React išteklių naudojimo kabliukas: optimizuokite našumą ir vartotojo patirtį

Šiuolaikiniame žiniatinklio kūrime, ypač naudojant vieno puslapio programas, sukurtas naudojant tokius karkasus kaip React, išteklių naudojimo valdymas yra svarbiausias. Neoptimizuotos programos gali lemti vangų našumą, pablogėjusią vartotojo patirtį ir net sistemos nestabilumą. Šis straipsnis pateikia išsamų vadovą, kaip sukurti ir naudoti React kabliuką efektyviai valdyti išteklių naudojimą, galiausiai vedant prie sklandesnės ir jautresnės programos.

Išteklių naudojimo supratimas React programose

React programos, kaip ir bet kuri programinė įranga, remiasi įvairiais sistemos ištekliais, įskaitant:

• CPU (Centrinis procesorius): Apdorojimo galia, reikalinga vykdyti JavaScript kodą, atvaizduoti komponentus ir valdyti vartotojo sąveikas. Per didelis CPU naudojimas gali lemti lėtą atvaizdavimą ir nereaguojančią vartotojo sąsają.
• Atmintis (RAM): Programos darbo vieta. Atminties nutekėjimai arba neefektyvios duomenų struktūros gali lemti atminties išeikvojimą ir programos gedimus.
• Tinklo pralaidumas: Duomenų perdavimo tarp kliento ir serverio pajėgumas. Nebūtinos arba didelės tinklo užklausos gali sukelti vėlavimus ir sulėtinti puslapio įkėlimo laiką.
• GPU (Grafikos procesorius): Naudojamas sudėtingoms vizualizacijoms ir animacijoms atvaizduoti. Neefektyvus atvaizdavimas gali įtempti GPU ir lemti kadrų dažnio sumažėjimą.

Blogai optimizuotas React kodas gali paaštrinti išteklių naudojimo problemas. Dažniausi kaltininkai yra:

• Nebūtini pakartotiniai atvaizdavimai: Komponentai pakartotinai atvaizduojami, kai jų rekvizitai arba būsena iš tikrųjų nepasikeitė.
• Neefektyvios duomenų struktūros: Neteisingų duomenų struktūrų naudojimas duomenų saugojimui ir manipuliavimui.
• Neoptimizuoti algoritmai: Neefektyvių algoritmų naudojimas sudėtingiems skaičiavimams arba duomenų apdorojimui.
• Dideli vaizdai ir ištekliai: Didelių, nesuspaustų vaizdų ir kitų išteklių pateikimas.
• Atminties nutekėjimai: Nepavyksta tinkamai atlaisvinti nenaudojamų komponentų arba duomenų užimtos atminties.

Kodėl naudoti išteklių naudojimo kabliuką?

Išteklių naudojimo kabliukas suteikia centralizuotą ir pakartotinai naudojamą mechanizmą išteklių naudojimui stebėti ir valdyti React programoje. Jo privalumai yra:

• Centralizuotas stebėjimas: Suteikia vieną tašką CPU, atminties ir tinklo naudojimui stebėti.
• Našumo kliūčių identifikavimas: Padeda nustatyti sritis programoje, kurios naudoja per daug išteklių.
• Proaktyvus optimizavimas: Leidžia kūrėjams optimizuoti kodą ir išteklius prieš tai, kai našumo problemos tampa kritinėmis.
• Pagerinta vartotojo patirtis: Lemiančianti greitesnį atvaizdavimą, sklandesnę sąveiką ir jautresnę programą.
• Kodo pakartotinis naudojimas: Kabliukas gali būti pakartotinai naudojamas keliuose komponentuose, skatinant nuoseklumą ir mažinant kodo dubliavimą.

React išteklių naudojimo kabliuko kūrimas

Sukurkime pagrindinį React kabliuką, kuris stebi CPU naudojimą ir teikia įžvalgas apie komponento našumą.

