React Grupavimas: Būsenos Atnaujinimų Optimizavimas Našumui

Nuolat kintančiame žiniatinklio kūrimo pasaulyje programų našumo optimizavimas yra svarbiausias. React, pirmaujanti JavaScript biblioteka vartotojo sąsajoms kurti, siūlo keletą mechanizmų efektyvumui pagerinti. Vienas iš tokių mechanizmų, dažnai veikiantis užkulisiuose, yra grupavimas (angl. batching). Šiame straipsnyje pateikiamas išsamus React grupavimo, jo privalumų, apribojimų ir pažangių būsenos atnaujinimų optimizavimo metodų tyrimas, siekiant užtikrinti sklandesnę ir jautresnę vartotojo patirtį.

Kas yra React Grupavimas?

React grupavimas – tai našumo optimizavimo technika, kai React sujungia kelis būsenos atnaujinimus į vieną perpiešimą (re-render). Tai reiškia, kad užuot perpiešus komponentą kelis kartus po kiekvieno būsenos pasikeitimo, React palaukia, kol visi būsenos atnaujinimai bus baigti, ir tada atlieka vieną bendrą atnaujinimą. Tai ženkliai sumažina perpiešimų skaičių, pagerina našumą ir sukuria jautresnę vartotojo sąsają.

Iki React 18 versijos, grupavimas vykdavo tik React įvykių apdorojimo funkcijose (event handlers). Būsenos atnaujinimai už šių funkcijų ribų, pavyzdžiui, esantys setTimeout, pažaduose (promises) ar natūraliuose įvykių apdorojimo funkcijose, nebuvo grupuojami. Tai dažnai sukeldavo netikėtus perpiešimus ir našumo problemas.

Įdiegus automatinį grupavimą React 18 versijoje, šis apribojimas buvo pašalintas. Dabar React automatiškai grupuoja būsenos atnaujinimus daugelyje scenarijų, įskaitant:

• React įvykių apdorojimo funkcijas (pvz., onClick, onChange)
• Asinchronines JavaScript funkcijas (pvz., setTimeout, Promise.then)
• Natūralias įvykių apdorojimo funkcijas (pvz., įvykių klausytojus, tiesiogiai prijungtus prie DOM elementų)

React Grupavimo Privalumai

React grupavimo privalumai yra reikšmingi ir tiesiogiai veikia vartotojo patirtį:

• Pagerintas našumas: Sumažinus perpiešimų skaičių, sutrumpėja laikas, praleidžiamas atnaujinant DOM, todėl atvaizdavimas tampa greitesnis, o vartotojo sąsaja – jautresnė.
• Sumažintas išteklių naudojimas: Mažiau perpiešimų reiškia mažesnį procesoriaus ir atminties naudojimą, o tai lemia ilgesnį mobiliųjų įrenginių baterijos veikimo laiką ir mažesnes serverio išlaidas programoms su serverio pusės atvaizdavimu.
• Geresnė vartotojo patirtis: Sklandesnė ir jautresnė vartotojo sąsaja prisideda prie geresnės bendros vartotojo patirties, todėl programa atrodo labiau išbaigta ir profesionalesnė.
• Supaprastintas kodas: Automatinis grupavimas supaprastina kūrimą, nes nebereikia rankinių optimizavimo technikų, todėl programuotojai gali susitelkti į funkcijų kūrimą, o ne į našumo derinimą.

Kaip Veikia React Grupavimas

React grupavimo mechanizmas yra integruotas į jo suderinimo (reconciliation) procesą. Kai sužadinamas būsenos atnaujinimas, React ne iš karto perpiešia komponentą. Vietoj to, jis įtraukia atnaujinimą į eilę. Jei per trumpą laiką įvyksta keli atnaujinimai, React juos sujungia į vieną. Šis sujungtas atnaujinimas tada naudojamas komponentui perpiešti vieną kartą, atspindint visus pakeitimus vienu ypu.

