Išsamus gidas, kaip optimizuoti komponentų medžius JavaScript karkasuose, tokiuose kaip React, Angular ir Vue.js, apimantis našumo problemas, atvaizdavimo strategijas ir geriausias praktikas.
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:
- Atidarykite React DevTools savo naršyklėje.
- Pasirinkite skirtuką „Profiler“.
- Spustelėkite mygtuką „Record“.
- Sąveikaukite su savo programa.
- Spustelėkite mygtuką „Stop“.
- 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 ;
}
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:
{{ computedValue }}
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... Angular atidėtojo įkėlimo moduliai
Angular palaiko atidėtojo įkėlimo modulius. Tai leidžia įkelti dalis jūsų programos tik tada, kai jos yra reikalingos, sumažinant pradinį įkėlimo laiką.
Norėdami atidėtai įkelti modulį, turite konfigūruoti savo maršrutizavimą, kad būtų naudojamas dinaminis import() sakinys:
const routes: Routes = [
{
path: 'my-module',
loadChildren: () => import('./my-module/my-module.module').then(m => m.MyModuleModule)
}
];
Vue.js asinchroniniai komponentai
Vue.js palaiko asinchroninius komponentus, kurie leidžia įkelti komponentus pagal poreikį. Galite apibrėžti asinchroninį komponentą naudodami funkciją, kuri grąžina „Promise“:
Vue.component('async-example', function (resolve, reject) {
setTimeout(function () {
// Perduokite komponento apibrėžimą į 'resolve' atgalinį iškvietimą
resolve({
template: 'Aš asinchroninis!'
})
}, 1000)
})
Arba galite naudoti dinaminę import() sintaksę:
Vue.component('async-webpack-example', () => import('./my-async-component'))
3. Virtualizacija ir „Windowing“
Atvaizduojant didelius sąrašus ar lenteles, virtualizacija (taip pat žinoma kaip „windowing“) gali žymiai pagerinti našumą. Virtualizacija apima tik matomų elementų sąraše atvaizdavimą ir jų perpiešimą, kai vartotojas slenka.
Užuot vienu metu atvaizdavus tūkstančius eilučių, virtualizacijos bibliotekos atvaizduoja tik tas eilutes, kurios šiuo metu matomos peržiūros srityje. Tai dramatiškai sumažina DOM mazgų, kuriuos reikia sukurti ir atnaujinti, skaičių, todėl slinkimas tampa sklandesnis ir našumas geresnis.
React bibliotekos virtualizacijai
- react-window: Populiari biblioteka efektyviam didelių sąrašų ir lentelių duomenų atvaizdavimui.
- react-virtualized: Kita gerai žinoma biblioteka, teikianti platų virtualizacijos komponentų asortimentą.
Angular bibliotekos virtualizacijai
- @angular/cdk/scrolling: Angular komponentų kūrimo rinkinys (CDK) teikia
ScrollingModulesu komponentais virtualiam slinkimui.
Vue.js bibliotekos virtualizacijai
- vue-virtual-scroller: Vue.js komponentas didelių sąrašų virtualiam slinkimui.
4. Duomenų struktūrų optimizavimas
Duomenų struktūrų pasirinkimas gali ženkliai paveikti jūsų komponentų medžio našumą. Naudojant efektyvias duomenų struktūras duomenims saugoti ir manipuliuoti, galima sumažinti laiką, praleistą duomenų apdorojimui atvaizdavimo metu.
- Maps ir Sets: Naudokite „Maps“ ir „Sets“ efektyviai raktų-reikšmių paieškai ir narystės tikrinimui, užuot naudojus paprastus JavaScript objektus.
- Nekeičiamos duomenų struktūros: Naudojant nekeiČiamas duomenų struktūras galima išvengti atsitiktinių mutacijų ir supaprastinti pokyčių aptikimą. Bibliotekos, tokios kaip Immutable.js, teikia nekeiČiamas duomenų struktūras JavaScript.
5. Nereikalingos DOM manipuliacijos vengimas
Tiesioginis DOM manipuliavimas gali būti lėtas ir sukelti našumo problemų. Vietoj to, pasikliaukite karkaso atnaujinimo mechanizmu, kad efektyviai atnaujintumėte DOM. Venkite naudoti metodus, tokius kaip document.getElementById ar document.querySelector, tiesioginiam DOM elementų modifikavimui.
