React Fiber: naujosios architektūros supratimas

„React“, populiari „JavaScript“ biblioteka, skirta vartotojo sąsajoms kurti, bėgant metams ženkliai evoliucionavo. Vienas reikšmingiausių pokyčių buvo „React Fiber“ įdiegimas – visiškai perrašytas „React“ pagrindinis suderinimo algoritmas. Ši nauja architektūra atveria galingas galimybes, leidžiančias užtikrinti sklandesnę vartotojo patirtį, didesnį našumą ir lankstumą valdant sudėtingas programas. Šiame tinklaraščio įraše pateikiama išsami „React Fiber“, pagrindinių jo koncepcijų ir reikšmės „React“ programuotojams visame pasaulyje apžvalga.

Kas yra „React Fiber“?

Iš esmės, „React Fiber“ yra „React“ suderinimo algoritmo, atsakingo už dabartinės programos vartotojo sąsajos būsenos palyginimą su norima būsena ir DOM (Dokumento Objekto Modelio) atnaujinimą, kad atspindėtų pokyčius, įgyvendinimas. Originalus suderinimo algoritmas, dažnai vadinamas „dėklo (angl. stack) suderintoju“, turėjo apribojimų tvarkant sudėtingus atnaujinimus, ypač tais atvejais, kai vykdavo ilgai trunkantys skaičiavimai ar dažni būsenos pokyčiai. Šie apribojimai galėjo sukelti našumo problemas ir trūkčiojančią vartotojo sąsają.

„React Fiber“ sprendžia šiuos apribojimus įdiegdamas asinchroninio atvaizdavimo koncepciją, leidžiančią „React“ suskaidyti atvaizdavimo procesą į mažesnius, pertraukiamus darbo vienetus. Tai leidžia „React“ nustatyti atnaujinimų prioritetus, jautriau reaguoti į vartotojo sąveikas ir suteikti sklandesnę, vientisesnę vartotojo patirtį. Pagalvokite apie tai kaip apie virėją, ruošiantį sudėtingą patiekalą. Senasis metodas reiškė, kad kiekvienas patiekalas turėjo būti baigtas vienas po kito. „Fiber“ yra tarsi virėjas, kuris vienu metu ruošia mažas daugelio patiekalų dalis ir gali pristabdyti vieną, kad greitai įvykdytų kliento prašymą ar skubią užduotį.

Pagrindinės „React Fiber“ koncepcijos

Norint visiškai suprasti „React Fiber“, būtina suvokti pagrindines jo koncepcijas:

1. Pluoštai (Fibers)

Pluoštas (angl. fiber) yra pagrindinis darbo vienetas „React Fiber“. Jis atspindi virtualų „React“ komponento egzemplioriaus vaizdą. Kiekvienas programos komponentas turi atitinkamą pluošto mazgą, sudarantį medžio struktūrą, vadinamą pluošto medžiu. Šis medis atspindi komponentų medį, bet jame yra papildomos informacijos, kurią „React“ naudoja atnaujinimams sekti, prioritetizuoti ir valdyti. Kiekviename pluošte yra informacijos apie:

• Tipas: Komponento tipas (pvz., funkcinis komponentas, klasės komponentas arba DOM elementas).
• Raktas: Unikalus komponento identifikatorius, naudojamas efektyviam suderinimui.
• Savybės (Props): Komponentui perduodami duomenys.
• Būsena (State): Vidiniai duomenys, valdomi komponento.
• Vaikas (Child): Rodyklė į pirmąjį komponento vaiką.
• Brolis (Sibling): Rodyklė į kitą komponento brolį.
• Grįžtis (Return): Rodyklė į komponento tėvą.
• Efekto žymė (Effect Tag): Žymė, nurodanti atnaujinimo tipą, kurį reikia atlikti komponente (pvz., atnaujinimas, patalpinimas, ištrynimas).

2. Suderinimas (Reconciliation)

Suderinimas yra dabartinio pluošto medžio palyginimo su nauju pluošto medžiu procesas, siekiant nustatyti, kokius pakeitimus reikia atlikti DOM. „React Fiber“ naudoja giluminės paieškos (angl. depth-first) traversijos algoritmą, kad pereitų per pluošto medį ir nustatytų skirtumus tarp dviejų medžių. Šis algoritmas yra optimizuotas, siekiant sumažinti DOM operacijų skaičių, reikalingą vartotojo sąsajai atnaujinti.