Panagrinėkime paprastą pavyzdį:

import React, { useState } from 'react';

function ExampleComponent() {
  const [count1, setCount1] = useState(0);
  const [count2, setCount2] = useState(0);

  const handleClick = () => {
    setCount1(count1 + 1);
    setCount2(count2 + 1);
  };

  console.log('Komponentas perpieštas');

  return (
    <div>
      <p>Count 1: {count1}</p>
      <p>Count 2: {count2}</p>
      <button onClick={handleClick}>Padidinti Abudu</button>
    </div>
  );
}

export default ExampleComponent;

Šiame pavyzdyje, paspaudus mygtuką, toje pačioje įvykio apdorojimo funkcijoje iškviečiamos ir setCount1, ir setCount2. React sugrupuos šiuos du būsenos atnaujinimus ir perpieš komponentą tik vieną kartą. Konsolėje pamatysite "Komponentas perpieštas" pranešimą tik vieną kartą per paspaudimą, o tai parodo grupavimo veikimą.

Negrupuojami Atnaujinimai: Kada Grupavimas Netaikomas

Nors React 18 įdiegė automatinį grupavimą daugeliui scenarijų, yra situacijų, kai galbūt norėsite apeiti grupavimą ir priversti React nedelsiant atnaujinti komponentą. Tai paprastai būtina, kai reikia nuskaityti atnaujintą DOM reikšmę iškart po būsenos atnaujinimo.

Šiam tikslui React suteikia flushSync API. flushSync priverčia React sinchroniškai įvykdyti visus laukiančius atnaujinimus ir nedelsiant atnaujinti DOM.

Štai pavyzdys:

import React, { useState } from 'react';
import { flushSync } from 'react-dom';

function ExampleComponent() {
  const [text, setText] = useState('');

  const handleChange = (event) => {
    flushSync(() => {
      setText(event.target.value);
    });
    console.log('Įvesties reikšmė po atnaujinimo:', event.target.value);
  };

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

export default ExampleComponent;

Šiame pavyzdyje flushSync naudojamas siekiant užtikrinti, kad text būsena būtų atnaujinta iškart pasikeitus įvesties vertei. Tai leidžia nuskaityti atnaujintą vertę handleChange funkcijoje, nelaukiant kito atvaizdavimo ciklo. Tačiau flushSync naudokite saikingai, nes tai gali neigiamai paveikti našumą.

Pažangios Optimizavimo Technikos

Nors React grupavimas suteikia reikšmingą našumo padidėjimą, yra papildomų optimizavimo metodų, kuriuos galite pritaikyti, kad dar labiau pagerintumėte savo programos našumą.

1. Funkcinių Atnaujinimų Naudojimas

Kai atnaujinate būseną remdamiesi jos ankstesne verte, geriausia praktika yra naudoti funkcinius atnaujinimus. Funkciniai atnaujinimai užtikrina, kad dirbate su naujausia būsenos verte, ypač scenarijuose, susijusiuose su asinchroninėmis operacijomis ar grupuotais atnaujinimais.

Vietoj:

setCount(count + 1);

Naudokite:

setCount((prevCount) => prevCount + 1);

Funkciniai atnaujinimai apsaugo nuo problemų, susijusių su pasenusiais uždariniais (stale closures), ir užtikrina tikslius būsenos atnaujinimus.

2. Nekintamumas (Immutability)

Būsenos laikymas nekintama yra labai svarbus efektyviam atvaizdavimui React'e. Kai būsena yra nekintama, React gali greitai nustatyti, ar komponentą reikia perpiešti, palygindamas senos ir naujos būsenos verčių nuorodas. Jei nuorodos skiriasi, React žino, kad būsena pasikeitė ir reikia perpiešti. Jei nuorodos yra tos pačios, React gali praleisti perpiešimą, sutaupydamas brangaus apdorojimo laiko.

Dirbdami su objektais ar masyvais, venkite tiesioginio esamos būsenos modifikavimo. Vietoj to, sukurkite naują objekto ar masyvo kopiją su norimais pakeitimais.

Pavyzdžiui, vietoj:

const updatedItems = items;
updatedItems.push(newItem);
setItems(updatedItems);

Naudokite:

setItems([...items, newItem]);

Išskleidimo operatorius (...) sukuria naują masyvą su esamais elementais ir nauju elementu, pridėtu gale.

3. Memoizacija

Memoizacija yra galinga optimizavimo technika, kuri apima brangių funkcijų iškvietimų rezultatų kaupimą (caching) ir kaupiamo rezultato grąžinimą, kai vėl pasitaiko tie patys įvesties duomenys. React siūlo kelis memoizacijos įrankius, įskaitant React.memo, useMemo ir useCallback.

