JavaScript karkasų architektūra: komponentų medžio optimizavimo meistriškumas

Šiuolaikinio žiniatinklio kūrimo pasaulyje karaliauja JavaScript karkasai. Karkasai, tokie kaip React, Angular ir Vue.js, suteikia galingus įrankius sudėtingoms ir interaktyvioms vartotojo sąsajoms kurti. Šių karkasų pagrindas yra komponentų medžio koncepcija – hierarchinė struktūra, vaizduojanti vartotojo sąsają. Tačiau, kai programos sudėtingėja, komponentų medis gali tapti reikšminga našumo problema, jei jis nėra tinkamai valdomas. Šiame straipsnyje pateikiamas išsamus gidas, kaip optimizuoti komponentų medžius JavaScript karkasuose, apimantis našumo problemas, atvaizdavimo strategijas ir geriausias praktikas.

Komponentų medžio supratimas

Komponentų medis yra hierarchinis vartotojo sąsajos vaizdas, kuriame kiekvienas mazgas atitinka komponentą. Komponentai yra daugkartinio naudojimo statybiniai blokai, kurie apima logiką ir pateikimą. Komponentų medžio struktūra tiesiogiai veikia programos našumą, ypač atvaizdavimo ir atnaujinimų metu.

Atvaizdavimas ir virtualus DOM

Dauguma šiuolaikinių JavaScript karkasų naudoja virtualų DOM. Virtualus DOM yra atmintyje esanti tikrojo DOM reprezentacija. Kai programos būsena pasikeičia, karkasas palygina virtualų DOM su ankstesne versija, nustato skirtumus (angl. diffing) ir taiko tik būtinus atnaujinimus tikrajam DOM. Šis procesas vadinamas suderinimu (angl. reconciliation).

Tačiau pats suderinimo procesas gali būti skaičiavimo požiūriu brangus, ypač dideliems ir sudėtingiems komponentų medžiams. Komponentų medžio optimizavimas yra labai svarbus siekiant sumažinti suderinimo kaštus ir pagerinti bendrą našumą.

Našumo problemų nustatymas

Prieš pradedant taikyti optimizavimo metodus, būtina nustatyti galimas našumo problemas jūsų komponentų medyje. Dažniausios našumo problemų priežastys yra:

• Nereikalingi perpiešimai: Komponentai perpiešiami net tada, kai jų „props“ ar būsena nepasikeitė.
• Dideli komponentų medžiai: Giliai įdėtos komponentų hierarchijos gali sulėtinti atvaizdavimą.
• Brangūs skaičiavimai: Sudėtingi skaičiavimai ar duomenų transformacijos komponentuose atvaizdavimo metu.
• Neefektyvios duomenų struktūros: Naudojamos duomenų struktūros, kurios nėra optimizuotos dažnai paieškai ar atnaujinimams.
• DOM manipuliacija: Tiesioginis DOM manipuliavimas, užuot pasikliaujant karkaso atnaujinimo mechanizmu.

Profiliavimo įrankiai gali padėti nustatyti šias problemas. Populiarūs pasirinkimai yra React Profiler, Angular DevTools ir Vue.js Devtools. Šie įrankiai leidžia išmatuoti laiką, praleistą kiekvieno komponento atvaizdavimui, nustatyti nereikalingus perpiešimus ir nurodyti brangius skaičiavimus.

Profiliavimo pavyzdys (React)

React Profiler yra galingas įrankis jūsų React programų našumui analizuoti. Jį galite pasiekti per React DevTools naršyklės plėtinį. Jis leidžia įrašyti sąveikas su jūsų programa ir tada analizuoti kiekvieno komponento našumą tų sąveikų metu.

Norėdami naudoti React Profiler:

1. Atidarykite React DevTools savo naršyklėje.
2. Pasirinkite skirtuką „Profiler“.
3. Spustelėkite mygtuką „Record“.
4. Sąveikaukite su savo programa.
5. Spustelėkite mygtuką „Stop“.
6. Analizuokite rezultatus.

Profiler parodys jums liepsnos diagramą (flame graph), kuri parodo laiką, praleistą kiekvieno komponento atvaizdavimui. Komponentai, kurie ilgai atvaizduojami, yra potencialios problemos. Taip pat galite naudoti reitinguotą diagramą (Ranked chart), kad pamatytumėte komponentų sąrašą, surūšiuotą pagal atvaizdavimui skirtą laiką.

Optimizavimo metodai

Nustatę problemas, galite taikyti įvairius optimizavimo metodus, kad pagerintumėte savo komponentų medžio našumą.

1. Memoizacija

Memoizacija yra metodas, apimantis brangių funkcijų iškvietimų rezultatų kaupimą talpykloje (angl. caching) ir talpykloje esančio rezultato grąžinimą, kai vėl atsiranda tie patys įvesties duomenys. Komponentų medžių kontekste memoizacija neleidžia komponentams persipiešti, jei jų „props“ nepasikeitė.

React.memo

React suteikia React.memo aukštesnės eilės komponentą (higher-order component) funkciniams komponentams memoizuoti. React.memo paviršutiniškai palygina komponento „props“ ir perpiešia jį tik tada, kai „props“ pasikeičia.