3. Planavimas (Scheduling)

Planavimas yra atnaujinimų, nustatytų suderinimo metu, prioritetizavimo ir vykdymo procesas. „React Fiber“ naudoja sudėtingą planuoklį, kuris leidžia suskaidyti atvaizdavimo procesą į mažesnius, pertraukiamus darbo vienetus. Tai leidžia „React“ nustatyti atnaujinimų prioritetus pagal jų svarbą, jautriau reaguoti į vartotojo sąveikas ir išvengti ilgai trunkančių skaičiavimų, blokuojančių pagrindinę giją.

Planuoklis veikia pagal prioritetais pagrįstą sistemą. Atnaujinimams gali būti priskirti skirtingi prioritetai, pavyzdžiui:

• Nedelsiant (Immediate): Kritiniams atnaujinimams, kuriuos reikia pritaikyti iš karto (pvz., vartotojo įvestis).
• Blokuojantys vartotoją (User-Blocking): Atnaujinimams, kuriuos sukelia vartotojo sąveikos ir kurie turėtų būti apdoroti kuo greičiau.
• Normalus (Normal): Bendrai atnaujinimams, kurie neturi griežtų laiko reikalavimų.
• Žemas (Low): Mažiau svarbiems atnaujinimams, kuriuos prireikus galima atidėti.
• Laisvas (Idle): Atnaujinimams, kuriuos galima atlikti, kai naršyklė yra laisva.

4. Asinchroninis atvaizdavimas (Asynchronous Rendering)

Asinchroninis atvaizdavimas yra pagrindinė „React Fiber“ naujovė. Jis leidžia „React“ pristabdyti ir atnaujinti atvaizdavimo procesą, leidžiant efektyviau tvarkyti aukštesnio prioriteto atnaujinimus ir vartotojo sąveikas. Tai pasiekiama suskaidant atvaizdavimo procesą į mažesnius, pertraukiamus darbo vienetus ir planuojant juos pagal prioritetą. Jei „React“ dirbant su žemesnio prioriteto užduotimi gaunamas aukštesnio prioriteto atnaujinimas, „React“ gali pristabdyti žemesnio prioriteto užduotį, apdoroti aukštesnio prioriteto atnaujinimą ir tada tęsti žemesnio prioriteto užduotį nuo ten, kur ji buvo sustabdyta. Tai užtikrina, kad vartotojo sąsaja išlieka jautri net tvarkant sudėtingus atnaujinimus.

5. Darbo ciklas (WorkLoop)

Darbo ciklas yra „Fiber“ architektūros širdis. Tai funkcija, kuri iteruoja per pluošto medį, apdoroja atskirus pluoštus ir atlieka reikiamus atnaujinimus. Šis ciklas tęsiasi, kol visas laukiantis darbas bus baigtas arba kol „React“ reikės pristabdyti, kad apdorotų aukštesnio prioriteto užduotį. Darbo ciklas yra atsakingas už:

• Kito apdorojamo pluošto pasirinkimą.
• Komponento gyvavimo ciklo metodų vykdymą.
• Skirtumų tarp dabartinio ir naujo pluošto medžių apskaičiavimą.
• DOM atnaujinimą.

„React Fiber“ privalumai

„React Fiber“ suteikia keletą reikšmingų privalumų tiek „React“ programuotojams, tiek vartotojams:

1. Pagerintas našumas

Suskaidydamas atvaizdavimo procesą į mažesnius, pertraukiamus darbo vienetus, „React Fiber“ žymiai pagerina „React“ programų našumą. Tai ypač pastebima sudėtingose programose su dažnais būsenos pokyčiais ar ilgai trunkančiais skaičiavimais. Galimybė nustatyti atnaujinimų prioritetus ir jautriau reaguoti į vartotojo sąveikas lemia sklandesnę, vientisesnę vartotojo patirtį.

Pavyzdžiui, įsivaizduokite el. prekybos svetainę su sudėtingu produktų sąrašo puslapiu. Be „React Fiber“, produktų sąrašo filtravimas ir rikiavimas galėtų priversti vartotojo sąsają tapti nereaguojančia, sukeliant varginančią vartotojo patirtį. Su „React Fiber“ šios operacijos gali būti atliekamos asinchroniškai, leidžiant vartotojo sąsajai išlikti jautriai ir suteikiant vartotojui sklandesnę patirtį.

2. Padidintas jautrumas

„React Fiber“ asinchroninio atvaizdavimo galimybės leidžia „React“ jautriau reaguoti į vartotojo sąveikas. Prioritetizuodamas atnaujinimus, kuriuos sukelia vartotojo veiksmai, „React“ gali užtikrinti, kad vartotojo sąsaja išliks interaktyvi net tvarkant sudėtingus atnaujinimus. Tai lemia labiau įtraukiančią ir malonesnę vartotojo patirtį.

