React našumo atvėrimas: „Fiber“ darbo ciklas, planuoklio integravimas ir prioritetinės eilės

Nuolat besikeičiančiame priekinės dalies kūrimo kraštovaizdyje našumas yra ne tik funkcija; tai pagrindinis lūkestis. Milijonams žmonių visame pasaulyje, skirtinguose įrenginiuose ir tinklo sąlygomis naudojamoms programoms svarbiausia yra užtikrinti sklandžią ir reaguojančią vartotojo sąsają (UI). „React“, pagrindinė „JavaScript“ biblioteka UI kūrimui, atliko reikšmingus architektūrinius pokyčius, kad išspręstų šį iššūkį. Šių patobulinimų pagrindas yra „React Fiber“ architektūra, visiškas suderinimo algoritmo perrašymas. Šiame įraše bus nagrinėjamos „React Fiber“ darbo ciklo subtilybės, jo vientisas integravimas su planuokliu ir kritinis prioritetinių eilių vaidmuo, organizuojant našią ir sklandžią vartotojo patirtį visai pasaulinei auditorijai.

„React“ atvaizdavimo evoliucija: nuo „Stack“ iki „Fiber“

Prieš „Fiber“, „React“ atvaizdavimo procesas buvo grindžiamas rekursyviu skambučių kaupu. Kai komponentas atnaujinamas, „React“ naršydavo komponentų medį, sudarydamas UI pakeitimų aprašymą. Šis procesas, nors ir efektyvus daugeliui programų, turėjo didelį apribojimą: jis buvo sinchroninis ir blokuojantis. Jei įvykdavo didelis atnaujinimas arba reikėdavo atvaizduoti sudėtingą komponentų medį, pagrindinis gija galėjo būti perkrauta, o tai lėmė trūkčiojančias animacijas, nereaguojančias sąveikas ir prastą vartotojo patirtį, ypač mažiau galinguose įrenginiuose, dažnuose daugelyje pasaulio rinkų.

Apsvarstykite scenarijų, dažną tarptautiniu mastu naudojamose elektroninės komercijos programose: vartotojas sąveikauja su sudėtingu produktų filtru. Naudojant seną kaupo pagrindu veikiantį suderinimą, kelių filtrų taikymas vienu metu galėtų užšaldyti UI, kol nebus baigti visi atnaujinimai. Tai būtų nepatogu bet kuriam vartotojui, tačiau ypač paveiku regionuose, kur interneto ryšys gali būti mažiau patikimas arba įrenginių našumas yra didesnė problema.

„React Fiber“ buvo pristatytas siekiant pašalinti šiuos apribojimus, įgalinant lygiagretų atvaizdavimą. Skirtingai nuo senojo kaupo, „Fiber“ yra pakartotinai įvedamas, asichroninis ir pertraukiamas suderinimo algoritmas. Tai reiškia, kad „React“ gali pristabdyti atvaizdavimą, atlikti kitas užduotis ir vėliau tęsti atvaizdavimą, visa tai neblokuojant pagrindinės gijos.

„Fiber“ mazgo pristatymas: labiau lankstus darbo vienetas

Iš esmės „React Fiber“ pakeičia darbo vienetą iš komponento instancijos į „Fiber“ mazgą. Pagalvokite apie „Fiber“ mazgą kaip „JavaScript“ objektą, kuris atstovauja atliekamą darbo vienetą. Kiekvienas jūsų „React“ programos komponentas turi atitinkamą „Fiber“ mazgą. Šie mazgai yra susieti, kad sudarytų medį, atspindintį komponentų medį, tačiau su papildomomis savybėmis, kurios palengvina naują atvaizdavimo modelį.

Pagrindinės „Fiber“ mazgo savybės apima:

• Tipas: elemento tipas (pvz., funkcinis komponentas, klasės komponentas, eilutė, DOM elementas).
• Raktas: unikalus sąrašų elementų identifikatorius, svarbus efektyviems atnaujinimams.
• Vaiko: pirmojo vaiko „Fiber“ mazgo nuoroda.
• Sesuo: kito sesuo „Fiber“ mazgo nuoroda.
• Grąžinti: tėvo „Fiber“ mazgo nuoroda.
• MemoizedProps: props, kurie buvo naudojami memoizuoti ankstesnį atvaizdavimą.
• MemoizedState: būsena, kuri buvo naudojama memoizuoti ankstesnį atvaizdavimą.
• Alternatyvus: atitinkamo kito medžio (esamo arba darbinio medžio) „Fiber“ mazgo nuoroda. Tai yra pagrindinis būdas, kaip „React“ keičiasi tarp atvaizdavimo būsenų.
• Vėliavos: bitiniai maskai, nurodantys, kokio tipo darbas turi būti atliekamas su šiuo „Fiber“ mazgu (pvz., atnaujinami props, pridedami efektai, ištrinamas mazgas).
• Efektai: su šiuo „Fiber“ mazgu susijusių efektų, tokių kaip gyvavimo ciklo metodai ar kabliukai, sąrašas.

„Fiber“ mazgų tiesiogiai nevaldo „JavaScript“ šiukšlių surinkėjas taip pat, kaip komponentų instancijos. Vietoj to, jie sudaro susietąjį sąrašą, kurį „React“ gali efektyviai naršyti. Ši struktūra leidžia „React“ lengvai valdyti ir pertraukti darbą.

„React Fiber“ darbo ciklas: atvaizdavimo proceso organizavimas

„React Fiber“ lygiagretumo širdis yra jo darbo ciklas. Šis ciklas yra atsakingas už „Fiber“ medžio naršymą, darbo atlikimą ir baigtų pakeitimų taikymą DOM. Tai, kas daro jį revoliuciniu, yra jo gebėjimas būti pristabdytam ir tęsiamam.

Darbo ciklą galima plačiai suskirstyti į du etapus:

1. Atvaizdavimo etapas (darbinis medis)

Šiame etape „React“ naršo komponentų medį ir atlieka darbą su „Fiber“ mazgais. Šis darbas gali apimti:

• Komponentų funkcijų arba `render()` metodų iškvietimą.
• Props ir būsenos derinimas.
• „Fiber“ mazgų kūrimas ar atnaujinimas.
• Šalutinių efektų nustatymas (pvz., `useEffect`, `componentDidMount`).

Atvaizdavimo etapo metu „React“ kuria darbinį medį. Tai atskiras „Fiber“ mazgų medis, atspindintis galimą naują UI būseną. Svarbu tai, kad darbo ciklas pertraukiamas šio etapo metu. Jei pasirodo didesnės prioritetinės užduotys (pvz., vartotojo įvestis), „React“ gali pristabdyti dabartinį atvaizdavimo darbą, apdoroti naują užduotį ir vėliau tęsti nutrauktą darbą.

Šis pertraukiamumas yra raktas į sklandžią patirtį. Įsivaizduokite vartotoją, vedantį tekstą paieškos laukelyje tarptautinėje kelionių svetainėje. Jei naujas klaviatūros paspaudimas pasirodo, kol „React“ yra užimta atvaizduodama didelį pasiūlymų sąrašą, ji gali pristabdyti pasiūlymų atvaizdavimą, apdoroti klaviatūros paspaudimą, kad atnaujintų paieškos užklausą, ir tada tęsti pasiūlymų atvaizdavimą pagal naują įvestį. Vartotojas suvokia momentinę reakciją į savo vedimą, o ne uždelsimą.

Darbo ciklas kartoja „Fiber“ mazgus, tikrindamas jų `flags`, kad nustatytų, koks darbas turi būti atliktas. Jis juda iš „Fiber“ mazgo prie jo vaikų, tada prie jo seserų ir atgal prie tėvo, atlikdamas reikiamas operacijas. Šis naršymas tęsiasi, kol bus baigtas visas laukiantis darbas arba kol darbo ciklas bus pertrauktas.

2. Sąnaudų etapas (pakeitimų taikymas)

Kai atvaizdavimo etapas baigtas ir „React“ turi stabilų darbinį medį, jis pereina į sąnaudų etapą. Šiame etape „React“ atlieka šalutinius efektus ir atnaujina faktinį DOM. Šis etapas yra sinchroninis ir nepertraukiamas, nes jis tiesiogiai manipuliuoja UI. „React“ nori užtikrinti, kad atnaujindamas DOM, jis tai darytų vienu, atominiu operacija, kad išvengtų mirgėjimo ar nuoseklių UI būsenų.

Sąnaudų etapo metu „React“:

• Atlieka DOM mutacijas (prideda, pašalina, atnaujina elementus).
• Vykdo šalutinius efektus, tokius kaip `componentDidMount`, `componentDidUpdate`, ir `useEffect` grąžinamas valymo funkcijas.
• Atnaujina DOM mazgų nuorodas.

