React potencialo atskleidimas: išsami konkurentinių funkcijų, prioritetų juostų ir planuoklio integracijos analizė

Dinamiškame interneto svetainių kūrimo pasaulyje sklandžios ir jautrios vartotojo patirties užtikrinimas yra svarbiausias. Programoms tampant vis sudėtingesnėms, o vartotojų lūkesčiams augant, ypač įvairiose pasaulinėse rinkose, našumo problemos gali ženkliai pakenkti vartotojų pasitenkinimui. React, pirmaujanti JavaScript biblioteka vartotojo sąsajoms kurti, nuolat tobulėjo, siekdama išspręsti šias problemas. Vienas iš reikšmingiausių pastarųjų metų pasiekimų yra konkurentinių funkcijų (concurrent features) įdiegimas, paremtas sudėtingu vidiniu planuokliu (Scheduler) ir prioritetų juostų (priority lanes) koncepcija.

Šis išsamus vadovas atskleis React konkurentinių funkcijų paslaptis, paaiškins planuoklio vaidmenį ir parodys, kaip prioritetų juostos leidžia protingiau ir efektyviau atvaizduoti turinį. Išnagrinėsime „kodėl“ ir „kaip“ slypi už šių galingų mechanizmų, pateikdami praktinių įžvalgų ir pavyzdžių, susijusių su našumo programų kūrimu pasaulinei auditorijai.

Konkurentiškumo poreikis React

Tradiciškai React atvaizdavimo procesas buvo sinchroninis. Kai įvykdavo atnaujinimas, React blokuodavo pagrindinę giją, kol visa vartotojo sąsaja būdavo perpiešiama. Nors šis metodas yra paprastas, jis kelia didelę problemą: ilgai trunkantys atvaizdavimo procesai gali užšaldyti vartotojo sąsają. Įsivaizduokite vartotoją, kuris sąveikauja su e. prekybos svetaine, bando filtruoti produktus ar įdėti prekę į krepšelį, o tuo pačiu metu vyksta didelis duomenų gavimas ar sudėtingas skaičiavimas. Vartotojo sąsaja gali tapti nereaguojanti, sukeldama nemalonią patirtį. Ši problema yra dar labiau išryškėjusi pasauliniu mastu, kur vartotojai gali turėti skirtingą interneto greitį ir įrenginių galimybes, todėl lėti atvaizdavimo procesai tampa dar labiau juntami.

Konkurentiškumas React siekia išspręsti šią problemą, leisdamas React pertraukti, nustatyti prioritetus ir tęsti atvaizdavimo užduotis. Užuot vykdęs vieną monolitinį atvaizdavimo procesą, konkurentiškumas padalija atvaizdavimą į mažesnius, valdomus gabalėlius. Tai reiškia, kad React gali kaitalioti skirtingas užduotis, užtikrindamas, kad svarbiausi atnaujinimai (pvz., vartotojo sąveikos) būtų tvarkomi greitai, net jei kiti mažiau kritiniai atnaujinimai vis dar vyksta.

Pagrindiniai konkurentinio React privalumai:

• Pagerintas jautrumas: Vartotojo sąveikos atrodo greitesnės, nes React gali joms teikti pirmenybę prieš foninius atnaujinimus.
• Geresnė vartotojo patirtis: Apsaugo nuo vartotojo sąsajos užšalimo, todėl patirtis tampa sklandesnė ir labiau įtraukianti vartotojams visame pasaulyje.
• Efektyvus išteklių naudojimas: Leidžia protingiau planuoti darbą, geriau išnaudojant naršyklės pagrindinę giją.
• Naujų funkcijų įgalinimas: Atveria galimybes pažangioms funkcijoms, tokioms kaip perėjimai, srautinis serverio atvaizdavimas ir konkurentinis Suspense.

Pristatome React planuoklį

React konkurentinių galimybių centre yra React planuoklis (React Scheduler). Šis vidinis modulis yra atsakingas už įvairių atvaizdavimo užduočių valdymą ir organizavimą. Tai sudėtinga technologija, kuri nusprendžia, „kas“ bus atvaizduota, „kada“ ir „kokia tvarka“.

Planuoklis veikia kooperacinės daugiafunkcinės eigos (cooperative multitasking) principu. Jis priverstinai nepertraukia kito JavaScript kodo; vietoj to, jis periodiškai grąžina valdymą naršyklei, leisdamas vykdyti esmines užduotis, tokias kaip vartotojo įvesties tvarkymas, animacijos ir kitos vykstančios JavaScript operacijos. Šis „atidavimo“ mechanizmas yra labai svarbus, kad pagrindinė gija liktų neužblokuota.

Planuoklis veikia skaidydamas darbą į atskirus vienetus. Kai reikia atvaizduoti ar atnaujinti komponentą, planuoklis sukuria jam užduotį. Tada jis šias užduotis įdeda į eilę ir apdoroja jas pagal priskirtą prioritetą. Čia ir pasireiškia prioritetų juostos.