Įsivaizduokite bendradarbiavimo dokumentų redaktorių, kuriame keli vartotojai vienu metu daro pakeitimus. Su „React Fiber“ vartotojo sąsaja gali išlikti jautri kiekvieno vartotojo veiksmams, net tvarkant didelį skaičių vienu metu vykstančių atnaujinimų. Tai leidžia vartotojams bendradarbiauti realiu laiku, nepatiriant vėlavimo ar delsos.

3. Didesnis lankstumas

„React Fiber“ suteikia didesnį lankstumą valdant sudėtingas programas. Galimybė nustatyti atnaujinimų prioritetus ir tvarkyti asinchronines operacijas leidžia programuotojams optimizuoti atvaizdavimo procesą konkretiems naudojimo atvejams. Tai leidžia jiems kurti sudėtingesnes ir našesnes programas.

Pavyzdžiui, apsvarstykite duomenų vizualizavimo programą, kuri rodo didelį kiekį realaus laiko duomenų. Su „React Fiber“ programuotojai gali prioritetizuoti svarbiausių duomenų taškų atvaizdavimą, užtikrindami, kad vartotojas pirmiausia pamatytų aktualiausią informaciją. Jie taip pat gali atidėti mažiau svarbių duomenų taškų atvaizdavimą, kol naršyklė bus laisva, dar labiau pagerindami našumą.

4. Naujos galimybės vartotojo sąsajos dizainui

„React Fiber“ atveria naujas galimybes vartotojo sąsajos dizainui. Galimybė atlikti asinchroninį atvaizdavimą ir nustatyti atnaujinimų prioritetus leidžia programuotojams kurti sudėtingesnes ir dinamiškesnes vartotojo sąsajas, neaukojant našumo. Tai leidžia jiems kurti labiau įtraukiančias ir svaiginančias vartotojo patirtis.

Apsvarstykite žaidimo programą, kuriai reikia dažnų žaidimo būsenos atnaujinimų. Su „React Fiber“ programuotojai gali prioritetizuoti svarbiausių žaidimo elementų, tokių kaip žaidėjo personažas ir priešų personažai, atvaizdavimą, užtikrindami, kad žaidimas išliks jautrus net tvarkant didelį skaičių atnaujinimų. Jie taip pat gali atidėti mažiau svarbių žaidimo elementų, tokių kaip fono peizažas, atvaizdavimą, kol naršyklė bus laisva, dar labiau pagerindami našumą.

Poveikis „React“ programuotojams

Nors „React Fiber“ didžiąja dalimi yra įgyvendinimo detalė, jis turi tam tikrą poveikį „React“ programuotojams. Štai keletas svarbių aspektų:

1. Konkurentiškojo režimo (Concurrent Mode) supratimas

„React Fiber“ įgalina Konkurentiškąjį režimą, naujų funkcijų rinkinį, kuris leidžia „React“ efektyviau tvarkyti asinchroninį atvaizdavimą. Konkurentiškasis režimas pristato naujas API ir koncepcijas, su kuriomis programuotojai turėtų būti susipažinę, pavyzdžiui:

• Suspense: Mechanizmas, skirtas sustabdyti komponento atvaizdavimą, kol jo duomenys bus prieinami.
• Perėjimai (Transitions): Būdas pažymėti mažiau svarbius atnaujinimus, kuriuos prireikus galima atidėti.
• useDeferredValue: Kabliukas (hook), leidžiantis atidėti dalies vartotojo sąsajos atnaujinimą.
• useTransition: Kabliukas (hook), leidžiantis pažymėti atnaujinimus kaip perėjimus.

Šių API ir koncepcijų supratimas yra labai svarbus norint visapusiškai pasinaudoti „React Fiber“ galimybėmis.

2. Klaidų ribos (Error Boundaries)

Naudojant asinchroninį atvaizdavimą, klaidos gali atsirasti skirtinguose atvaizdavimo proceso etapuose. Klaidų ribos yra mechanizmas, skirtas gaudyti klaidas, atsirandančias atvaizdavimo metu, ir užkirsti kelią visos programos gedimui. Programuotojai turėtų naudoti klaidų ribas, kad grakščiai tvarkytų klaidas ir pateiktų vartotojui atsarginę vartotojo sąsają.

Pavyzdžiui, įsivaizduokite komponentą, kuris gauna duomenis iš išorinės API. Jei API iškvietimas nepavyksta, komponentas gali išmesti klaidą. Apgaubę komponentą klaidų riba, galite sugauti klaidą ir parodyti vartotojui pranešimą, nurodantį, kad duomenų nepavyko įkelti.