Po sąnaudų etapo darbinis medis tampa esamu medžiu, ir procesas gali prasidėti iš naujo vėlesniems atnaujinimams.

Planuoklio vaidmuo: darbo prioritetizavimas ir planavimas

„Fiber“ darbo ciklo pertraukiamumas nebūtų labai naudingas be mechanizmo, kuris nuspręstų, kada atlikti darbą ir kokį darbą atlikti pirmiausia. Čia ir pasitelkiamas „React“ planuoklis.

Planuoklis yra atskira, žemo lygio biblioteka, kurią „React“ naudoja savo darbo vykdymui valdyti. Jos pagrindinė atsakomybė yra:

• Planuoti darbą: nustatyti, kada pradėti ar tęsti atvaizdavimo užduotis.
• Prioritizuoti darbą: priskirti prioritetus skirtingoms užduotims, užtikrinant, kad svarbūs atnaujinimai būtų atliekami greitai.
• Bendradarbiauti su naršykle: vengti pagrindinės gijos blokavimo ir leisti naršyklei atlikti kritines užduotis, tokias kaip piešimas ir vartotojo įvesties tvarkymas.

Planuoklis veikia periodiškai grąžindamas valdymą naršyklei, leidžiant jai atlikti kitas užduotis. Tada jis prašo tęsti darbą, kai naršyklė yra laisva arba kai reikia apdoroti didesnės prioritetinės užduotį.

Šis bendradarbiaujantis daugiafunkcinis darbas yra labai svarbus kuriant reaguojančias programas, ypač pasaulinei auditorijai, kur tinklo vėlavimas ir įrenginių galimybės gali žymiai skirtis. Vartotojas regione su lėtesniu internetu gali patirti programą, kuri atrodo lėta, jei „React“ atvaizdavimas visiškai monopolizuoja naršyklės pagrindinę giją. Planuoklis, grąžindamas valdymą, užtikrina, kad net ir atliekant intensyvų atvaizdavimą, naršyklė vis tiek gali reaguoti į vartotojo sąveikas arba atvaizduoti kritines UI dalis, suteikdamas daug sklandesnį suvokiamą našumą.

Prioritetinės eilės: lygiagretaus atvaizdavimo pagrindas

Kaip planuoklis nusprendžia, kokį darbą atlikti pirmiausia? Čia prioritetinės eilės tampa nepakeičiamos. „React“ klasifikuoja skirtingus atnaujinimų tipus pagal jų skubumą, priskirdamas kiekvienam prioritetinį lygį.

Planuoklis palaiko laukiančių užduočių eilę, tvarkomą pagal jų prioritetą. Kai ateina laikas atlikti darbą, planuoklis pasirenka užduotį su aukščiausiu prioritetu iš eilės.

Štai tipiškas prioritetinių lygių suskirstymas (nors tikslios implementacijos detalės gali keistis):

• Momentinis prioritetas: skubūsems atnaujinimams, kurių negalima atidėti, pavyzdžiui, reaguojant į vartotojo įvestį (pvz., vedant tekstą į teksto laukelį). Jie paprastai tvarkomi sinchroniškai arba su labai aukštu skubumu.
• Vartotojo blokavimo prioritetas: atnaujinimams, kurie trukdo vartotojo sąveikai, pvz., modaliniam dialogui ar išskleidžiamajam meniu rodymui. Juos reikia greitai atvaizduoti, kad nebūtų blokuojamas vartotojas.
• Normalus prioritetas: bendriesiems atnaujinimams, kurie neturi tiesioginio poveikio vartotojo sąveikai, pvz., duomenų paėmimas ir sąrašo atvaizdavimas.
• Žemas prioritetas: ne kritiniams atnaujinimams, kuriuos galima atidėti, pvz., analitikos įvykiams ar fono skaičiavimams.
• Nebekraninis prioritetas: komponentams, kurie šiuo metu nėra matomi ekrane (pvz., neekraniniai sąrašai, paslėpti skirtukai). Juos galima atvaizduoti su žemiausiu prioritetu arba netgi praleisti, jei reikia.

