React atminties nutekėjimo aptikimas: išsamus komponentų išvalymo patikrinimo vadovas

Atminties nutekėjimai „React“ programose gali tyliai bloginti našumą ir neigiamai paveikti vartotojo patirtį. Šie nutekėjimai atsiranda, kai komponentai yra išmontuojami, tačiau su jais susiję resursai (pvz., laikmačiai, įvykių klausytojai ir prenumeratos) nėra tinkamai išvalomi. Laikui bėgant, šie nepaleisti resursai kaupiasi, naudoja atmintį ir lėtina programos veikimą. Šiame išsamiame vadove pateikiamos strategijos, kaip aptikti ir išvengti atminties nutekėjimų, tikrinant tinkamą komponentų išvalymą.

Atminties nutekėjimų supratimas „React“

Atminties nutekėjimas atsiranda, kai komponentas pašalinamas iš DOM, tačiau tam tikras „JavaScript“ kodas vis dar turi nuorodą į jį, neleidžiant šiukšlių surinkėjui atlaisvinti jo užimtos atminties. „React“ efektyviai valdo savo komponentų gyvavimo ciklą, tačiau kūrėjai privalo užtikrinti, kad komponentai atsisakytų kontrolės pār bet kokius resursus, kuriuos jie įgijo savo gyvavimo ciklo metu.

Dažniausios atminties nutekėjimo priežastys:

• Neišvalyti laikmačiai ir intervalai: Paliekant veikiančius laikmačius (setTimeout, setInterval) po komponento išmontavimo.
• Nepašalinti įvykių klausytojai: Nepavykus atjungti įvykių klausytojų, prijungtų prie window, document ar kitų DOM elementų.
• Nenutrauktos prenumeratos: Neatsisakius stebimų objektų (angl. observables), pvz., RxJS, ar kitų duomenų srautų prenumeratų.
• Neatlaisvinti resursai: Neatlaisvinus resursų, gautų iš trečiųjų šalių bibliotekų ar API.
• Uždarosios funkcijos (angl. Closures): Funkcijos komponentuose, kurios netyčia užfiksuoja ir laiko nuorodas į komponento būseną ar savybes (props).

Atminties nutekėjimų aptikimas

Ankstyvas atminties nutekėjimų nustatymas kūrimo cikle yra labai svarbus. Keletas technikų gali padėti aptikti šias problemas:

1. Naršyklės kūrėjo įrankiai

Šiuolaikiniai naršyklių kūrėjo įrankiai siūlo galingas atminties profiliavimo galimybes. Ypač efektyvūs yra „Chrome DevTools“.

1. Darykite „Heap“ momentines nuotraukas: Užfiksuokite programos atminties momentines nuotraukas skirtingais laiko momentais. Palyginkite nuotraukas, kad nustatytumėte objektus, kurie nėra surenkami šiukšlių surinkėjo po komponento išmontavimo.
2. Paskirstymo laiko juosta (angl. Allocation Timeline): Paskirstymo laiko juosta rodo atminties paskirstymą laikui bėgant. Ieškokite didėjančio atminties suvartojimo net tada, kai komponentai yra montuojami ir išmontuojami.
3. Našumo skirtukas (angl. Performance Tab): Įrašykite našumo profilius, kad nustatytumėte funkcijas, kurios sulaiko atmintį.

Pavyzdys („Chrome DevTools“):

1. Atidarykite „Chrome DevTools“ (Ctrl+Shift+I arba Cmd+Option+I).
2. Eikite į skirtuką „Memory“.
3. Pasirinkite „Heap snapshot“ ir spustelėkite „Take snapshot“.
4. Sąveikaukite su savo programa, kad sukeltumėte komponentų montavimą ir išmontavimą.
5. Padarykite kitą momentinę nuotrauką.
6. Palyginkite dvi momentines nuotraukas, kad rastumėte objektus, kurie turėjo būti surinkti šiukšlių surinkėjo, bet nebuvo.

2. „React DevTools“ profiliuotojas

„React DevTools“ teikia profiliuotoją, kuris gali padėti nustatyti našumo kliūtis, įskaitant tas, kurias sukelia atminties nutekėjimai. Nors jis tiesiogiai neaptinka atminties nutekėjimų, jis gali nurodyti komponentus, kurie nesielgia taip, kaip tikėtasi.