• React.memo: Tai aukštesnės eilės komponentas (higher-order component), kuris memoizuoja funkcinį komponentą. Jis neleidžia komponentui perpiešti, jei jo savybės (props) nepasikeitė.
• useMemo: Šis kabliukas (hook) memoizuoja funkcijos rezultatą. Jis perskaičiuoja vertę tik tada, kai pasikeičia jo priklausomybės.
• useCallback: Šis kabliukas memoizuoja pačią funkciją. Jis grąžina memoizuotą funkcijos versiją, kuri keičiasi tik tada, kai pasikeičia jos priklausomybės. Tai ypač naudinga perduodant atgalinio iškvietimo funkcijas (callbacks) vaikiniams komponentams, taip išvengiant nereikalingų perpiešimų.

Štai React.memo naudojimo pavyzdys:

import React from 'react';

const MyComponent = React.memo(({ data }) => {
  console.log('MyComponent perpieštas');
  return <div>{data.name}</div>;
});

export default MyComponent;

Šiame pavyzdyje MyComponent bus perpieštas tik tada, kai pasikeis data savybė.

4. Kodo Padalijimas (Code Splitting)

Kodo padalijimas yra praktika, kai jūsų programa padalijama į mažesnes dalis, kurias galima įkelti pagal poreikį. Tai sumažina pradinį įkėlimo laiką ir pagerina bendrą programos našumą. React siūlo kelis būdus, kaip įgyvendinti kodo padalijimą, įskaitant dinaminius importus ir React.lazy bei Suspense komponentus.

Štai React.lazy ir Suspense naudojimo pavyzdys:

import React, { Suspense } from 'react';

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

function App() {
  return (
    <Suspense fallback={<div>Kraunama...</div>}>
      <MyComponent />
    </Suspense>
  );
}

export default App;

Šiame pavyzdyje MyComponent yra įkeliamas asinchroniškai naudojant React.lazy. Suspense komponentas rodo atsarginę vartotojo sąsają, kol komponentas yra įkeliamas.

5. Virtualizacija

Virtualizacija – tai metodas, skirtas efektyviai atvaizduoti didelius sąrašus ar lenteles. Užuot atvaizdavus visus elementus iš karto, virtualizacija atvaizduoja tik tuos elementus, kurie šiuo metu matomi ekrane. Vartotojui slenkant, nauji elementai yra atvaizduojami, o senieji pašalinami iš DOM.

Bibliotekos, tokios kaip react-virtualized ir react-window, suteikia komponentus virtualizacijai įgyvendinti React programose.

6. Debouncing ir Throttling

Debouncing ir throttling yra metodai, skirti apriboti funkcijos vykdymo dažnumą. Debouncing atideda funkcijos vykdymą iki tam tikro neveiklumo laikotarpio pabaigos. Throttling vykdo funkciją ne dažniau kaip vieną kartą per nurodytą laiko tarpą.

Šie metodai ypač naudingi tvarkant greitai sužadinamus įvykius, tokius kaip slinkimo, dydžio keitimo ir įvesties įvykiai. Naudodami debouncing ar throttling šiems įvykiams, galite išvengti pernelyg dažno perpiešimo ir pagerinti našumą.

Pavyzdžiui, galite naudoti lodash.debounce funkciją, kad pritaikytumėte debouncing įvesties įvykiui:

import React, { useState, useCallback } from 'react';
import debounce from 'lodash.debounce';

function ExampleComponent() {
  const [text, setText] = useState('');

  const handleChange = useCallback(
    debounce((event) => {
      setText(event.target.value);
    }, 300),
    []
  );

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

export default ExampleComponent;

Šiame pavyzdyje handleChange funkcijai taikomas 300 milisekundžių delsos debouncing. Tai reiškia, kad setText funkcija bus iškviesta tik tada, kai vartotojas nustos rašyti 300 milisekundžių.