Planuoklis naudoja šiuos prioritetus, kad nuspręstų, kada pertraukti esamą darbą ir kada jį tęsti. Pavyzdžiui, jei vartojo įveda duomenis į įvesties laukelį (momentinis prioritetas) tuo metu, kai „React“ atvaizduoja didelį paieškos rezultatų sąrašą (normalus prioritetas), planuoklis pristabdys sąrašo atvaizdavimą, apdoros įvesties įvykį ir tada tęs sąrašo atvaizdavimą, galbūt su atnaujintais duomenimis, pagrįstais nauja įvestimi.

Praktinis tarptautinis pavyzdys:

Apsvarstykite realaus laiko bendradarbiavimo įrankį, kurį naudoja komandos skirtinguose žemynuose. Vartotojas gali redaguoti dokumentą (aukštas prioritetas, momentinis atnaujinimas), o kitas vartotojas žiūri didelę įterptą diagramą, kuriai reikia reikšmingo atvaizdavimo (normalus prioritetas). Jei pasirodo nauja žinutė iš kolegos (vartotojo blokavimo prioritetas, nes jai reikia dėmesio), planuoklis užtikrins, kad pranešimas būtų rodomas nedelsiant, galbūt pristabdydamas diagramos atvaizdavimą, o tada pratęsdamas diagramos atvaizdavimą po to, kai žinutė buvo tvarkoma.

Šis sudėtingas prioritetizavimas užtikrina, kad kritiniai vartotojui skirti atnaujinimai visada būtų prioritetiniai, todėl vartotojo patirtis būtų reaguojanti ir malonesnė, nepriklausomai nuo vartotojo vietos ar įrenginio.

Kaip „Fiber“ integruojasi su planuokliu

„Fiber“ ir planuoklio integracija yra tai, kas daro lygiagretų „React“ galimu. Planuoklis suteikia mechanizmą užduotims grąžinti ir tęsti, o „Fiber“ pertraukiamumas leidžia šias užduotis suskaidyti į mažesnius darbo vienetus.

Štai supaprastintas jų sąveikos srautas:

1. Įvyksta atnaujinimas: komponento būsena pasikeičia arba props yra atnaujinami.
2. Planuoklis planuoja darbą: planuoklis gauna atnaujinimą ir priskiria jam prioritetą. Jis įkelia „Fiber“ mazgą, atitinkantį atnaujinimą, į atitinkamą prioritetinę eilę.
3. Planuoklis prašo atvaizduoti: kai pagrindinė gija yra laisva arba turi pajėgumų, planuoklis prašo atlikti aukščiausio prioriteto darbą.
4. Prasideda „Fiber“ darbo ciklas: „React“ darbo ciklas pradeda naršyti darbinį medį.
5. Atliekamas darbas: „Fiber“ mazgai yra apdorojami, ir nustatomi pakeitimai.
6. Pertraukimas: jei pasiekiama didesnės prioritetinės užduotis (pvz., vartotojo įvestis) arba jei dabartinis darbas viršija tam tikrą laiko biudžetą, planuoklis gali pertraukti „Fiber“ darbo ciklą. Dabartinė darbinio medžio būsena yra išsaugoma.
7. Apdorojama didesnės prioritetinės užduotis: planuoklis apdoroja naują didelės prioritetinės užduotį, kuri gali apimti naują atvaizdavimo etapą.
8. Tęsimas: kai didesnės prioritetinės užduotis yra tvarkoma, planuoklis gali tęsti nutrauktą „Fiber“ darbo ciklą nuo ten, kur jis buvo sustabdytas, naudojant išsaugotą būseną.
9. Sąnaudų etapas: kai visas prioritetinis darbas yra baigtas atvaizdavimo etape, „React“ atlieka sąnaudų etapą, kad atnaujintų DOM.

Ši sąveika užtikrina, kad „React“ gali dinamiškai reguliuoti savo atvaizdavimo procesą pagal skirtingų atnaujinimų skubumą ir pagrindinės gijos prieinamumą.