3. Kodo peržiūros

Reguliarios kodo peržiūros, ypač sutelkiant dėmesį į komponentų išvalymo logiką, gali padėti aptikti galimus atminties nutekėjimus. Atkreipkite ypatingą dėmesį į useEffect kabliukus su išvalymo funkcijomis ir užtikrinkite, kad visi laikmačiai, įvykių klausytojai ir prenumeratos būtų tinkamai valdomi.

4. Testavimo bibliotekos

Testavimo bibliotekos, tokios kaip „Jest“ ir „React Testing Library“, gali būti naudojamos kuriant integracijos testus, kurie specialiai tikrina atminties nutekėjimus. Šie testai gali imituoti komponentų montavimą ir išmontavimą bei patvirtinti, kad jokie resursai nėra sulaikomi.

Atminties nutekėjimų prevencija: geriausios praktikos

Geriausias būdas kovoti su atminties nutekėjimais yra užkirsti jiems kelią. Štai keletas geriausių praktikų, kurių reikėtų laikytis:

1. useEffect naudojimas su išvalymo funkcijomis

useEffect kabliukas yra pagrindinis mechanizmas, skirtas šalutiniams poveikiams valdyti funkciniuose komponentuose. Dirbant su laikmačiais, įvykių klausytojais ar prenumeratomis, visada pateikite išvalymo funkciją, kuri panaikina šių resursų registraciją, kai komponentas išmontuojamas.

Pavyzdys:

import React, { useState, useEffect } from 'react';

function MyComponent() {
 const [count, setCount] = useState(0);

 useEffect(() => {
  const intervalId = setInterval(() => {
   setCount(prevCount => prevCount + 1);
  }, 1000);

  return () => {
   clearInterval(intervalId);
   console.log('Laikmatis išvalytas!');
  };
 }, []);

 return (
  

   
Count: {count}
  
 );
}

export default MyComponent;

Šiame pavyzdyje useEffect kabliukas nustato intervalą, kuris kas sekundę padidina count būseną. Išvalymo funkcija (grąžinama iš useEffect) išvalo intervalą, kai komponentas išmontuojamas, taip užkertant kelią atminties nutekėjimui.

2. Įvykių klausytojų šalinimas

Jei prijungiate įvykių klausytojus prie window, document ar kitų DOM elementų, įsitikinkite, kad juos pašalinate, kai komponentas išmontuojamas.

Pavyzdys:

import React, { useEffect } from 'react';

function MyComponent() {
 const handleScroll = () => {
  console.log('Paslinkta!');
 };

 useEffect(() => {
  window.addEventListener('scroll', handleScroll);

  return () => {
   window.removeEventListener('scroll', handleScroll);
   console.log('Slinkties klausytojas pašalintas!');
  };
 }, []);

 return (
  

   
Scroll this page.
  
 );
}

export default MyComponent;

Šis pavyzdys prijungia slinkties įvykio klausytoją prie window. Išvalymo funkcija pašalina įvykio klausytoją, kai komponentas išmontuojamas.

3. Prenumeratų atsisakymas stebimuose objektuose (Observables)

Jei jūsų programa naudoja stebimus objektus (pvz., RxJS), užtikrinkite, kad atsisakote jų prenumeratų, kai komponentas išmontuojamas. To nepadarius, gali atsirasti atminties nutekėjimų ir netikėto elgesio.

Pavyzdys (naudojant RxJS):

import React, { useState, useEffect } from 'react';
import { interval } from 'rxjs';
import { takeUntil } from 'rxjs/operators';
import { Subject } from 'rxjs';

function MyComponent() {
 const [count, setCount] = useState(0);
 const destroy$ = new Subject();

 useEffect(() => {
  interval(1000)
   .pipe(takeUntil(destroy$))
   .subscribe(val => {
    setCount(val);
   });

  return () => {
   destroy$.next();
   destroy$.complete();
   console.log('Prenumerata atšaukta!');
  };
 }, []);

 return (
  

   
Count: {count}
  
 );
}

export default MyComponent;

Šiame pavyzdyje stebimas objektas (interval) kas sekundę skleidžia vertes. Operatorius takeUntil užtikrina, kad stebimas objektas bus užbaigtas, kai destroy$ subjektas išleis vertę. Išvalymo funkcija išleidžia vertę per destroy$ ir jį užbaigia, taip atšaukdama prenumeratą nuo stebimo objekto.

