„React“ vienu metu vykdomas atvaizdavimas: supratimas ir rėmų kritimo šalinimas, siekiant optimalaus našumo

„React“ vienu metu vykdomas atvaizdavimas yra galinga funkcija, skirta pagerinti žiniatinklio programų reagavimą ir suvokiamą našumą. Tai leidžia „React“ vienu metu atlikti kelias užduotis, neužblokuojant pagrindinės gijos, o tai lemia sklandesnes vartotojo sąsajas. Tačiau net ir esant vienu metu vykdomam atvaizdavimui, programos vis tiek gali patirti rėmų kritimą, dėl kurio animacijos tampa grubios, vėluoja sąveika ir apskritai prasta vartotojo patirtis. Šiame straipsnyje gilinamasi į „React“ vienu metu vykdomo atvaizdavimo subtilybes, nagrinėjamos rėmų kritimo priežastys ir pateikiamos praktinės strategijos šioms problemoms nustatyti ir sumažinti, užtikrinant optimalų našumą pasaulinei auditorijai.

„React“ vienu metu vykdomo atvaizdavimo supratimas

Tradicinis „React“ atvaizdavimas veikia sinchroniškai, t. y., kai komponentą reikia atnaujinti, visas atvaizdavimo procesas blokuoja pagrindinę giją, kol jis bus baigtas. Dėl to gali atsirasti vėlavimų ir nereagavimo, ypač sudėtingose programose su dideliais komponentų medžiais. Vienu metu vykdomas atvaizdavimas, įdiegtas „React 18“, siūlo efektyvesnį požiūrį, nes leidžia „React“ suskaidyti atvaizdavimą į mažesnes, pertraukiamas užduotis.

Pagrindinės sąvokos

• Laiko skirstymas: „React“ gali padalyti atvaizdavimo darbą į mažesnius gabalus, po kiekvieno gabalo grąžindama valdymą naršyklei. Tai leidžia naršyklei atlikti kitas užduotis, pvz., vartotojo įvestis ir animacijos atnaujinimus, neleidžiant vartotojo sąsajai užšalti.
• Pertraukimai: „React“ gali nutraukti vykstantį atvaizdavimo procesą, jei reikia atlikti aukštesnio prioriteto užduotį, pvz., vartotojo sąveiką. Tai užtikrina, kad programa reaguotų į vartotojo veiksmus.
• Suspense: „Suspense“ leidžia komponentams „sustabdyti“ atvaizdavimą, kol laukiama, kol bus įkelti duomenys. Tada „React“ gali rodyti atsarginę vartotojo sąsają, pvz., įkėlimo indikatorių, kol bus pasiekiami duomenys. Tai neleidžia vartotojo sąsajai blokuoti laukiant duomenų, gerinant suvokiamą našumą.
• Perėjimai: Perėjimai leidžia kūrėjams pažymėti tam tikrus atnaujinimus kaip mažiau skubius. „React“ teiks prioritetą skubiems atnaujinimams (pvz., tiesioginei vartotojo sąveikai), o ne perėjimams, užtikrindamas, kad programa išliktų reaguojanti.

Šios funkcijos kartu prisideda prie sklandesnės ir reaguojančios vartotojo patirties, ypač programose, kuriose atnaujinama dažnai ir kuriose yra sudėtingos vartotojo sąsajos.

Kas yra rėmų kritimas?

Rėmų kritimas įvyksta, kai naršyklė negali atvaizduoti rėmų norimu rėmelių dažniu, paprastai 60 rėmelių per sekundę (FPS) arba didesniu. Dėl to atsiranda matomi mikčiojimai, vėlavimai ir apskritai erzina vartotojo patirtis. Kiekvienas rėmas atspindi vartotojo sąsajos momentinį vaizdą tam tikru laiku. Jei naršyklė negali pakankamai greitai atnaujinti ekrano, ji praleidžia rėmus, o tai lemia šiuos vizualinius trūkumus.

