React Fiber Darbo Ciklo Pertraukimo Atkūrimas: Išsami Užduočių Atnaujinimo Strategija

React Fiber yra visiškai perrašytas React suderinimo algoritmas. Pagrindinis jo tikslas yra pagerinti tinkamumą tokiose srityse kaip animacija, išdėstymas ir gestai. Vienas iš pagrindinių Fiber aspektų yra jo gebėjimas pertraukti, sustabdyti, atnaujinti ir netgi nutraukti atvaizdavimo darbą. Tai leidžia React išlaikyti vartotojo sąsajos (UI) jautrumą net ir tvarkant sudėtingus atnaujinimus.

React Fiber Architektūros Supratimas

Prieš gilinantis į pertraukimą ir atnaujinimą, trumpai apžvelkime Fiber architektūrą. React Fiber suskaido atnaujinimus į mažus darbo vienetus. Kiekvienas darbo vienetas atspindi Fiber (skaidulą), kuri yra su React komponentu susietas JavaScript objektas. Šios skaidulos sudaro medį, atspindintį komponentų medį.

Suderinimo procesas Fiber yra padalintas į dvi fazes:

• Atvaizdavimo fazė (Render Phase): Nustato, kokius pakeitimus reikia atlikti DOM. Ši fazė yra asinchroninė ir gali būti pertraukta. Ji sudaro efektų sąrašą, kuris bus įvykdytas.
• Įvykdymo fazė (Commit Phase): Taiko pakeitimus DOM. Ši fazė yra sinchroninė ir negali būti pertraukta. Ji užtikrina, kad DOM būtų atnaujintas nuosekliai ir nuspėjamai.

Darbo Ciklas ir Jo Vaidmuo Atvaizdavime

Darbo ciklas yra atvaizdavimo proceso šerdis. Jis iteruoja per Fiber medį, apdorodamas kiekvieną skaidulą ir nustatydamas, kokių pakeitimų reikia. Pagrindinė darbo ciklo funkcija, dažnai vadinama `workLoopSync` (sinchroninė) arba `workLoopConcurrent` (asinchroninė), vykdoma tol, kol nelieka darbo arba ją pertraukia aukšto prioriteto užduotis.

Senesniame Stack suderinimo algoritme atvaizdavimo procesas buvo sinchroninis. Jei reikėdavo atnaujinti didelį komponentų medį, naršyklė būdavo užblokuojama, kol visas atnaujinimas būdavo baigtas. Tai dažnai sukeldavo sustingusią vartotojo sąsają ir prastą vartotojo patirtį.

Fiber išsprendžia šią problemą leisdamas pertraukti darbo ciklą. React periodiškai grąžina valdymą naršyklei, leisdamas jai apdoroti vartotojo įvestį, animacijas ir kitas aukšto prioriteto užduotis. Tai užtikrina, kad vartotojo sąsaja išliktų jautri net ir ilgai trunkančių atnaujinimų metu.

Pertraukimas: Kada ir Kodėl Jis Įvyksta?

Darbo ciklas gali būti pertrauktas dėl kelių priežasčių:

• Aukšto Prioriteto Atnaujinimai: Vartotojo sąveikos, tokios kaip paspaudimai ir klavišų paspaudimai, laikomos aukšto prioriteto. Jei darbo ciklo metu įvyksta aukšto prioriteto atnaujinimas, React pertrauks esamą užduotį ir suteiks prioritetą vartotojo sąveikai.
• Laiko Tarpelio Pabaiga: React naudoja planuoklį užduočių vykdymui valdyti. Kiekvienai užduočiai suteikiamas laiko tarpas vykdymui. Jei užduotis viršija savo laiko tarpą, React ją pertrauks ir grąžins valdymą naršyklei.
• Naršyklės Planavimas: Šiuolaikinės naršyklės taip pat turi savo planavimo mechanizmus. React turi bendradarbiauti su naršyklės planuokliu, kad užtikrintų optimalų našumą.

Pagalvokite apie scenarijų: vartotojas rašo tekstą įvesties lauke, kol atvaizduojamas didelis duomenų rinkinys. Be pertraukimo, atvaizdavimo procesas galėtų užblokuoti vartotojo sąsają, todėl įvesties laukas taptų nereaguojantis. Su Fiber pertraukimo galimybėmis React gali sustabdyti atvaizdavimo procesą, apdoroti vartotojo įvestį ir tada atnaujinti atvaizdavimą.

