Išsamus „React“ suderinimo proceso vadovas, nagrinėjantis virtualaus DOM palyginimo algoritmą, optimizavimo metodus ir jo poveikį našumui.
React suderinimas: Virtualaus DOM palyginimo algoritmo atskleidimas
React, populiari JavaScript biblioteka, skirta vartotojo sąsajų kūrimui, savo našumu ir efektyvumu pasižymi dėl proceso, vadinamo suderinimu (reconciliation). Šio proceso centre yra virtualaus DOM palyginimo algoritmas – sudėtingas mechanizmas, kuris nustato, kaip efektyviausiai atnaujinti tikrąjį DOM (Dokumento objektų modelį). Šiame straipsnyje gilinamasi į „React“ suderinimo procesą, paaiškinamas virtualus DOM, palyginimo algoritmas ir praktinės našumo optimizavimo strategijos.
Kas yra Virtualus DOM?
Virtualus DOM (VDOM) yra lengvasvorė, atmintyje saugoma tikrojo DOM reprezentacija. Galvokite apie jį kaip apie tikrosios vartotojo sąsajos projektą. Vietoj tiesioginio naršyklės DOM manipuliavimo, React dirba su šia virtualia reprezentacija. Kai „React“ komponente pasikeičia duomenys, sukuriamas naujas virtualus DOM medis. Tada šis naujas medis palyginamas su ankstesniu virtualiu DOM medžiu.
Pagrindiniai Virtualaus DOM naudojimo privalumai:
- Didesnis našumas: Tiesioginis tikrojo DOM manipuliavimas yra brangus. Sumažindamas tiesioginių DOM manipuliacijų skaičių, React ženkliai padidina našumą.
- Suderinamumas su įvairiomis platformomis: VDOM leidžia „React“ komponentus atvaizduoti įvairiose aplinkose, įskaitant naršykles, mobiliąsias programėles („React Native“) ir atvaizdavimą serveryje („Next.js“).
- Supaprastintas programavimas: Programuotojai gali sutelkti dėmesį į programos logiką, nesijaudindami dėl DOM manipuliavimo subtilybių.
Suderinimo procesas: Kaip React atnaujina DOM
Suderinimas yra procesas, kurio metu React sinchronizuoja virtualų DOM su tikruoju DOM. Kai komponento būsena pasikeičia, React atlieka šiuos veiksmus:
- Komponento pervaizdavimas: React iš naujo atvaizduoja komponentą ir sukuria naują virtualų DOM medį.
- Naujo ir seno medžių palyginimas (Diffing): React palygina naują virtualų DOM medį su ankstesniuoju. Čia ir pasitelkiamas palyginimo algoritmas.
- Minimalaus pakeitimų rinkinio nustatymas: Palyginimo algoritmas nustato minimalų pakeitimų rinkinį, reikalingą tikrajam DOM atnaujinti.
- Pakeitimų pritaikymas (Committing): React pritaiko tik tuos konkrečius pakeitimus tikrajam DOM.
Palyginimo algoritmas: taisyklių supratimas
Palyginimo algoritmas yra „React“ suderinimo proceso pagrindas. Jis naudoja euristiką, kad rastų efektyviausią būdą DOM atnaujinti. Nors jis negarantuoja absoliučiai minimalaus operacijų skaičiaus kiekvienu atveju, daugumoje scenarijų jis užtikrina puikų našumą. Algoritmas veikia remdamasis šiomis prielaidomis:
- Du skirtingų tipų elementai sukurs skirtingus medžius: Kai du elementai yra skirtingų tipų (pvz.,
<div>
pakeičiamas<span>
), React visiškai pakeis seną mazgą nauju. key
savybė: Dirbdamas su vaikinių elementų sąrašais, React naudojakey
savybę, kad nustatytų, kurie elementai pasikeitė, buvo pridėti ar pašalinti. Be raktų, React tektų pervaizduoti visą sąrašą, net jei pasikeitė tik vienas elementas.
Išsamesnis palyginimo algoritmo paaiškinimas
Panagrinėkime išsamiau, kaip veikia palyginimo algoritmas:
- Elemento tipo palyginimas: Pirmiausia React palygina abiejų medžių šakninius elementus. Jei jų tipai skiriasi, React sunaikina seną medį ir sukuria naują nuo nulio. Tai apima seno DOM mazgo pašalinimą ir naujo DOM mazgo sukūrimą su nauju elemento tipu.
- DOM savybių atnaujinimai: Jei elementų tipai yra vienodi, React palygina abiejų elementų atributus (props). Jis nustato, kurie atributai pasikeitė, ir atnaujina tik tuos atributus tikrajame DOM elemente. Pavyzdžiui, jei
<div>
elementoclassName
savybė pasikeitė, React atnaujins atitinkamo DOM mazgoclassName
atributą. - Komponentų atnaujinimai: Kai React susiduria su komponento elementu, jis rekursyviai atnaujina komponentą. Tai apima komponento pervaizdavimą ir palyginimo algoritmo taikymą komponento išvesties rezultatui.