Tikslo rėmelių dažnis 60 FPS reiškia, kad kiekvienam rėmui reikia maždaug 16,67 milisekundžių biudžeto. Jei naršyklė užtrunka ilgiau nei tai, kad atvaizduotų rėmą, rėmas praleidžiamas.

Rėmų kritimo priežastys „React“ programose

Kelios priežastys gali prisidėti prie rėmų kritimo „React“ programose, net ir naudojant vienu metu vykdomą atvaizdavimą:

• Sudėtingi komponentų atnaujinimai: Dideli ir sudėtingi komponentų medžiai gali užtrukti ilgai atvaizduojant, viršijant turimą rėmelių biudžetą.
• Brangūs skaičiavimai: Atliekant skaičiavimus reikalaujančias užduotis, pvz., sudėtingas duomenų transformacijas ar vaizdo apdorojimą, atvaizdavimo procese gali būti užblokuota pagrindinė gija.
• Neoptimizuotas DOM manipuliavimas: Dažnas ar neefektyvus DOM manipuliavimas gali būti našumo kliūtis. Tiesioginis DOM manipuliavimas už „React“ atvaizdavimo ciklo taip pat gali sukelti neatitikimų ir našumo problemų.
• Perteklinis pakartotinis atvaizdavimas: Nereikalingas komponentų pakartotinis atvaizdavimas gali sukelti papildomą atvaizdavimo darbą, padidindamas rėmų kritimo tikimybę. Tai dažnai sukelia netinkamas `React.memo`, `useMemo`, `useCallback` naudojimas arba neteisingi priklausomybės masyvai `useEffect` kabliuose.
• Ilgai trunkantis užduotys pagrindinėje gijoje: „JavaScript“ kodas, kuris ilgesnį laiką blokuoja pagrindinę giją, pvz., tinklo užklausos ar sinchroninės operacijos, gali sukelti naršyklės rėmų praleidimą.
• Trečiųjų šalių bibliotekos: Neefektyvios arba prastai optimizuotos trečiųjų šalių bibliotekos gali sukelti našumo kliūtis ir prisidėti prie rėmų kritimo.
• Naršyklės apribojimai: Tam tikros naršyklės funkcijos ar apribojimai, pvz., neefektyvus šiukšlių surinkimas ar lėtas CSS skaičiavimas, taip pat gali turėti įtakos atvaizdavimo našumui. Tai gali skirtis tarp skirtingų naršyklių ir įrenginių.
• Įrenginio apribojimai: Programos gali puikiai veikti aukščiausios klasės įrenginiuose, bet patirti rėmų kritimą senesniuose ar mažiau galinguose įrenginiuose. Apsvarstykite galimybę optimizuoti įvairius įrenginių pajėgumus.

Rėmų kritimo nustatymas: įrankiai ir technikos

Pirmasis žingsnis sprendžiant rėmų kritimą yra nustatyti jo buvimą ir suprasti jo pagrindines priežastis. Tai gali padėti keli įrankiai ir technikos:

„React“ profileris

„React Profiler“, esantis „React DevTools“, yra galingas įrankis „React“ komponentų našumui analizuoti. Tai leidžia įrašyti atvaizdavimo našumą ir nustatyti komponentus, kurių atvaizdavimas užtrunka ilgiausiai.

„React Profiler“ naudojimas:

1. Atidarykite „React DevTools“ savo naršyklėje.
2. Pasirinkite skirtuką „Profiler“.
3. Spustelėkite mygtuką „Įrašyti“, kad pradėtumėte profiliavimą.
4. Bendradarbiaukite su savo programa, kad suaktyvintumėte norimą analizuoti atvaizdavimo procesą.
5. Spustelėkite mygtuką „Sustabdyti“, kad sustabdytumėte profiliavimą.
6. Išanalizuokite įrašytus duomenis, kad nustatytumėte našumo kliūtis. Atkreipkite dėmesį į „reitinguojamus“ ir „liepsnos grafiko“ rodinius.