Pagrindinis CPU naudojimo stebėjimas

Toliau pateiktame pavyzdyje CPU laikui matuoti naudojamas performance API (galimas daugelyje šiuolaikinių naršyklių):

```javascript import { useState, useEffect, useRef } from 'react'; function useCpuUsage() { const [cpuUsage, setCpuUsage] = useState(0); const previousTimeRef = useRef(performance.now()); useEffect(() => { const intervalId = setInterval(() => { const currentTime = performance.now(); const timeDiff = currentTime - previousTimeRef.current; const cpuTime = performance.now() - currentTime; // Realiame scenarijuje reikėtų išmatuoti laiką, kurį sunaudoja konkreti operacija //Reikalingas sudėtingesnis metodas tiksliam CPU naudojimui const newCpuUsage = (cpuTime / timeDiff) * 100; setCpuUsage(newCpuUsage); previousTimeRef.current = currentTime; }, 1000); // Atnaujinti kas sekundę return () => clearInterval(intervalId); }, []); return cpuUsage; } export default useCpuUsage; ```

Paaiškinimas:

• useCpuUsage kabliukas naudoja useState dabartiniam CPU naudojimo procentui saugoti.
• useRef naudojamas ankstesniam laiko žymei saugoti, kad būtų galima apskaičiuoti laiko skirtumą.
• useEffect nustato intervalą, kuris vykdomas kas sekundę.
• Intervale performance.now() naudojamas dabartinei laiko žymei gauti.
• CPU naudojimas apskaičiuojamas kaip laiko, praleisto CPU operacijoms intervale, procentas.
• setCpuUsage funkcija atnaujina būseną nauja CPU naudojimo verte.
• clearInterval funkcija naudojama intervalui išvalyti, kai komponentas išmontuojamas, užkertant kelią atminties nutekėjimams.

Svarbios pastabos:

• Tai supaprastintas pavyzdys. Tiksliai išmatuoti CPU naudojimą naršyklės aplinkoje yra sudėtinga dėl naršyklės optimizacijų ir saugos apribojimų.
• Realiame scenarijuje reikėtų išmatuoti laiką, kurį sunaudoja konkreti operacija ar komponentas, kad būtų gauta prasminga CPU naudojimo vertė.
• performance API suteikia išsamesnes metrikas, tokias kaip JavaScript vykdymo laikas, atvaizdavimo laikas ir šiukšlių rinkimo laikas, kurias galima naudoti norint sukurti sudėtingesnius išteklių naudojimo kabliukus.

Kabliuko patobulinimas su atminties naudojimo stebėjimu

performance.memory API leidžia stebėti atminties naudojimą naršyklėje. Atkreipkite dėmesį, kad ši API yra pasenusi kai kuriose naršyklėse, ir jos prieinamumas gali skirtis. Apsvarstykite galimybę naudoti polyfill arba alternatyvius metodus, jei reikalingas platus naršyklių palaikymas. Pavyzdys:

```javascript import { useState, useEffect } from 'react'; function useMemoryUsage() { const [memoryUsage, setMemoryUsage] = useState({ usedJSHeapSize: 0, totalJSHeapSize: 0, jsHeapSizeLimit: 0, }); useEffect(() => { const intervalId = setInterval(() => { if (performance.memory) { setMemoryUsage({ usedJSHeapSize: performance.memory.usedJSHeapSize, totalJSHeapSize: performance.memory.totalJSHeapSize, jsHeapSizeLimit: performance.memory.jsHeapSizeLimit, }); } else { console.warn("performance.memory nepalaikoma šioje naršyklėje."); } }, 1000); return () => clearInterval(intervalId); }, []); return memoryUsage; } export default useMemoryUsage; ```

Paaiškinimas:

• Kabliukas naudoja useState objektui saugoti, kuriame yra naudojamas JS krūvos dydis, bendras JS krūvos dydis ir JS krūvos dydžio riba.
• useEffect viduje jis patikrina, ar performance.memory yra prieinamas.
• Jei prieinamas, jis gauna atminties naudojimo metrikas ir atnaujina būseną.
• Jei neprieinamas, jis įrašo įspėjimą į konsolę.

CPU ir atminties stebėjimo sujungimas

Galite sujungti CPU ir atminties stebėjimo logiką į vieną kabliuką patogumui:

```javascript import { useState, useEffect, useRef } from 'react'; function useResourceUsage() { const [cpuUsage, setCpuUsage] = useState(0); const [memoryUsage, setMemoryUsage] = useState({ usedJSHeapSize: 0, totalJSHeapSize: 0, jsHeapSizeLimit: 0, }); const previousTimeRef = useRef(performance.now()); useEffect(() => { const intervalId = setInterval(() => { // CPU naudojimas const currentTime = performance.now(); const timeDiff = currentTime - previousTimeRef.current; const cpuTime = performance.now() - currentTime; // Pakeiskite faktiniu CPU laiko matavimu const newCpuUsage = (cpuTime / timeDiff) * 100; setCpuUsage(newCpuUsage); previousTimeRef.current = currentTime; // Atminties naudojimas if (performance.memory) { setMemoryUsage({ usedJSHeapSize: performance.memory.usedJSHeapSize, totalJSHeapSize: performance.memory.totalJSHeapSize, jsHeapSizeLimit: performance.memory.jsHeapSizeLimit, }); } else { console.warn("performance.memory nepalaikoma šioje naršyklėje."); } }, 1000); return () => clearInterval(intervalId); }, []); return { cpuUsage, memoryUsage }; } export default useResourceUsage; ```

Išteklių naudojimo kabliuko naudojimas React komponente

Štai kaip naudoti useResourceUsage kabliuką React komponente:

```javascript import React from 'react'; import useResourceUsage from './useResourceUsage'; function MyComponent() { const { cpuUsage, memoryUsage } = useResourceUsage(); return ( ); } export default MyComponent; ```

Šis komponentas rodo dabartines CPU ir atminties naudojimo vertes. Galite naudoti šią informaciją komponento našumui stebėti ir nustatyti galimas kliūtis.