Užduočių Atnaujinimo Strategija: Kaip React Tęsia Darbą Nuo Ten, Kur Sustojo

Kai darbo ciklas yra pertraukiamas, React reikia mechanizmo, leidžiančio vėliau atnaujinti užduotį. Čia įsijungia užduočių atnaujinimo strategija. React atidžiai seka savo eigą ir saugo reikiamą informaciją, kad galėtų tęsti darbą nuo tos vietos, kur sustojo.

Štai pagrindinių atnaujinimo strategijos aspektų apžvalga:

1. Fiber Medis Kaip Nuolatinė Duomenų Struktūra

Fiber medis yra sukurtas kaip nuolatinė duomenų struktūra. Tai reiškia, kad įvykus atnaujinimui, React tiesiogiai nekeičia esamo medžio. Vietoj to, jis sukuria naują medį, kuris atspindi pakeitimus. Senasis medis išsaugomas tol, kol naujasis medis bus paruoštas įvykdyti DOM.

Ši nuolatinė duomenų struktūra leidžia React saugiai pertraukti darbo ciklą neprarandant progreso. Jei darbo ciklas pertraukiamas, React gali tiesiog atmesti iš dalies užbaigtą naują medį ir, kai bus pasirengęs, tęsti darbą nuo senojo medžio.

2. `finishedWork` ir `nextUnitOfWork` Rodyklės

React atvaizdavimo proceso metu palaiko dvi svarbias rodykles:

• `nextUnitOfWork`: Nurodo kitą Fiber, kurį reikia apdoroti. Ši rodyklė atnaujinama darbo ciklo eigoje.
• `finishedWork`: Nurodo užbaigto darbo šaknį. Užbaigus kiekvieną skaidulą, ji pridedama prie efektų sąrašo.

Kai darbo ciklas pertraukiamas, `nextUnitOfWork` rodyklė yra raktas į užduoties atnaujinimą. React gali naudoti šią rodyklę, kad pradėtų apdoroti Fiber medį nuo tos vietos, kurioje sustojo.

3. Konteksto Išsaugojimas ir Atkūrimas

Atvaizdavimo proceso metu React palaiko konteksto objektą, kuriame yra informacija apie esamą atvaizdavimo aplinką. Šis kontekstas apima tokius dalykus kaip dabartinė tema, lokalė ir kiti konfigūracijos nustatymai.

Kai darbo ciklas pertraukiamas, React reikia išsaugoti esamą kontekstą, kad jį būtų galima atkurti atnaujinus užduotį. Tai užtikrina, kad atvaizdavimo procesas tęsis su teisingais nustatymais.

4. Prioritetų Nustatymas ir Planavimas

React naudoja planuoklį užduočių vykdymui valdyti. Planuoklis priskiria užduotims prioritetus pagal jų svarbą. Aukšto prioriteto užduotims, tokioms kaip vartotojo sąveikos, suteikiama pirmenybė prieš žemo prioriteto užduotis, tokias kaip foniniai atnaujinimai.

Kai darbo ciklas pertraukiamas, React gali naudoti planuoklį, kad nustatytų, kurią užduotį reikėtų atnaujinti pirmiausia. Tai užtikrina, kad svarbiausios užduotys būtų atliktos pirmos, palaikant vartotojo sąsajos jautrumą.

Pavyzdžiui, įsivaizduokite, kad veikia sudėtinga animacija, o vartotojas paspaudžia mygtuką. React pertrauks animacijos atvaizdavimą, suteiks prioritetą mygtuko paspaudimo apdorojimui, o kai tai bus baigta, atnaujins animacijos atvaizdavimą nuo tos vietos, kurioje jis buvo sustabdytas.