Naršyklės kūrėjo įrankiai

Naršyklės kūrėjo įrankiai siūlo įvairias funkcijas žiniatinklio našumui analizuoti, įskaitant:

• Našumo skirtukas: Našumo skirtukas leidžia įrašyti naršyklės veiklos laiko liniją, įskaitant atvaizdavimą, scenarijus ir tinklo užklausas. Tai padeda nustatyti ilgai trunkančias užduotis ir našumo kliūtis už paties „React“ ribų.
• Rėmelių per sekundę (FPS) matuoklis: FPS matuoklis realiuoju laiku rodo rėmelių dažnį. FPS sumažėjimas rodo galimą rėmų kritimą.
• Atvaizdavimo skirtukas: Atvaizdavimo skirtukas (Chrome DevTools) leidžia paryškinti ekrano sritis, kurios yra perpiešiamos, nustatyti išdėstymo pasikeitimus ir aptikti kitas su atvaizdavimu susijusias našumo problemas. Tokios funkcijos kaip „Dažų mirksėjimas“ ir „Išdėstymo poslinkio regionai“ gali būti labai naudingos.

Našumo stebėjimo įrankiai

Keli trečiųjų šalių našumo stebėjimo įrankiai gali suteikti įžvalgų apie jūsų programos našumą realiuose scenarijuose. Šie įrankiai dažnai siūlo tokias funkcijas kaip:

• Realaus vartotojo stebėjimas (RUM): Rinkti našumo duomenis iš faktinių vartotojų, pateikiant tikslesnį vartotojo patirties atvaizdavimą.
• Klaidų sekimas: Nustatyti ir stebėti „JavaScript“ klaidas, kurios gali turėti įtakos našumui.
• Našumo įspėjimai: Nustatyti įspėjimus, kad gautumėte pranešimą, kai našumo metrika viršija iš anksto nustatytas ribas.

Našumo stebėjimo įrankių pavyzdžiai yra „New Relic“, „Sentry“ ir „Datadog“.

Pavyzdys: „React Profiler“ naudojimas kliūčiai nustatyti

Įsivaizduokite, kad turite sudėtingą komponentą, kuris atvaizduoja didelį elementų sąrašą. Vartotojai praneša, kad slinkimas per šį sąrašą atrodo grubus ir nereaguoja.

1. Naudokite „React Profiler“, kad įrašytumėte sesiją slinkdami sąraše.
2. Išanalizuokite reitinguotą diagramą Profileryje. Pastebite, kad vienas konkretus komponentas, `ListItem`, nuolat užtrunka ilgai, kad būtų atvaizduotas kiekvienas sąrašo elementas.
3. Apžiūrėkite `ListItem` komponento kodą. Pastebite, kad jis atlieka skaičiavimo požiūriu brangų skaičiavimą kiekviename atvaizdavime, net jei duomenys nepasikeitė.

Ši analizė nukreipia jus į konkrečią kodo sritį, kurią reikia optimizuoti. Šiuo atveju galite naudoti `useMemo`, kad įsimintumėte brangų skaičiavimą, neleisdami jo pakartotinai vykdyti be reikalo.

Rėmų kritimo šalinimo strategijos

Nustačius rėmų kritimo priežastis, galite įgyvendinti įvairias strategijas šioms problemoms sumažinti ir pagerinti našumą:

1. Komponentų atnaujinimų optimizavimas

• Įsiminimas: Naudokite `React.memo`, `useMemo` ir `useCallback`, kad išvengtumėte nereikalingo komponentų pakartotinio atvaizdavimo ir brangių skaičiavimų. Įsitikinkite, kad jūsų priklausomybės masyvai yra teisingai nurodyti, kad išvengtumėte netikėto elgesio.
• Virtualizavimas: Dideliems sąrašams ar lentelėms naudokite virtualizavimo bibliotekas, pvz., `react-window` arba `react-virtualized`, kad atvaizduotumėte tik matomus elementus. Tai žymiai sumažina reikalingą DOM manipuliacijos kiekį.
• Kodo skaidymas: Suskaidykite savo programą į mažesnius gabalus, kuriuos galima įkelti pagal poreikį. Tai sumažina pradinį įkėlimo laiką ir pagerina programos reagavimą. Naudokite „React.lazy“ ir „Suspense“ komponentų lygio kodo skaidymui ir tokius įrankius kaip „Webpack“ arba „Parcel“ maršruto pagrindu kodo skaidymui.
• Nepakeičiamumas: Naudokite nepakeičiamas duomenų struktūras, kad išvengtumėte atsitiktinių mutacijų, kurios gali sukelti nereikalingą pakartotinį atvaizdavimą. Bibliotekos, pvz., „Immer“, gali padėti supaprastinti darbą su nepakeičiamais duomenimis.

2. Brangių skaičiavimų mažinimas

• Debouncing ir Throttling: Naudokite debouncing ir throttling, kad apribotumėte brangių operacijų, pvz., įvykių tvarkyklių ar API skambučių, dažnumą. Tai neleidžia programai būti priblokštai dažnai atnaujinant.
• Žiniatinklio darbuotojai: Perkelkite skaičiavimus reikalaujančias užduotis į „Web Workers“, kurie veikia atskiroje gijoje ir neblokuoja pagrindinės gijos. Tai leidžia vartotojo sąsajai išlikti reaguojančiai atliekant fonines užduotis.
• Talpyklos: Talpyklos dažnai pasiekiamiems duomenims, kad nereikėtų jų perskaičiuoti kiekvieno atvaizdavimo metu. Naudokite atminties talpyklas arba vietinę saugyklą, kad išsaugotumėte duomenis, kurie dažnai nesikeičia.

3. DOM manipuliavimo optimizavimas

• Sumažinkite tiesioginį DOM manipuliavimą: Venkite tiesiogiai manipuliuoti DOM už „React“ atvaizdavimo ciklo. Leiskite „React“ tvarkyti DOM atnaujinimus, kai tik įmanoma, kad užtikrintumėte nuoseklumą ir efektyvumą.
• Paketiniai atnaujinimai: Naudokite `ReactDOM.flushSync` (naudokite saikingai ir atsargiai!), kad sugrupuotumėte kelis atnaujinimus į vieną atvaizdavimą. Tai gali pagerinti našumą atliekant kelis DOM pakeitimus vienu metu.

4. Ilgai trunkančių užduočių valdymas

• Asinchroninės operacijos: Naudokite asinchronines operacijas, pvz., `async/await` ir Promises, kad išvengtumėte pagrindinės gijos blokavimo. Užtikrinkite, kad tinklo užklausos ir kitos I/O operacijos būtų atliekamos asinchroniškai.
• RequestAnimationFrame: Naudokite `requestAnimationFrame`, kad suplanuotumėte animacijas ir kitus vaizdinius atnaujinimus. Tai užtikrina, kad atnaujinimai būtų sinchronizuoti su naršyklės atnaujinimo dažniu, todėl animacijos būtų sklandesnės.

5. Trečiųjų šalių bibliotekų optimizavimas

• Atsargiai rinkitės bibliotekas: Pasirinkite trečiųjų šalių bibliotekas, kurios yra gerai optimizuotos ir žinomos dėl savo našumo. Venkite bibliotekų, kurios yra išpūstos arba turi našumo problemų istoriją.
• Atidėtas bibliotekų įkėlimas: Įkelkite trečiųjų šalių bibliotekas pagal poreikį, o ne įkeldami jas visas iš anksto. Tai sumažina pradinį įkėlimo laiką ir pagerina bendrą programos našumą.
• Reguliariai atnaujinkite bibliotekas: Reguliariai atnaujinkite trečiųjų šalių bibliotekas, kad pasinaudotumėte našumo patobulinimais ir klaidų pataisymais.