„Fiber“, planuoklio ir prioritetinių eilių nauda pasaulinėms programoms

Arhitektūriniai pokyčiai, įvesti su „Fiber“ ir planuokliu, suteikia reikšmingų privalumų, ypač programoms su pasauline vartotojų baze:

• Pagerintas reagavimas: neleidžiant pagrindinei gijai būti užblokuotai, programos išlieka reaguojančios į vartotojo sąveikas, net ir atliekant sudėtingas atvaizdavimo užduotis. Tai labai svarbu vartotojams mobiliuosiuose įrenginiuose arba su lėtesniu interneto ryšiu, kuris yra paplitęs daugelyje pasaulio vietų.
• Sklandesnė vartotojo patirtis: pertraukiamas atvaizdavimas reiškia, kad animacijos ir perėjimai gali būti sklandesni, o kritiniai atnaujinimai (pvz., formos validavimo klaidos) gali būti rodomi nedelsiant, nelaukiant kitų mažiau svarbių užduočių baigimo.
• Geresnis išteklių naudojimas: planuoklis gali priimti protingesnius sprendimus, kada ir kaip atvaizduoti, o tai lemia efektyvesnį įrenginių išteklių naudojimą, o tai svarbu baterijos veikimo laikui mobiliuosiuose įrenginiuose ir našumui senesnėje aparatinėje įrangoje.
• Padidintas vartotojų išlaikymas: nuolat sklandi ir reaguojanti programa didina vartotojų pasitikėjimą ir pasitenkinimą, o tai lemia geresnius išlaikymo rodiklius visame pasaulyje. Lėta ar nereaguojanti programa gali greitai priversti vartotojus ją atmesti.
• Sudėtingų UI mastelis: kai programos plečiasi ir įtraukia daugiau dinamiškų funkcijų, „Fiber“ architektūra suteikia tvirtą pagrindą valdyti sudėtingus atvaizdavimo poreikius neprarandant našumo.

Pavyzdžiui, pasaulinės finansų technologijų programos atveju labai svarbu užtikrinti, kad realaus laiko rinkos duomenų atnaujinimai būtų rodomi nedelsiant, tuo pačiu leidžiant vartotojams naršyti sąsają be vėlavimo. „Fiber“ ir su juo susiję mechanizmai leidžia tai padaryti.

Pagrindinės sąvokos, kurias reikia atsiminti

• Fiber mazgas: naujas, lankstesnis „React“ darbo vienetas, leidžiantis pertraukiamą atvaizdavimą.
• Darbo ciklas: pagrindinis procesas, kuris naršo „Fiber“ medį, atlieka atvaizdavimo darbą ir taiko pakeitimus.
• Atvaizdavimo etapas: pertraukiamas etapas, kuriame „React“ kuria darbinį medį.
• Sąnaudų etapas: sinchroninis, nepertraukiamas etapas, kuriame taikomi DOM pakeitimai ir šalutiniai efektai.
• „React“ planuoklis: biblioteka, atsakinga už „React“ užduočių vykdymo valdymą, jų prioritetizavimą ir bendradarbiavimą su naršykle.
• Prioritetinės eilės: duomenų struktūros, naudojamos planuoklio užduotims tvarkyti pagal jų skubumą, užtikrinant, kad kritiniai atnaujinimai būtų tvarkomi pirmiausia.
• Lygiagretus atvaizdavimas: „React“ gebėjimas pristabdyti, tęsti ir prioritizuoti atvaizdavimo užduotis, todėl programos tampa reaguojančios.

Išvada

„React Fiber“ yra reikšmingas žingsnis į priekį, kaip „React“ tvarko atvaizdavimą. Pakeisdama seną kaupo pagrindu veikiantį suderinimą pertraukiamu, pakartotinai įvedamu „Fiber“ architektūru ir integruodama su sudėtingu planuokliu, kuris naudoja prioritetines eilutes, „React“ atvėrė tikras lygiagretaus atvaizdavimo galimybes. Tai ne tik lemia našesnes ir reaguojančias programas, bet ir suteikia lygesnę vartotojo patirtį įvairiai pasaulinei auditorijai, nepriklausomai nuo jų įrenginio, tinklo sąlygų ar techninės patirties. Suprasti šiuos pagrindinius mechanizmus yra labai svarbu bet kuriam kūrėjui, siekiančiam kurti aukštos kokybės, našias ir patogias programas šiuolaikiniam žiniatinkliui.

Toliau kurdami su „React“, turėkite omenyje šias sąvokas. Jie yra tylūs didvyriai, užtikrinantys sklandžią, vientisą patirtį, kurios tikimės iš pirmaujančių pasaulio programų. Pasinaudodami „Fiber“, planuoklio ir intelektualaus prioritetizavimo galia, galite užtikrinti, kad jūsų programos džiugintų vartotojus visuose žemynuose.