Jei jums reikia tiesiogiai sąveikauti su DOM, stenkitės sumažinti DOM operacijų skaičių ir sugrupuoti jas, kai tik įmanoma.
6. Atidėjimas (Debouncing) ir ribojimas (Throttling)
Atidėjimas ir ribojimas yra metodai, naudojami apriboti funkcijos vykdymo dažnį. Tai gali būti naudinga tvarkant įvykius, kurie dažnai suveikia, pavyzdžiui, slinkimo ar dydžio keitimo įvykius.
- Atidėjimas (Debouncing): Atideda funkcijos vykdymą, kol praeis tam tikras laiko tarpas nuo paskutinio funkcijos iškvietimo.
- Ribojimas (Throttling): Vykdo funkciją ne dažniau kaip vieną kartą per nurodytą laikotarpį.
Šie metodai gali išvengti nereikalingų perpiešimų ir pagerinti jūsų programos reakciją.
Geriausios komponentų medžio optimizavimo praktikos
Be anksčiau minėtų metodų, štai keletas geriausių praktikų, kurių reikėtų laikytis kuriant ir optimizuojant komponentų medžius:
- Išlaikykite komponentus mažus ir orientuotus: Mažesnius komponentus lengviau suprasti, testuoti ir optimizuoti.
- Venkite gilaus įdėjimo: Giliai įdėti komponentų medžiai gali būti sunkiai valdomi ir sukelti našumo problemų.
- Naudokite raktus dinamiškiems sąrašams: Atvaizduojant dinamiškus sąrašus, pateikite unikalų „key“ prop kiekvienam elementui, kad padėtumėte karkasui efektyviai atnaujinti sąrašą. Raktai turėtų būti stabilūs, numatomi ir unikalūs.
- Optimizuokite vaizdus ir išteklius: Dideli vaizdai ir ištekliai gali sulėtinti jūsų programos įkėlimą. Optimizuokite vaizdus juos suspaudžiant ir naudojant tinkamus formatus.
- Reguliariai stebėkite našumą: Nuolat stebėkite savo programos našumą ir anksti nustatykite galimas problemas.
- Apsvarstykite serverio pusės atvaizdavimą (SSR): Dėl SEO ir pradinio įkėlimo našumo apsvarstykite galimybę naudoti serverio pusės atvaizdavimą. SSR atvaizduoja pradinį HTML serveryje, siųsdamas klientui visiškai atvaizduotą puslapį. Tai pagerina pradinį įkėlimo laiką ir daro turinį labiau prieinamą paieškos sistemų robotams.
Realaus pasaulio pavyzdžiai
Panagrinėkime kelis realaus pasaulio komponentų medžio optimizavimo pavyzdžius:
- El. prekybos svetainė: El. prekybos svetainė su dideliu produktų katalogu gali pasinaudoti virtualizacija ir atidėtuoju įkėlimu, kad pagerintų produktų sąrašo puslapio našumą. Kodo skaidymas taip pat gali būti naudojamas skirtingoms svetainės dalims (pvz., produkto detalės puslapiui, pirkinių krepšeliui) įkelti pagal poreikį.
- Socialinių tinklų srautas: Socialinių tinklų srautas su dideliu įrašų skaičiumi gali naudoti virtualizaciją, kad atvaizduotų tik matomus įrašus. Memoizacija gali būti naudojama siekiant išvengti nepasikeitusių įrašų perpiešimo.
- Duomenų vizualizavimo prietaisų skydelis: Duomenų vizualizavimo prietaisų skydelis su sudėtingomis diagramomis ir grafikais gali naudoti memoizaciją brangių skaičiavimų rezultatams kaupti talpykloje. Kodo skaidymas gali būti naudojamas skirtingoms diagramoms ir grafikams įkelti pagal poreikį.
Išvada
Komponentų medžių optimizavimas yra labai svarbus kuriant aukšto našumo JavaScript programas. Suprasdami pagrindinius atvaizdavimo principus, nustatydami našumo problemas ir taikydami šiame straipsnyje aprašytus metodus, galite žymiai pagerinti savo programų našumą ir reakciją. Nepamirškite nuolat stebėti savo programų našumą ir prireikus pritaikyti optimizavimo strategijas. Konkretūs metodai, kuriuos pasirinksite, priklausys nuo jūsų naudojamo karkaso ir specifinių jūsų programos poreikių. Sėkmės!