Realaus Pasaulio Pavyzdžiai ir Atvejų Analizės

Norėdami iliustruoti praktinį React grupavimo ir optimizavimo metodų poveikį, panagrinėkime kelis realaus pasaulio pavyzdžius:

• Elektroninės prekybos svetainė: Elektroninės prekybos svetainė su sudėtingu produktų sąrašo puslapiu gali gauti didelę naudą iš grupavimo. Atnaujinant kelis filtrus (pvz., kainų intervalą, prekės ženklą, įvertinimą) vienu metu, gali būti sužadinti keli būsenos atnaujinimai. Grupavimas užtikrina, kad šie atnaujinimai būtų sujungti į vieną perpiešimą, pagerinant produktų sąrašo jautrumą.
• Realaus laiko informacijos skydelis: Realaus laiko informacijos skydelis, rodantis dažnai atsinaujinančius duomenis, gali pasinaudoti grupavimu našumui optimizuoti. Grupuojant duomenų srauto atnaujinimus, skydelis gali išvengti nereikalingų perpiešimų ir išlaikyti sklandžią bei jautrią vartotojo sąsają.
• Interaktyvi forma: Sudėtinga forma su keliais įvesties laukais ir patvirtinimo taisyklėmis taip pat gali gauti naudos iš grupavimo. Atnaujinant kelis formos laukus vienu metu, gali būti sužadinti keli būsenos atnaujinimai. Grupavimas užtikrina, kad šie atnaujinimai būtų sujungti į vieną perpiešimą, pagerinant formos jautrumą.

Grupavimo Problemų Derinimas

Nors grupavimas paprastai pagerina našumą, gali pasitaikyti scenarijų, kai reikia derinti su grupavimu susijusias problemas. Štai keletas patarimų, kaip derinti grupavimo problemas:

• Naudokite React DevTools: React DevTools leidžia tikrinti komponentų medį ir stebėti perpiešimus. Tai gali padėti nustatyti komponentus, kurie perpiešiami be reikalo.
• Naudokite console.log teiginius: Įterpę console.log teiginius į savo komponentus, galite sekti, kada jie perpiešiami ir kas sukelia perpiešimus.
• Naudokite why-did-you-update biblioteką: Ši biblioteka padeda nustatyti, kodėl komponentas perpiešiamas, palygindama ankstesnes ir dabartines savybių (props) bei būsenos vertes.
• Patikrinkite, ar nėra nereikalingų būsenos atnaujinimų: Įsitikinkite, kad neatnaujinate būsenos be reikalo. Pavyzdžiui, venkite atnaujinti būseną remdamiesi ta pačia verte arba atnaujinti būseną kiekviename atvaizdavimo cikle.
• Apsvarstykite galimybę naudoti flushSync: Jei įtariate, kad grupavimas sukelia problemų, pabandykite naudoti flushSync, kad priverstumėte React nedelsiant atnaujinti komponentą. Tačiau flushSync naudokite saikingai, nes tai gali neigiamai paveikti našumą.

Geriausios Būsenos Atnaujinimų Optimizavimo Praktikos

Apibendrinant, štai keletas geriausių praktikų, kaip optimizuoti būsenos atnaujinimus React'e:

• Supraskite React grupavimą: Žinokite, kaip veikia React grupavimas, jo privalumus ir apribojimus.
• Naudokite funkcinius atnaujinimus: Naudokite funkcinius atnaujinimus, kai atnaujinate būseną remdamiesi jos ankstesne verte.
• Laikykite būseną nekintama: Laikykite būseną nekintama ir venkite tiesioginio esamų būsenos verčių modifikavimo.
• Naudokite memoizaciją: Naudokite React.memo, useMemo ir useCallback komponentams ir funkcijų iškvietimams memoizuoti.
• Įgyvendinkite kodo padalijimą: Įgyvendinkite kodo padalijimą, kad sumažintumėte pradinį programos įkėlimo laiką.
• Naudokite virtualizaciją: Naudokite virtualizaciją, kad efektyviai atvaizduotumėte didelius sąrašus ir lenteles.
• Taikykite debouncing ir throttling įvykiams: Taikykite debouncing ir throttling greitai sužadinamiems įvykiams, kad išvengtumėte pernelyg dažno perpiešimo.
• Profiluokite savo programą: Naudokite React Profiler, kad nustatytumėte našumo problemas ir atitinkamai optimizuotumėte savo kodą.

Išvada

React grupavimas yra galinga optimizavimo technika, galinti ženkliai pagerinti jūsų React programų našumą. Suprasdami, kaip veikia grupavimas, ir taikydami papildomas optimizavimo technikas, galite sukurti sklandesnę, jautresnę ir malonesnę vartotojo patirtį. Laikykitės šių principų ir siekite nuolatinio tobulėjimo savo React kūrimo praktikose.

Laikydamiesi šių gairių ir nuolat stebėdami savo programos našumą, galite kurti React programas, kurios yra tiek efektyvios, tiek malonios naudoti pasaulinei auditorijai.