Kaip veikia planuoklis (konceptuali apžvalga):

1. Užduoties sukūrimas: Kai inicijuojamas React būsenos atnaujinimas arba naujas atvaizdavimas, planuoklis sukuria atitinkamą užduotį.
2. Prioriteto priskyrimas: Kiekvienai užduočiai priskiriamas prioriteto lygis, atsižvelgiant į jos pobūdį (pvz., vartotojo sąveika vs. foninis duomenų gavimas).
3. Eilės sudarymas: Užduotys dedamos į prioritetų eilę.
4. Vykdymas ir atidavimas: Planuoklis paima aukščiausio prioriteto užduotį iš eilės. Jis pradeda vykdyti užduotį. Jei užduotis ilga, planuoklis periodiškai grąžins valdymą naršyklei, leisdamas apdoroti kitus svarbius įvykius.
5. Tęsimas: Po atidavimo planuoklis gali tęsti pertrauktą užduotį arba paimti kitą aukšto prioriteto užduotį.

Planuoklis yra sukurtas taip, kad būtų labai efektyvus ir sklandžiai integruotųsi su naršyklės įvykių ciklu. Jis naudoja tokias technikas kaip requestIdleCallback ir requestAnimationFrame (kai tinkama), kad planuotų darbą neužblokuodamas pagrindinės gijos.

Prioritetų juostos: atvaizdavimo proceso organizavimas

Prioritetų juostų (priority lanes) koncepcija yra esminė norint suprasti, kaip React planuoklis valdo ir prioritetizuoja atvaizdavimo darbus. Įsivaizduokite greitkelį su skirtingomis eismo juostomis, kiekviena skirta transporto priemonėms, važiuojančioms skirtingu greičiu ar turinčioms skirtingą skubumo lygį. Prioritetų juostos React veikia panašiai, priskirdamos „prioritetą“ skirtingų tipų atnaujinimams ir užduotims. Tai leidžia React dinamiškai koreguoti, kurį darbą atlikti toliau, užtikrinant, kad kritinės operacijos nebūtų užgožtos mažiau svarbių.

React apibrėžia kelis prioritetų lygius, kurių kiekvienas atitinka tam tikrą „juostą“. Šios juostos padeda kategorizuoti atvaizdavimo atnaujinimo skubumą. Štai supaprastintas dažniausiai pasitaikančių prioritetų lygių vaizdas:

• NoPriority: Žemiausias prioritetas, paprastai naudojamas užduotims, kurias galima atidėti neribotam laikui.
• UserBlockingPriority: Aukštas prioritetas, naudojamas užduotims, kurias tiesiogiai sukelia vartotojo sąveikos ir kurios reikalauja nedelsiamo vizualinio atsako. Pavyzdžiai: teksto įvedimas į laukelį, mygtuko paspaudimas ar modalinio lango atsiradimas. Šie atnaujinimai neturėtų būti pertraukti.
• NormalPriority: Standartinis prioritetas daugumai atnaujinimų, kurie nėra tiesiogiai susiję su neatidėliotina vartotojo sąveika, bet vis tiek reikalauja savalaikio atvaizdavimo.
• LowPriority: Žemesnis prioritetas atnaujinimams, kuriuos galima atidėti, pavyzdžiui, animacijoms, kurios nėra kritinės neatidėliotinai vartotojo patirčiai, arba foniniams duomenų gavimams, kuriuos galima atidėti, jei reikia.
• ContinuousPriority: Labai aukštas prioritetas, naudojamas nuolatiniams atnaujinimams, tokiems kaip animacijos ar slinkimo įvykių sekimas, užtikrinant, kad jie būtų atvaizduojami sklandžiai.

Planuoklis naudoja šias prioritetų juostas, kad nuspręstų, kurią užduotį vykdyti. Kai laukia keli atnaujinimai, React visada pasirinks užduotį iš aukščiausio galimo prioriteto juostos. Jei aukšto prioriteto užduotis (pvz., vartotojo paspaudimas) atvyksta, kol React dirba su žemesnio prioriteto užduotimi (pvz., atvaizduoja nekritinių elementų sąrašą), React gali pertraukti žemesnio prioriteto užduotį, atvaizduoti aukšto prioriteto atnaujinimą, o tada tęsti pertrauktą užduotį.

Iliustracinis pavyzdys: vartotojo sąveika vs. foniniai duomenys

Apsvarstykite e. prekybos programą, rodančią produktų sąrašą. Vartotojas šiuo metu peržiūri sąrašą, o foninis procesas gauna papildomą produkto informaciją, kuri nėra iš karto matoma. Staiga vartotojas paspaudžia ant produkto, kad pamatytų jo detales.