Pažangios išteklių naudojimo valdymo technikos

Be pagrindinio stebėjimo, išteklių naudojimo kabliukas gali būti naudojamas įgyvendinti pažangias našumo optimizavimo technikas:

1. Debounce (Atsidėjimas) ir Throttling (Apribojimas)

Debounce (Atsidėjimas) ir Throttling (Apribojimas) yra technikos, naudojamos apriboti funkcijos vykdymo dažnį. Tai gali būti naudinga tvarkant įvykius, kurie suaktyvinami dažnai, pvz., dydžio keitimo įvykiai arba įvesties pakeitimai. Pavyzdys (Debounce (Atsidėjimas))::

```javascript import { useState, useEffect } from 'react'; function useDebounce(value, delay) { const [debouncedValue, setDebouncedValue] = useState(value); useEffect( () => { const handler = setTimeout(() => { setDebouncedValue(value); }, delay); return () => { clearTimeout(handler); }; }, [value, delay] // Iš naujo iškviesti efektą tik tada, kai pasikeičia vertė arba vėlavimas ); return debouncedValue; } export default useDebounce; ```

Naudojimo atvejai apima: automatinę paiešką, kai paieškos užklausa siunčiama tik tada, kai vartotojas trumpam nustoja rašyti.

2. Virtualizacija

Virtualizacija (taip pat žinoma kaip langų kūrimas) yra technika, naudojama atvaizduoti tik matomą didelio sąrašo arba tinklelio dalį. Tai gali žymiai pagerinti našumą dirbant su didelėmis duomenų rinkiniais. Tokios bibliotekos kaip react-window ir react-virtualized teikia komponentus, kurie įgyvendina virtualizaciją.

Pavyzdžiui, 10 000 elementų sąrašo rodymas gali būti lėtas, jei visi elementai atvaizduojami vienu metu. Virtualizacija užtikrina, kad būtų atvaizduojami tik tie elementai, kurie šiuo metu matomi ekrane, žymiai sumažinant atvaizdavimo išlaidas.

3. Tingus įkėlimas

Tingus įkėlimas yra technika, naudojama ištekliams (pvz., vaizdams ar komponentams) įkelti tik tada, kai jie reikalingi. Tai gali sumažinti pradinį puslapio įkėlimo laiką ir pagerinti bendrą programos našumą. React React.lazy gali būti naudojamas komponentų tingiam įkėlimui.

Pavyzdžiui, vaizdai, kurie iš pradžių nėra matomi ekrane, gali būti tingiai įkeliami, kai vartotojas slenka žemyn. Tai leidžia išvengti nereikalingų vaizdų atsisiuntimo ir pagreitina pradinį puslapio įkėlimą.

4. Memoizacija

Memoizacija yra optimizavimo technika, kai brangių funkcijų iškvietimų rezultatai yra talpyklos, o talpyklos rezultatas grąžinamas, kai vėl atsiranda tos pačios įvestys. React teikia useMemo ir useCallback kabliukus reikšmėms ir funkcijoms memoizuoti. Pavyzdys:

```javascript import { useMemo } from 'react'; function ExpensiveComponent({ data }) { const processedData = useMemo(() => { // Čia atlikite brangų duomenų apdorojimą console.log("Apdorojami duomenys..."); return data.map(item => item * 2); }, [data]); // Iš naujo apskaičiuoti tik tada, kai pasikeičia „data“ return ; } export default ExpensiveComponent; ```

Šiame pavyzdyje processedData iš naujo apskaičiuojamas tik tada, kai pasikeičia data rekvizitas. Jei data rekvizitas išlieka toks pat, grąžinamas talpyklos rezultatas, išvengiant nereikalingo apdorojimo.

5. Kodo skaidymas

Kodo skaidymas yra technika, skirta programos kodui padalyti į mažesnius gabalus, kuriuos galima įkelti pagal poreikį. Tai gali sumažinti pradinį įkėlimo laiką ir pagerinti bendrą programos našumą. Webpack ir kiti rinkiniai palaiko kodo skaidymą.

