto al value effettivo. Ciò significa che l'interfaccia utente si aggiornerà meno frequentemente, riducendo il numero di re-rendering e migliorando le prestazioni. La digitazione vera e propria sembrerà reattiva perché il campo di input aggiorna direttamente lo stato value, ma gli effetti a valle di tale modifica dello stato vengono posticipati.

Esempio 3: Batching degli Aggiornamenti di Stato con useTransition

L'hook useTransition di React abilita il batching degli aggiornamenti di stato. Una transizione è un modo per contrassegnare aggiornamenti di stato specifici come non urgenti, consentendo a React di posticiparli e impedire il blocco del thread principale. Questo è particolarmente utile quando si ha a che fare con aggiornamenti complessi che coinvolgono più variabili di stato.

            
import React, { useState, useTransition } from 'react';

function MyComponent() {
 const [isPending, startTransition] = useTransition();
 const [count, setCount] = useState(0);

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

 return (
  <div>
  <button onClick={handleClick}>Increment</button>
  <p>Count: {count}</p>
  {isPending ? <p>Updating...</p> : null}
  </div>
 );
}

            

              
                Copy
              
            
          

In questo esempio, l'aggiornamento setCount è racchiuso in un blocco startTransition. Questo indica a React di trattare l'aggiornamento come una transizione non urgente. La variabile di stato isPending può essere utilizzata per visualizzare un indicatore di caricamento mentre la transizione è in corso.

Ottimizzazione della Reattività dell'Applicazione

Un coordinamento efficace della coda delle attività è fondamentale per ottimizzare la reattività delle applicazioni React. Ecco alcune best practice da tenere a mente:

• Dare Priorità alle Interazioni dell'Utente: Assicurarsi che gli aggiornamenti attivati dalle interazioni dell'utente abbiano sempre la massima priorità.
• Posticipare gli Aggiornamenti Non Critici: Posticipare gli aggiornamenti meno importanti alle code a priorità inferiore per evitare di bloccare il thread principale.
• Utilizzare Suspense per il Recupero dei Dati: Sfruttare React Suspense per gestire il recupero asincrono dei dati e visualizzare interfacce utente di fallback durante il caricamento dei dati.
• Debounce dell'Input: Utilizzare useDeferredValue per eseguire il debounce dell'input ed evitare re-rendering eccessivi.
• Batching degli Aggiornamenti di Stato: Utilizzare useTransition per eseguire il batching degli aggiornamenti di stato e impedire il blocco del thread principale.
• Profilare l'Applicazione: Utilizzare React DevTools per profilare l'applicazione e identificare i colli di bottiglia delle prestazioni.
• Ottimizzare i Componenti: Memorizzare i componenti utilizzando React.memo per evitare re-rendering non necessari.
• Code Splitting: Utilizzare il code splitting per ridurre il tempo di caricamento iniziale dell'applicazione.
• Ottimizzazione delle Immagini: Ottimizzare le immagini per ridurne le dimensioni del file e migliorare i tempi di caricamento. Questo è particolarmente importante per le applicazioni distribuite a livello globale in cui la latenza di rete può essere significativa.
• Considerare il Rendering Lato Server (SSR) o la Generazione di Siti Statici (SSG): Per le applicazioni con molti contenuti, SSR o SSG possono migliorare i tempi di caricamento iniziali e la SEO.

Considerazioni Globali

Quando si sviluppano applicazioni React per un pubblico globale, è importante considerare fattori come la latenza di rete, le capacità dei dispositivi e il supporto linguistico. Ecco alcuni suggerimenti per ottimizzare la tua applicazione per un pubblico globale:

• Content Delivery Network (CDN): Utilizzare una CDN per distribuire le risorse della tua applicazione a server in tutto il mondo. Ciò può ridurre significativamente la latenza per gli utenti in diverse regioni geografiche.
• Caricamento Adattivo: Implementare strategie di caricamento adattivo per fornire risorse diverse in base alla connessione di rete dell'utente e alle capacità del dispositivo.
• Internazionalizzazione (i18n): Utilizzare una libreria i18n per supportare più lingue e varianti regionali.
• Localizzazione (l10n): Adatta la tua applicazione a diverse impostazioni locali fornendo formati di data, ora e valuta localizzati.
• Accessibilità (a11y): Assicurati che la tua applicazione sia accessibile agli utenti con disabilità, seguendo le linee guida WCAG. Ciò include fornire testo alternativo per le immagini, utilizzare HTML semantico e garantire la navigazione da tastiera.
• Ottimizza per Dispositivi di Fascia Bassa: Tieni presente gli utenti su dispositivi meno recenti o meno potenti. Riduci al minimo il tempo di esecuzione di JavaScript e riduci le dimensioni delle tue risorse.
• Test in Diverse Regioni: Utilizza strumenti come BrowserStack o Sauce Labs per testare la tua applicazione in diverse regioni geografiche e su diversi dispositivi.
• Utilizza Formati di Dati Appropriati: Quando gestisci date e numeri, tieni presente le diverse convenzioni regionali. Utilizzare librerie come date-fns o Numeral.js per formattare i dati in base alle impostazioni locali dell'utente.

Conclusione

Lo scheduler della Concurrent Mode di React e i suoi sofisticati meccanismi di coordinamento della coda delle attività sono essenziali per creare applicazioni React reattive e performanti. Comprendendo come lo scheduler assegna la priorità alle attività e gestisce diversi tipi di aggiornamenti, gli sviluppatori possono ottimizzare le proprie applicazioni per offrire un'esperienza utente fluida e piacevole per gli utenti di tutto il mondo. Sfruttando funzionalità come Suspense, useDeferredValue e useTransition, puoi ottimizzare la reattività della tua applicazione e assicurarti che offra un'ottima esperienza, anche su dispositivi o reti più lenti.

Man mano che React continua ad evolversi, la Concurrent Mode probabilmente diventerà ancora più integrata nel framework, rendendola un concetto sempre più importante da padroneggiare per gli sviluppatori React.