4. AbortController naudojimas su „Fetch“ API

Vykdant API užklausas naudojant „Fetch“ API, naudokite AbortController, kad atšauktumėte užklausą, jei komponentas išmontuojamas prieš užklausai pasibaigiant. Tai apsaugo nuo nereikalingų tinklo užklausų ir galimų atminties nutekėjimų.

Pavyzdys:

import React, { useState, useEffect } from 'react';

function MyComponent() {
 const [data, setData] = useState(null);
 const [loading, setLoading] = useState(true);
 const [error, setError] = useState(null);

 useEffect(() => {
  const abortController = new AbortController();
  const signal = abortController.signal;

  const fetchData = async () => {
   try {
    const response = await fetch('https://jsonplaceholder.typicode.com/todos/1', { signal });
    if (!response.ok) {
     throw new Error(`HTTP error! Status: ${response.status}`);
    }
    const json = await response.json();
    setData(json);
   } catch (e) {
    if (e.name === 'AbortError') {
     console.log('Užklausa nutraukta');
    } else {
     setError(e);
    }
   } finally {
    setLoading(false);
   }
  };

  fetchData();

  return () => {
   abortController.abort();
   console.log('Užklausa nutraukta!');
  };
 }, []);

 if (loading) return 
Kraunama...
;
 if (error) return 
Klaida: {error.message}
;

 return (
  

   
Duomenys: {JSON.stringify(data)}
  
 );
}

export default MyComponent;

Šiame pavyzdyje sukuriamas AbortController, o jo signalas perduodamas fetch funkcijai. Jei komponentas išmontuojamas prieš užklausai pasibaigiant, iškviečiamas abortController.abort() metodas, kuris atšaukia užklausą.

5. useRef naudojimas kintamoms reikšmėms saugoti

Kartais gali prireikti laikyti kintamą reikšmę, kuri išlieka tarp atvaizdavimų, nesukeliant pakartotinių atvaizdavimų. useRef kabliukas yra idealus šiam tikslui. Tai gali būti naudinga saugant nuorodas į laikmačius ar kitus resursus, kuriuos reikia pasiekti išvalymo funkcijoje.

Pavyzdys:

import React, { useRef, useEffect } from 'react';

function MyComponent() {
 const timerId = useRef(null);

 useEffect(() => {
  timerId.current = setInterval(() => {
   console.log('Tiksėjimas');
  }, 1000);

  return () => {
   clearInterval(timerId.current);
   console.log('Laikmatis išvalytas!');
  };
 }, []);

 return (
  

   
Patikrinkite konsolę dėl tiksėjimų.
  
 );
}

export default MyComponent;

Šiame pavyzdyje timerId ref laiko intervalo ID. Išvalymo funkcija gali pasiekti šį ID, kad išvalytų intervalą.

6. Būsenos atnaujinimų minimizavimas išmontuotuose komponentuose

Venkite nustatyti būseną komponentui po to, kai jis buvo išmontuotas. „React“ jus įspės, jei bandysite tai padaryti, nes tai gali sukelti atminties nutekėjimus ir netikėtą elgesį. Naudokite isMounted šabloną arba AbortController, kad išvengtumėte šių atnaujinimų.

Pavyzdys (būsenos atnaujinimų vengimas su AbortController - žr. pavyzdį 4 skyriuje):

AbortController metodas parodytas skyriuje „AbortController naudojimas su „Fetch“ API“ ir yra rekomenduojamas būdas išvengti būsenos atnaujinimų išmontuotuose komponentuose asinchroniniuose iškvietimuose.

Atminties nutekėjimų testavimas

Testų, kurie specialiai tikrina atminties nutekėjimus, rašymas yra efektyvus būdas užtikrinti, kad jūsų komponentai tinkamai išvalo resursus.

1. Integraciniai testai su „Jest“ ir „React Testing Library“

Naudokite „Jest“ ir „React Testing Library“, kad imituotumėte komponentų montavimą ir išmontavimą bei patvirtintumėte, kad jokie resursai nėra sulaikomi.