Pavyzdys:

import React from 'react';

const MyComponent = React.memo(function MyComponent(props) {
  // Atvaizdavimo logika čia
  return 
{props.data}
;
});

export default MyComponent;

Taip pat galite pateikti pasirinktinę palyginimo funkciją React.memo, jei paviršutiniško palyginimo nepakanka.

useMemo ir useCallback

useMemo ir useCallback yra React „hooks“, kurie gali būti naudojami atitinkamai reikšmėms ir funkcijoms memoizuoti. Šie „hooks“ yra ypač naudingi perduodant „props“ memoizuotiems komponentams.

useMemo memoizuoja reikšmę:

import React, { useMemo } from 'react';

function MyComponent(props) {
  const expensiveValue = useMemo(() => {
    // Atlikite sudėtingą skaičiavimą čia
    return computeExpensiveValue(props.data);
  }, [props.data]);

  return 
{expensiveValue}
;
}

useCallback memoizuoja funkciją:

import React, { useCallback } from 'react';

function MyComponent(props) {
  const handleClick = useCallback(() => {
    // Apdorokite paspaudimo įvykį
    props.onClick(props.data);
  }, [props.data, props.onClick]);

  return Spausk mane;
}

Be useCallback, naujas funkcijos egzempliorius būtų sukurtas kiekvieno atvaizdavimo metu, todėl memoizuotas antrinis komponentas persipieštų, net jei funkcijos logika yra ta pati.

Angular pokyčių aptikimo strategijos

Angular siūlo skirtingas pokyčių aptikimo strategijas, kurios veikia komponentų atnaujinimą. Numatytasis strategija, ChangeDetectionStrategy.Default, tikrina pokyčius kiekviename komponente per kiekvieną pokyčių aptikimo ciklą.

Norėdami pagerinti našumą, galite naudoti ChangeDetectionStrategy.OnPush. Naudojant šią strategiją, Angular tikrina pokyčius komponente tik jei:

• Komponento įvesties savybės pasikeitė (pagal nuorodą).
• Įvykis kyla iš komponento arba vieno iš jo vaikų.
• Pokyčių aptikimas yra aiškiai inicijuotas.

Norėdami naudoti ChangeDetectionStrategy.OnPush, nustatykite changeDetection savybę komponento dekoratoriuje:

import { Component, ChangeDetectionStrategy, Input } from '@angular/core';

@Component({
  selector: 'app-my-component',
  templateUrl: './my-component.component.html',
  styleUrls: ['./my-component.component.css'],
  changeDetection: ChangeDetectionStrategy.OnPush
})
export class MyComponentComponent {
  @Input() data: any;
}

Vue.js apskaičiuojamos savybės ir memoizacija

Vue.js naudoja reaktyvią sistemą, kad automatiškai atnaujintų DOM, kai pasikeičia duomenys. Apskaičiuojamos savybės (Computed properties) yra automatiškai memoizuojamos ir perskaičiuojamos tik tada, kai pasikeičia jų priklausomybės.

Pavyzdys:

Sudėtingesniems memoizacijos scenarijams Vue.js leidžia rankiniu būdu valdyti, kada apskaičiuojama savybė yra perskaičiuojama, naudojant metodus, tokius kaip brangaus skaičiavimo rezultato kaupimas talpykloje ir jo atnaujinimas tik prireikus.

2. Kodo skaidymas ir atidėtasis įkėlimas

Kodo skaidymas (Code splitting) yra procesas, kurio metu jūsų programos kodas yra padalijamas į mažesnius paketus, kuriuos galima įkelti pagal poreikį. Tai sumažina pradinį programos įkėlimo laiką ir pagerina vartotojo patirtį.

Atidėtasis įkėlimas (Lazy loading) yra metodas, apimantis išteklių įkėlimą tik tada, kai jie yra reikalingi. Tai gali būti taikoma komponentams, moduliams ar net atskiroms funkcijoms.

React.lazy ir Suspense

React suteikia React.lazy funkciją komponentų atidėtajam įkėlimui. React.lazy priima funkciją, kuri turi iškviesti dinaminį import(). Tai grąžina „Promise“, kuris išsisprendžia į modulį su numatytuoju eksportu, turinčiu React komponentą.

Tada virš atidėtai įkelto komponento turite atvaizduoti Suspense komponentą. Tai nurodo atsarginę vartotojo sąsają, kuri bus rodoma, kol įkeliamas atidėtasis komponentas.

Pavyzdys:

import React, { Suspense } from 'react';

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

function App() {
  return (
    Įkeliama...

const routes: Routes = [
  {
    path: 'my-module',
    loadChildren: () => import('./my-module/my-module.module').then(m => m.MyModuleModule)
  }
];

Vue.component('async-example', function (resolve, reject) {
  setTimeout(function () {
    // Perduokite komponento apibrėžimą į 'resolve' atgalinį iškvietimą
    resolve({
      template: '
Aš asinchroninis!
'
    })
  }, 1000)
})

Vue.component('async-webpack-example', () => import('./my-async-component'))