Kodo Pavyzdys: Pertraukimo ir Atnaujinimo Iliustracija

Nors vidinis įgyvendinimas yra sudėtingas, iliustruokime koncepciją supaprastintu pavyzdžiu:

```javascript let nextUnitOfWork = null; let shouldYield = false; // Simulate yielding to the browser function performWork(fiber) { // ... process the fiber ... if (shouldYield) { // Pause the work and schedule it to resume later requestIdleCallback(() => { nextUnitOfWork = fiber; // Store the current fiber workLoop(); }); return; } // ... continue to the next fiber ... nextUnitOfWork = fiber.child || fiber.sibling || fiber.return; if (nextUnitOfWork) { performWork(nextUnitOfWork); } } function workLoop() { while (nextUnitOfWork && !shouldYield) { nextUnitOfWork = performWork(nextUnitOfWork); } } // Start the initial work nextUnitOfWork = rootFiber; workLoop(); ```

Šiame supaprastintame pavyzdyje `shouldYield` imituoja pertraukimą. `requestIdleCallback` suplanuoja `workLoop` atnaujinimą vėliau, efektyviai demonstruodamas atnaujinimo strategiją.

Pertraukimo ir Atnaujinimo Privalumai

React Fiber pertraukimo ir atnaujinimo strategija suteikia keletą svarbių privalumų:

• Pagerintas Vartotojo Sąsajos Jautrumas: Leisdamas pertraukti darbo ciklą, React gali užtikrinti, kad vartotojo sąsaja išliks jautri net ir ilgai trunkančių atnaujinimų metu.
• Geresnė Vartotojo Patirtis: Jautri vartotojo sąsaja lemia geresnę vartotojo patirtį, nes vartotojai gali sąveikauti su programa nepatirdami vėlavimų ar sustingimų.
• Padidintas Našumas: React gali optimizuoti atvaizdavimo procesą, suteikdamas prioritetą svarbioms užduotims ir atidėdamas mažiau svarbias.
• Palaikymas Lygiagrečiam Atvaizdavimui: Pertraukimas ir atnaujinimas yra būtini lygiagrečiam atvaizdavimui, kuris leidžia React vienu metu atlikti kelias atvaizdavimo užduotis.

Praktiniai Pavyzdžiai Įvairiuose Kontekstuose

Štai keletas praktinių pavyzdžių, kaip React Fiber pertraukimas ir atnaujinimas naudingi skirtinguose programų kontekstuose:

• El. Komercijos Platforma (Pasaulinis Pasiekiamumas): Įsivaizduokite pasaulinę el. komercijos platformą su sudėtingais produktų sąrašais. Vartotojams naršant, React Fiber užtikrina sklandų slinkimą net ir tada, kai vaizdai ir kiti komponentai yra įkeliami tingiai (lazily loaded). Pertraukimas leidžia teikti pirmenybę vartotojo veiksmams, pavyzdžiui, prekių pridėjimui į krepšelį, taip išvengiant vartotojo sąsajos sustingimo, nepriklausomai nuo vartotojo vietos ir interneto greičio.
• Interaktyvi Duomenų Vizualizacija (Moksliniai Tyrimai – Tarptautinis Bendradarbiavimas): Moksliniuose tyrimuose sudėtingos duomenų vizualizacijos yra dažnos. React Fiber leidžia mokslininkams realiu laiku sąveikauti su šiomis vizualizacijomis – didinti, slankioti ir filtruoti duomenis be vėlavimo. Pertraukimo ir atnaujinimo strategija užtikrina, kad sąveika būtų prioritetinė, palyginti su naujų duomenų taškų atvaizdavimu, taip skatinant sklandų tyrinėjimą.
• Realaus Laiko Bendradarbiavimo Įrankis (Pasaulinės Komandos): Pasaulinėms komandoms, dirbančioms su dokumentais ar dizainais, realaus laiko atnaujinimai yra itin svarbūs. React Fiber leidžia vartotojams sklandžiai rašyti ir redaguoti dokumentus, net kai kiti vartotojai tuo pačiu metu atlieka pakeitimus. Sistema teikia pirmenybę vartotojo įvesčiai, pavyzdžiui, klavišų paspaudimams, išlaikant jautrią sąsają visiems dalyviams, nepriklausomai nuo jų tinklo delsos.