- Sąrašų palyginimas (naudojant raktus): Efektyvus vaikinių elementų sąrašų palyginimas yra labai svarbus našumui. Atvaizduojant sąrašą, React tikisi, kad kiekvienas vaikinis elementas turės unikalią
key
savybę.key
savybė leidžia React nustatyti, kurie elementai buvo pridėti, pašalinti ar perrikiuoti.
Pavyzdys: palyginimas su raktais ir be jų
Be raktų:
// Pradinis atvaizdavimas
<ul>
<li>1 elementas</li>
<li>2 elementas</li>
</ul>
// Pridėjus elementą pradžioje
<ul>
<li>0 elementas</li>
<li>1 elementas</li>
<li>2 elementas</li>
</ul>
Be raktų, React manys, kad pasikeitė visi trys elementai. Jis atnaujins kiekvieno elemento DOM mazgus, nors buvo pridėtas tik naujas elementas. Tai neefektyvu.
Su raktais:
// Pradinis atvaizdavimas
<ul>
<li key="item1">1 elementas</li>
<li key="item2">2 elementas</li>
</ul>
// Pridėjus elementą pradžioje
<ul>
<li key="item0">0 elementas</li>
<li key="item1">1 elementas</li>
<li key="item2">2 elementas</li>
</ul>
Naudojant raktus, React gali lengvai nustatyti, kad „item0“ yra naujas elementas, o „item1“ ir „item2“ tiesiog buvo perkelti žemyn. Jis pridės tik naują elementą ir perrikiuos esamus, o tai užtikrins daug geresnį našumą.
Našumo optimizavimo technikos
Nors „React“ suderinimo procesas yra efektyvus, yra keletas technikų, kurias galite naudoti norėdami dar labiau optimizuoti našumą:
- Tinkamai naudokite raktus: Kaip parodyta aukščiau, raktų naudojimas yra labai svarbus atvaizduojant vaikinių elementų sąrašus. Visada naudokite unikalius ir stabilius raktus. Masyvo indekso naudojimas kaip rakto paprastai yra anti-šablonas, nes tai gali sukelti našumo problemų, kai sąrašas yra perrikiuojamas.
- Venkite nereikalingų pervaizdavimų: Užtikrinkite, kad komponentai būtų pervaizduojami tik tada, kai jų savybės (props) ar būsena (state) iš tikrųjų pasikeičia. Galite naudoti tokias technikas kaip
React.memo
,PureComponent
irshouldComponentUpdate
, kad išvengtumėte nereikalingų pervaizdavimų. - Naudokite nekintamas duomenų struktūras: Nekintamos duomenų struktūros palengvina pakeitimų aptikimą ir apsaugo nuo atsitiktinių mutacijų. Gali būti naudingos bibliotekos, tokios kaip Immutable.js.
- Kodo skaidymas: Padalinkite savo programą į mažesnes dalis ir įkelkite jas pagal poreikį. Tai sumažina pradinį įkėlimo laiką ir pagerina bendrą našumą. Kodo skaidymui įgyvendinti naudingi yra React.lazy ir Suspense.
- Memoizacija: Išsaugokite brangių skaičiavimų ar funkcijų iškvietimų rezultatus atmintyje, kad nereikėtų jų be reikalo perskaičiuoti. Bibliotekos, tokios kaip Reselect, gali būti naudojamos memoizuotiems selektoriams kurti.
- Virtualizuokite ilgus sąrašus: Atvaizduojant labai ilgus sąrašus, apsvarstykite galimybę naudoti virtualizacijos technikas. Virtualizacija atvaizduoja tik tuos elementus, kurie šiuo metu matomi ekrane, ir tai žymiai pagerina našumą. Šiam tikslui skirtos bibliotekos, tokios kaip react-window ir react-virtualized.
- Debouncing ir Throttling: Jei turite įvykių apdorojimo funkcijų, kurios iškviečiamos dažnai, pavyzdžiui, slinkimo ar dydžio keitimo, apsvarstykite galimybę naudoti „debouncing“ ar „throttling“, kad apribotumėte jų vykdymo dažnumą. Tai gali padėti išvengti našumo problemų.
Praktiniai pavyzdžiai ir scenarijai
Panagrinėkime keletą praktinių pavyzdžių, iliustruojančių, kaip galima taikyti šias optimizavimo technikas.
1 pavyzdys: nereikalingų pervaizdavimų prevencija su React.memo
Įsivaizduokite, kad turite komponentą, kuris rodo vartotojo informaciją. Komponentas kaip savybes (props) gauna vartotojo vardą ir amžių. Jei vartotojo vardas ir amžius nesikeičia, nereikia pervaizduoti komponento. Galite naudoti React.memo
, kad išvengtumėte nereikalingų pervaizdavimų.
import React from 'react';
const UserInfo = React.memo(function UserInfo(props) {
console.log('Atvaizduojamas UserInfo komponentas');
return (
<div>
<p>Vardas: {props.name}</p>
<p>Amžius: {props.age}</p>
</div>
);
});
export default UserInfo;
React.memo
atlieka paviršutinišką komponento savybių palyginimą. Jei savybės yra tos pačios, jis praleidžia pervaizdavimą.