Kodo skaidymo įgyvendinimas apima dinaminių importų naudojimą komponentams ar moduliams įkelti tik tada, kai jie reikalingi. Tai gali žymiai sumažinti pradinio JavaScript rinkinio dydį ir pagerinti puslapio įkėlimo laiką.

Geriausia išteklių naudojimo valdymo praktika

Štai keletas geriausių praktikų, kurių reikia laikytis valdant išteklių naudojimą React programose:

• Profiluokite savo programą: Naudokite naršyklės kūrėjo įrankius arba profiliavimo įrankius, kad nustatytumėte našumo kliūtis. Chrome DevTools našumo skirtukas yra neįkainojamas.
• Optimizuokite vaizdus ir išteklius: Suspauskite vaizdus ir kitus išteklius, kad sumažintumėte jų dydį. Naudokite tinkamus vaizdų formatus (pvz., WebP), kad geriau suspaustumėte.
• Venkite nereikalingų pakartotinių atvaizdavimų: Naudokite React.memo, useMemo ir useCallback, kad komponentai nebūtų pakartotinai atvaizduojami, kai jų rekvizitai arba būsena nepasikeitė.
• Naudokite efektyvias duomenų struktūras: Pasirinkite tinkamas duomenų struktūras duomenų saugojimui ir manipuliavimui. Pavyzdžiui, naudokite Maps arba Sets greitai paieškai.
• Įgyvendinkite virtualizaciją dideliems sąrašams: Naudokite virtualizacijos bibliotekas, kad atvaizduotumėte tik matomą didelių sąrašų arba tinklelių dalį.
• Tingus įkėlimas išteklius: Įkelkite vaizdus ir kitus išteklius tik tada, kai jie reikalingi.
• Stebėkite atminties naudojimą: Naudokite performance.memory API arba kitus įrankius, kad stebėtumėte atminties naudojimą ir nustatytumėte atminties nutekėjimus.
• Naudokite Linter ir kodo formatuotoją: Užtikrinkite kodo stilių ir geriausią praktiką, kad išvengtumėte įprastų našumo problemų.
• Išbandykite skirtinguose įrenginiuose ir naršyklėse: Užtikrinkite, kad jūsų programa gerai veiktų įvairiuose įrenginiuose ir naršyklėse.
• Reguliariai peržiūrėkite ir pertvarkykite kodą: Periodiškai peržiūrėkite kodą ir pertvarkykite jį, kad pagerintumėte našumą ir prižiūrėtumėte.

Realūs pavyzdžiai ir atvejų analizės

Apsvarstykite šiuos scenarijus, kai išteklių naudojimo kabliukas gali būti ypač naudingas:

• E. komercijos svetainė: CPU ir atminties naudojimo stebėjimas atvaizduojant didelius produktų katalogus. Virtualizacijos naudojimas produktų sąrašų našumui pagerinti.
• Socialinės žiniasklaidos programa: Tinklo naudojimo stebėjimas įkeliant vartotojų srautus ir vaizdus. Tingaus įkėlimo įgyvendinimas, siekiant pagerinti pradinį puslapio įkėlimo laiką.
• Duomenų vizualizavimo informacijos suvestinė: CPU naudojimo stebėjimas atvaizduojant sudėtingas diagramas ir grafikus. Memoizacijos naudojimas duomenų apdorojimui ir atvaizdavimui optimizuoti.
• Internetinė žaidimų platforma: GPU naudojimo stebėjimas žaidimo metu, siekiant užtikrinti sklandų kadrų dažnį. Atvaizdavimo logikos ir išteklių įkėlimo optimizavimas.
• Realaus laiko bendradarbiavimo įrankis: Tinklo naudojimo ir CPU naudojimo stebėjimas bendradarbiaujant redagavimo sesijų metu. Debounce (Atsidėjimas) įvesties įvykių, siekiant sumažinti tinklo srautą.

Išvada

Išteklių naudojimo valdymas yra labai svarbus kuriant didelio našumo React programas. Sukūrę ir naudodami išteklių naudojimo kabliuką, galite gauti vertingų įžvalgų apie savo programos našumą ir nustatyti sritis, kurias reikia optimizuoti. Įgyvendinant tokias technikas kaip Debounce (Atsidėjimas), Throttling (Apribojimas), virtualizacija, tingus įkėlimas ir memoizacija, galima dar labiau pagerinti našumą ir vartotojo patirtį. Laikydamiesi geriausios praktikos ir reguliariai stebėdami išteklių naudojimą, galite užtikrinti, kad jūsų React programa išliks jautri, efektyvi ir mastelio keičiama, nepriklausomai nuo platformos, naršyklės ar jūsų vartotojų vietos.