• Socialinės Medijos Programa (Įvairi Vartotojų Bazė): Socialinės medijos programa, atvaizduojanti naujienų srautą su paveikslėliais, vaizdo įrašais ir tekstu, gauna didžiulę naudą. React Fiber leidžia sklandžiai slinkti per srautą, teikiant pirmenybę turinio, kuris šiuo metu matomas vartotojui, atvaizdavimui. Kai vartotojas sąveikauja su įrašu, pavyzdžiui, paspaudžia „patinka“ arba komentuoja, React pertrauks srauto atvaizdavimą ir nedelsdamas apdoros sąveiką, suteikdamas sklandžią patirtį visiems vartotojams.

Optimizavimas Pertraukimui ir Atnaujinimui

Nors React Fiber automatiškai tvarko pertraukimą ir atnaujinimą, yra keletas dalykų, kuriuos galite padaryti, kad optimizuotumėte savo programą šiai funkcijai:

• Sumažinkite Sudėtingą Atvaizdavimo Logiką: Suskaidykite didelius komponentus į mažesnius, lengviau valdomus komponentus. Tai sumažina darbo, kurį reikia atlikti per vieną laiko vienetą, kiekį, todėl React lengviau pertraukti ir atnaujinti užduotį.
• Naudokite Memoizacijos Technikas: Naudokite `React.memo`, `useMemo` ir `useCallback`, kad išvengtumėte nereikalingų peratvaizdavimų. Tai sumažina darbo, kurį reikia atlikti atvaizdavimo proceso metu, kiekį.
• Optimizuokite Duomenų Struktūras: Naudokite efektyvias duomenų struktūras ir algoritmus, kad sumažintumėte duomenų apdorojimui skiriamą laiką.
• Tingiai Įkelkite Komponentus (Lazy Load): Naudokite `React.lazy`, kad komponentai būtų įkeliami tik tada, kai jų prireikia. Tai sumažina pradinį įkėlimo laiką ir pagerina bendrą programos našumą.
• Naudokite Web Workers: Skaičiavimams imlioms užduotims apsvarstykite galimybę naudoti „web workers“, kad perkeltumėte darbą į atskirą giją. Tai apsaugo pagrindinę giją nuo blokavimo ir pagerina vartotojo sąsajos jautrumą.

Dažniausios Klaidos ir Kaip Jų Išvengti

Nors React Fiber pertraukimas ir atnaujinimas siūlo didelių privalumų, kai kurios dažnos klaidos gali sumažinti jų efektyvumą:

• Nereikalingi Būsenos Atnaujinimai: Dažnas būsenos atnaujinimų inicijavimas komponentuose gali sukelti per daug peratvaizdavimų. Užtikrinkite, kad komponentai atsinaujintų tik tada, kai tai būtina. Naudokite įrankius, tokius kaip React Profiler, kad nustatytumėte nereikalingus atnaujinimus.
• Sudėtingi Komponentų Medžiai: Giliai įdėti komponentų medžiai gali pailginti suderinimo laiką. Jei įmanoma, pertvarkykite medį į plokštesnes struktūras, kad pagerintumėte našumą.
• Ilgai Trukančios Sinchroninės Operacijos: Venkite vykdyti ilgai trunkančias sinchronines operacijas, tokias kaip sudėtingi skaičiavimai ar tinklo užklausos, atvaizdavimo fazėje. Tai gali užblokuoti pagrindinę giją ir panaikinti Fiber privalumus. Naudokite asinchronines operacijas (pvz., `async/await`, `Promise`) ir perkelkite tokias operacijas į įvykdymo fazę arba fonines gijas naudojant Web Workers.
• Komponentų Prioritetų Ignoravimas: Neteisingas prioritetų priskyrimas komponentų atnaujinimams gali lemti prastą vartotojo sąsajos jautrumą. Naudokite tokias funkcijas kaip `useTransition`, kad pažymėtumėte mažiau svarbius atnaujinimus, leisdami React teikti pirmenybę vartotojo sąveikoms.

Išvada: Pertraukimo ir Atnaujinimo Galios Priėmimas

React Fiber darbo ciklo pertraukimo ir atnaujinimo strategija yra galingas įrankis kuriant našias, jautrias vartotojo sąsajas. Suprasdami, kaip šis mechanizmas veikia, ir laikydamiesi šiame straipsnyje aprašytų geriausių praktikų, galite kurti programas, kurios suteikia sklandžią ir įtraukiančią vartotojo patirtį net sudėtingose ir reikliose aplinkose.

Priimdami pertraukimą ir atnaujinimą, React suteikia kūrėjams galimybę kurti išties pasaulinio lygio programas, kurios gali lengvai ir elegantiškai valdyti įvairias vartotojų sąveikas bei duomenų sudėtingumą, užtikrindamos teigiamą patirtį vartotojams visame pasaulyje.