3. Efektai ir šalutiniai efektai

Naudojant asinchroninį atvaizdavimą, svarbu atsižvelgti į efektus ir šalutinius efektus. Efektai turėtų būti atliekami useEffect kabliuke, kuris užtikrina, kad jie bus įvykdyti po to, kai komponentas bus atvaizduotas. Taip pat svarbu vengti šalutinių efektų, kurie gali trukdyti atvaizdavimo procesui, pavyzdžiui, tiesiogiai manipuliuoti DOM ne „React“ aplinkoje.

Apsvarstykite komponentą, kuriam reikia atnaujinti dokumento pavadinimą po to, kai jis buvo atvaizduotas. Užuot tiesiogiai nustatę dokumento pavadinimą komponento atvaizdavimo funkcijoje, turėtumėte naudoti useEffect kabliuką, kad atnaujintumėte pavadinimą po komponento atvaizdavimo. Tai užtikrina, kad pavadinimas bus teisingai atnaujintas net naudojant asinchroninį atvaizdavimą.

4. Blokuojančių operacijų vengimas

Norint visapusiškai pasinaudoti „React Fiber“ asinchroninio atvaizdavimo galimybėmis, svarbu vengti blokuojančių operacijų, kurios gali blokuoti pagrindinę giją. Tai apima ilgai trunkančius skaičiavimus, sinchroninius API iškvietimus ir pernelyg dideles DOM manipuliacijas. Vietoj to, programuotojai turėtų naudoti asinchronines technikas, tokias kaip „Web Workers“ ar asinchroniniai API iškvietimai, kad atliktų šias operacijas fone.

Pavyzdžiui, užuot atlikę sudėtingą skaičiavimą pagrindinėje gijoje, galite naudoti „Web Worker“, kad atliktumėte skaičiavimą atskiroje gijoje. Tai neleis skaičiavimui blokuoti pagrindinės gijos ir užtikrins, kad vartotojo sąsaja išliks jautri.

Praktiniai pavyzdžiai ir naudojimo atvejai

Panagrinėkime keletą praktinių pavyzdžių ir naudojimo atvejų, kur „React Fiber“ gali žymiai pagerinti vartotojo patirtį:

1. Duomenų reikalaujančios programos

Programos, kurios rodo didelius duomenų kiekius, pvz., prietaisų skydeliai, duomenų vizualizavimo įrankiai ir el. prekybos svetainės, gali labai pasinaudoti „React Fiber“ pagerintu našumu ir jautrumu. Prioritetizuodami svarbiausių duomenų taškų atvaizdavimą ir atidėdami mažiau svarbių duomenų taškų atvaizdavimą, programuotojai gali užtikrinti, kad vartotojas pirmiausia pamatytų aktualiausią informaciją ir kad vartotojo sąsaja išliktų jautri net tvarkant didelį duomenų kiekį.

Pavyzdžiui, finansų prietaisų skydelis, rodantis realaus laiko akcijų kainas, gali naudoti „React Fiber“, kad prioritetizuotų dabartinių akcijų kainų atvaizdavimą ir atidėtų istorinių akcijų kainų atvaizdavimą. Tai užtikrins, kad vartotojas matys naujausią informaciją ir kad prietaisų skydelis išliks jautrus net tvarkant didelį duomenų kiekį.

2. Interaktyvios vartotojo sąsajos

Programos su sudėtingomis interaktyviomis vartotojo sąsajomis, pvz., žaidimai, simuliacijos ir bendradarbiavimo redaktoriai, gali pasinaudoti „React Fiber“ padidintu jautrumu. Prioritetizuodami atnaujinimus, kuriuos sukelia vartotojo veiksmai, programuotojai gali užtikrinti, kad vartotojo sąsaja išliks interaktyvi net tvarkant didelį skaičių atnaujinimų.

Įsivaizduokite realaus laiko strateginį žaidimą, kuriame žaidėjai nuolat duoda komandas savo vienetams. Su „React Fiber“ vartotojo sąsaja gali išlikti jautri kiekvieno žaidėjo veiksmams, net tvarkant didelį skaičių vienu metu vykstančių atnaujinimų. Tai leidžia žaidėjams valdyti savo vienetus realiu laiku, nepatiriant vėlavimo ar delsos.