• Be konkurentiškumo: React pabaigtų atvaizduoti foninę produkto informaciją prieš apdorodamas vartotojo paspaudimą, galimai sukeldamas vėlavimą ir padarydamas programą lėtą.
• Su konkurentiškumu: Vartotojo paspaudimas sukelia atnaujinimą su UserBlockingPriority. React planuoklis, matydamas šią aukšto prioriteto užduotį, gali pertraukti foninės produkto informacijos atvaizdavimą (kuri turi žemesnį prioritetą, galbūt NormalPriority arba LowPriority). Tuomet React teikia pirmenybę ir atvaizduoja vartotojo prašomą produkto informaciją. Kai tai baigta, jis gali tęsti foninių duomenų atvaizdavimą. Vartotojas pastebi nedelsiamą atsaką į savo paspaudimą, nors tuo pačiu metu vyko ir kitas darbas.

Perėjimai: neskubių atnaujinimų žymėjimas

React 18 pristatė perėjimų (Transitions) koncepciją, kuri yra būdas aiškiai pažymėti atnaujinimus, kurie nėra skubūs. Perėjimai paprastai naudojami tokiems dalykams kaip naršymas tarp puslapių ar didelių duomenų rinkinių filtravimas, kur nedidelis vėlavimas yra priimtinas, o tuo tarpu labai svarbu išlaikyti vartotojo sąsajos jautrumą vartotojo įvesčiai.

Naudodami startTransition API, galite apgaubti būsenos atnaujinimus, kurie turėtų būti traktuojami kaip perėjimai. React planuoklis tada suteiks šiems atnaujinimams žemesnį prioritetą nei skubiems atnaujinimams (pvz., teksto įvedimui į laukelį). Tai reiškia, kad jei vartotojas rašo tekstą, kol vyksta perėjimas, React sustabdys perėjimą, atvaizduos skubų įvesties atnaujinimą ir tada tęs perėjimą.

Pavyzdys naudojant startTransition:

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

function App() {
  const [inputVal, setInputVal] = useState('');
  const [listItems, setListItems] = useState([]);
  const [isPending, startTransition] = useTransition();

  const handleChange = (e) => {
    setInputVal(e.target.value);

    // Mark this update as a transition
    startTransition(() => {
      // Simulate fetching or filtering a large list based on input
      const newList = Array.from({ length: 5000 }, (_, i) => `Item ${i + 1} - ${e.target.value}`);
      setListItems(newList);
    });
  };

  return (
    

      
      {isPending && 
Loading...
}
      

        {listItems.map((item, index) => (
          
{item}
        ))}
      
    
  );
}

export default App;

            

              
                Copy
              
            
          

Šiame pavyzdyje rašymas į įvesties laukelį (setInputVal) yra skubus atnaujinimas. Tačiau listItems filtravimas arba naujas gavimas pagal šią įvestį yra perėjimas. Apgaubdami setListItems startTransition, mes pranešame React, kad šį atnaujinimą gali pertraukti skubesnis darbas. Jei vartotojas rašo greitai, įvesties laukelis išliks jautrus, nes React pristabdys potencialiai lėtą sąrašo atnaujinimą, kad atvaizduotų ką tik vartotojo įvestą simbolį.

Planuoklio ir prioritetų juostų integravimas jūsų React programoje

Kaip kūrėjas, daugeliu atvejų jūs tiesiogiai nesąveikaujate su žemo lygio React planuoklio ar jo prioritetų juostų įgyvendinimo detalėmis. React konkurentinės funkcijos yra sukurtos taip, kad būtų naudojamos per aukštesnio lygio API ir modelius.

Pagrindinės API ir modeliai konkurentiniam React:

• createRoot: Įėjimo taškas naudojant konkurentines funkcijas. Turite naudoti ReactDOM.createRoot vietoj senesnio ReactDOM.render. Tai įgalina konkurentinį atvaizdavimą jūsų programai.

              
  import { createRoot } from 'react-dom/client';
  import App from './App';
  
  const container = document.getElementById('root');
  const root = createRoot(container);
  root.render();
      
              
  
                
                  Copy
                
              
            

• Suspense: Leidžia atidėti dalies jūsų komponentų medžio atvaizdavimą, kol bus įvykdyta tam tikra sąlyga. Tai veikia kartu su konkurentiniu atvaizduokliu, kad būtų galima pateikti įkėlimo būsenas duomenų gavimui, kodo skaidymui ar kitoms asinchroninėms operacijoms. Kai atvaizduojamas komponentas, esantis <Suspense> ribose, React automatiškai jį suplanuos su atitinkamu prioritetu.

              
  import React, { Suspense } from 'react';
  import UserProfile from './UserProfile'; // Assume UserProfile fetches data and can suspend
  
  function App() {
    return (
      
  
        
  User Dashboard
        Loading User Profile...
  }>
          
        
      

  ); } export default App;
  Copy