2 pavyzdys: nekintamų duomenų struktūrų naudojimas
Apsvarstykite komponentą, kuris kaip savybę (prop) gauna elementų sąrašą. Jei sąrašas yra keičiamas tiesiogiai, React gali nepastebėti pakeitimo ir nepervaizduoti komponento. Naudojant nekintamas duomenų struktūras, galima išvengti šios problemos.
import React from 'react';
import { List } from 'immutable';
function ItemList(props) {
console.log('Atvaizduojamas ItemList komponentas');
return (
<ul>
{props.items.map(item => (
<li key={item.id}>{item.name}</li>
))}
</ul>
);
}
export default ItemList;
Šiame pavyzdyje items
savybė turėtų būti nekintamas sąrašas (List) iš Immutable.js bibliotekos. Kai sąrašas atnaujinamas, sukuriama nauja nekintamo sąrašo versija, kurią React gali lengvai aptikti.
Dažniausios klaidos ir kaip jų išvengti
Kelios dažnos klaidos gali pakenkti „React“ programos našumui. Labai svarbu suprasti ir vengti šių klaidų.
- Tiesioginis būsenos keitimas: Visada naudokite
setState
metodą komponento būsenai atnaujinti. Tiesioginis būsenos keitimas gali sukelti netikėtą elgseną ir našumo problemų. shouldComponentUpdate
(arba ekvivalento) ignoravimas: Jei tinkamais atvejais neįgyvendinateshouldComponentUpdate
(arba nenaudojateReact.memo
/PureComponent
), tai gali sukelti nereikalingus pervaizdavimus.- Vidinių funkcijų naudojimas atvaizdavimo metode: Naujų funkcijų kūrimas atvaizdavimo (render) metode gali sukelti nereikalingus vaikinių komponentų pervaizdavimus. Naudokite useCallback, kad memoizuotumėte šias funkcijas.
- Atminties nutekėjimas: Neišvalius įvykių klausytojų (event listeners) ar laikmačių, kai komponentas yra atjungiamas (unmounts), gali atsirasti atminties nutekėjimas ir laikui bėgant sumažėti našumas.
- Neefektyvūs algoritmai: Neefektyvių algoritmų naudojimas tokioms užduotims kaip paieška ar rūšiavimas gali neigiamai paveikti našumą. Pasirinkite tinkamus algoritmus konkrečiai užduočiai.
Globalūs aspektai kuriant su React
Kuriant „React“ programas pasaulinei auditorijai, atsižvelkite į šiuos dalykus:
- Tarptautinimas (i18n) ir lokalizacija (l10n): Naudokite bibliotekas, tokias kaip
react-intl
ari18next
, kad palaikytumėte kelias kalbas ir regioninius formatus. - Išdėstymas iš dešinės į kairę (RTL): Užtikrinkite, kad jūsų programa palaikytų RTL kalbas, tokias kaip arabų ir hebrajų.
- Prieinamumas (a11y): Padarykite savo programą prieinamą vartotojams su negalia, laikydamiesi prieinamumo gairių. Naudokite semantinį HTML, pateikite alternatyvų tekstą paveikslėliams ir užtikrinkite, kad jūsų programą galima valdyti klaviatūra.
- Našumo optimizavimas vartotojams su lėtu internetu: Optimizuokite savo programą vartotojams, turintiems lėtą interneto ryšį. Naudokite kodo skaidymą, paveikslėlių optimizavimą ir podėliavimą (caching), kad sumažintumėte įkėlimo laiką.
- Laiko juostos ir datos/laiko formatavimas: Teisingai tvarkykite laiko juostas ir datos/laiko formatavimą, kad vartotojai matytų teisingą informaciją nepriklausomai nuo jų buvimo vietos. Gali būti naudingos bibliotekos, tokios kaip Moment.js ar date-fns.
Išvados
„React“ suderinimo proceso ir virtualaus DOM palyginimo algoritmo supratimas yra būtinas kuriant našias „React“ programas. Tinkamai naudodami raktus, vengdami nereikalingų pervaizdavimų ir taikydami kitas optimizavimo technikas, galite žymiai pagerinti savo programų našumą ir reakcijos greitį. Kuriant programas įvairialypei auditorijai, nepamirškite atsižvelgti į globalius veiksnius, tokius kaip tarptautinimas, prieinamumas ir našumas vartotojams su lėtu internetu.
Šis išsamus vadovas suteikia tvirtą pagrindą „React“ suderinimo supratimui. Taikydami šiuos principus ir technikas, galite kurti efektyvias ir našias „React“ programas, kurios suteiks puikią vartotojo patirtį visiems.