6. Įrenginio galimybių ir tinklo sąlygų svarstymas

• Adaptyvus atvaizdavimas: Įdiekite adaptyvaus atvaizdavimo metodus, kad koreguotumėte vartotojo sąsajos sudėtingumą, atsižvelgiant į įrenginio galimybes ir tinklo sąlygas. Pavyzdžiui, galite sumažinti vaizdų skiriamąją gebą arba supaprastinti animacijas mažos galios įrenginiuose.
• Tinklo optimizavimas: Optimizuokite savo programos tinklo užklausas, kad sumažintumėte delsą ir pagerintumėte įkėlimo laiką. Naudokite tokius metodus kaip turinio pristatymo tinklai (CDN), vaizdų optimizavimas ir HTTP talpykla.
• Progresyvus patobulinimas: Kurkite savo programą atsižvelgdami į progresyvų patobulinimą, užtikrindami, kad ji suteiks pagrindinį funkcionalumo lygį net ir senesniuose ar mažiau pajėgiuose įrenginiuose.

Pavyzdys: lėto sąrašo komponento optimizavimas

Grįžkime prie lėto sąrašo komponento pavyzdžio. Nustačius, kad `ListItem` komponentas yra kliūtis, galite pritaikyti šias optimizacijas:

1. Įsiminti `ListItem` komponentą: Naudokite `React.memo`, kad išvengtumėte pakartotinio atvaizdavimo, kai elemento duomenys nepasikeitė.
2. Įsiminti brangų skaičiavimą: Naudokite `useMemo`, kad įsimintumėte brangaus skaičiavimo rezultatą.
3. Virtualizuoti sąrašą: Naudokite `react-window` arba `react-virtualized`, kad atvaizduotumėte tik matomus elementus.

Įgyvendinę šias optimizacijas, galite žymiai pagerinti sąrašo komponento našumą ir sumažinti rėmų kritimą.

Pasauliniai svarstymai

Optimizuojant „React“ programas pasaulinei auditorijai, būtina atsižvelgti į tokius veiksnius kaip tinklo delsos, įrenginių galimybės ir kalbos lokalizacija.

• Tinklo delsos: Vartotojai skirtingose pasaulio dalyse gali patirti skirtingas tinklo delsas. Naudokite CDN, kad platintumėte savo programos išteklius visame pasaulyje ir sumažintumėte delsą.
• Įrenginio galimybės: Vartotojai gali pasiekti jūsų programą iš įvairių įrenginių, įskaitant senesnius išmaniuosius telefonus ir planšetinius kompiuterius, kurių apdorojimo galia yra ribota. Optimizuokite savo programą įvairiems įrenginių pajėgumams.
• Kalbos lokalizacija: Užtikrinkite, kad jūsų programa būtų tinkamai lokalizuota įvairioms kalboms ir regionams. Tai apima teksto vertimą, datų ir skaičių formatavimą ir vartotojo sąsajos pritaikymą, kad būtų galima rašyti skirtingomis kryptimis.

Išvada

Rėmų kritimas gali žymiai paveikti „React“ programų vartotojo patirtį. Suprasdami rėmų kritimo priežastis ir įgyvendindami šiame straipsnyje aprašytas strategijas, galite optimizuoti savo programas, kad jos veiktų sklandžiai ir reaguotų, net ir atliekant vienu metu vykdomą atvaizdavimą. Reguliariai profiliuoti savo programą, stebėti našumo metriką ir pritaikyti savo optimizavimo strategijas pagal realius duomenis yra labai svarbu norint išlaikyti optimalų našumą laikui bėgant. Nepamirškite atsižvelgti į pasaulinę auditoriją ir optimizuoti įvairias tinklo sąlygas ir įrenginių galimybes.

Dėmesys komponentų atnaujinimo optimizavimui, brangių skaičiavimų mažinimui, DOM manipuliavimo optimizavimui, ilgai trunkančių užduočių valdymui, trečiųjų šalių bibliotekų optimizavimui ir įrenginių galimybių bei tinklo sąlygų svarstymui gali suteikti aukštesnę vartotojo patirtį vartotojams visame pasaulyje. Sėkmės optimizuojant!