Pavyzdys:

import React from 'react';
import { render, unmountComponentAtNode } from 'react-dom';
import MyComponent from './MyComponent'; // Pakeiskite tikruoju keliu iki savo komponento

// Paprasta pagalbinė funkcija, priverstinai paleidžianti šiukšlių surinkimą (nepatikima, bet kai kuriais atvejais gali padėti)
function forceGarbageCollection() {
 if (global.gc) {
  global.gc();
 }
}

describe('MyComponent', () => {
 let container = null;
 beforeEach(() => {
  container = document.createElement('div');
  document.body.appendChild(container);
 });

 afterEach(() => {
  unmountComponentAtNode(container);
  container.remove();
  container = null;
  forceGarbageCollection();
 });

 it('should not leak memory', async () => {
  const initialMemory = performance.memory.usedJSHeapSize;

  render(, container);
  unmountComponentAtNode(container);
  forceGarbageCollection();

  // Palaukite trumpą laiką, kol įvyks šiukšlių surinkimas
  await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 500));

  const finalMemory = performance.memory.usedJSHeapSize;

  expect(finalMemory).toBeLessThan(initialMemory + 1024 * 100); // Leisti nedidelę paklaidą (100KB)
 });
});

Šis pavyzdys atvaizduoja komponentą, jį išmontuoja, priverstinai paleidžia šiukšlių surinkimą, o tada patikrina, ar atminties naudojimas žymiai padidėjo. Pastaba: performance.memory kai kuriose naršyklėse yra pasenęs, jei reikia, apsvarstykite alternatyvas.

2. „End-to-End“ testai su „Cypress“ ar „Selenium“

„End-to-end“ testai taip pat gali būti naudojami atminties nutekėjimams aptikti, imituojant vartotojo sąveikas ir stebint atminties suvartojimą laikui bėgant.

Įrankiai automatiniam atminties nutekėjimo aptikimui

Keletas įrankių gali padėti automatizuoti atminties nutekėjimo aptikimo procesą:

• MemLab (Facebook): Atvirojo kodo „JavaScript“ atminties testavimo sistema.
• LeakCanary (Square - skirta Android, bet koncepcijos taikomos): Nors pirmiausia skirta „Android“, nutekėjimo aptikimo principai taikomi ir „JavaScript“.

Atminties nutekėjimų derinimas: žingsnis po žingsnio

Kai įtariate atminties nutekėjimą, atlikite šiuos veiksmus, kad nustatytumėte ir ištaisytumėte problemą:

1. Atkurkite nutekėjimą: Nustatykite konkrečias vartotojo sąveikas ar komponentų gyvavimo ciklus, kurie sukelia nutekėjimą.
2. Profiluokite atminties naudojimą: Naudokite naršyklės kūrėjo įrankius, kad užfiksuotumėte „heap“ momentines nuotraukas ir paskirstymo laiko juostas.
3. Identifikuokite nutekančius objektus: Analizuokite „heap“ momentines nuotraukas, kad rastumėte objektus, kurie nėra surenkami šiukšlių surinkėjo.
4. Atsekite objektų nuorodas: Nustatykite, kurios jūsų kodo dalys laiko nuorodas į nutekančius objektus.
5. Ištaisykite nutekėjimą: Įgyvendinkite atitinkamą išvalymo logiką (pvz., išvalykite laikmačius, pašalinkite įvykių klausytojus, atšaukite prenumeratas).
6. Patikrinkite pataisymą: Pakartokite profiliavimo procesą, kad įsitikintumėte, jog nutekėjimas buvo išspręstas.

Išvada

Atminties nutekėjimai gali turėti didelės įtakos „React“ programų našumui ir stabilumui. Suprasdami dažniausias atminties nutekėjimo priežastis, laikydamiesi geriausių komponentų išvalymo praktikų ir naudodami tinkamus aptikimo bei derinimo įrankius, galite išvengti šių problemų, kurios paveiktų jūsų programos vartotojo patirtį. Reguliarios kodo peržiūros, išsamus testavimas ir proaktyvus požiūris į atminties valdymą yra būtini norint kurti tvirtas ir našias „React“ programas. Atminkite, kad prevencija visada yra geriau nei gydymas; kruopštus išvalymas nuo pat pradžių sutaupys daug derinimo laiko vėliau.