3. Programos su animacijomis

Programos, kurios naudoja animacijas, gali pasinaudoti „React Fiber“ asinchroninio atvaizdavimo galimybėmis. Suskaidydami animacijos procesą į mažesnius, pertraukiamus darbo vienetus, programuotojai gali užtikrinti, kad animacijos veiktų sklandžiai ir kad vartotojo sąsaja išliktų jautri net tada, kai animacijos yra sudėtingos.

Pavyzdžiui, svetainė su sudėtinga puslapio perėjimo animacija gali naudoti „React Fiber“, kad užtikrintų, jog animacija veiktų sklandžiai ir vartotojas nepatirtų jokio vėlavimo ar delsos perėjimo metu.

4. Kodo skaidymas ir tingusis įkėlimas (Lazy Loading)

„React Fiber“ sklandžiai integruojasi su kodo skaidymo ir tingiojo įkėlimo technikomis. Naudodami React.lazy ir Suspense, galite įkelti komponentus pagal pareikalavimą, pagerindami pradinį programos įkėlimo laiką. „Fiber“ užtikrina, kad įkėlimo indikatoriai ir atsarginės vartotojo sąsajos būtų rodomos sklandžiai ir kad įkelti komponentai būtų atvaizduojami efektyviai.

Geriausios „React Fiber“ naudojimo praktikos

Norėdami maksimaliai išnaudoti „React Fiber“, apsvarstykite šias geriausias praktikas:

• Naudokite Konkurentiškąjį režimą: Įjunkite Konkurentiškąjį režimą, kad atskleistumėte visą „React Fiber“ asinchroninio atvaizdavimo potencialą.
• Įdiekite klaidų ribas: Naudokite klaidų ribas, kad grakščiai tvarkytumėte klaidas ir užkirstumėte kelią visos programos gedimui.
• Optimizuokite efektus: Naudokite useEffect kabliuką efektams ir šalutiniams efektams valdyti ir venkite šalutinių efektų, kurie gali trukdyti atvaizdavimo procesui.
• Venkite blokuojančių operacijų: Naudokite asinchronines technikas, kad išvengtumėte blokuojančių operacijų, kurios gali blokuoti pagrindinę giją.
• Profiluokite savo programą: Naudokite „React“ profiliavimo įrankius, kad nustatytumėte našumo problemas ir atitinkamai optimizuotumėte savo kodą.

„React Fiber“ pasauliniame kontekste

„React Fiber“ privalumai yra visuotinai taikomi, nepriklausomai nuo geografinės vietos ar kultūrinio konteksto. Jo našumo, jautrumo ir lankstumo patobulinimai yra labai svarbūs teikiant sklandžią vartotojo patirtį pasaulinei auditorijai. Kuriant programas įvairiems vartotojams visame pasaulyje, būtina atsižvelgti į tokius veiksnius kaip tinklo delsą, įrenginių galimybes ir regioninius pageidavimus. „React Fiber“ gali padėti sušvelninti kai kuriuos iš šių iššūkių, optimizuodamas atvaizdavimo procesą ir užtikrindamas, kad vartotojo sąsaja išliktų jautri net ir neidealiomis sąlygomis.

Pavyzdžiui, regionuose su lėtesniu interneto ryšiu, „React Fiber“ asinchroninio atvaizdavimo galimybės gali padėti užtikrinti, kad vartotojo sąsaja greitai įsikrautų ir išliktų jautri, suteikiant geresnę patirtį vartotojams tuose regionuose. Panašiai, regionuose su plačiu įrenginių galimybių spektru, „React Fiber“ gebėjimas prioritetizuoti atnaujinimus ir tvarkyti asinchronines operacijas gali padėti užtikrinti, kad programa veiktų sklandžiai įvairiuose įrenginiuose, nuo aukščiausios klasės išmaniųjų telefonų iki žemesnės klasės telefonų.

Išvada

„React Fiber“ yra revoliucinė architektūra, kuri transformavo būdą, kaip kuriamos ir atvaizduojamos „React“ programos. Įdiegus asinchroninį atvaizdavimą ir sudėtingą planavimo algoritmą, „React Fiber“ atveria galingas galimybes, kurios leidžia užtikrinti sklandesnę vartotojo patirtį, didesnį našumą ir lankstumą. Nors ji pristato naujas koncepcijas ir API, „React Fiber“ supratimas yra labai svarbus bet kuriam „React“ programuotojui, siekiančiam kurti modernias, našias ir keičiamo dydžio programas. Pasinaudodami „React Fiber“ ir su juo susijusiomis funkcijomis, programuotojai gali suteikti išskirtinę vartotojo patirtį pasaulinei auditorijai ir peržengti to, kas įmanoma su „React“, ribas.