Padziļināta React experimental_useRefresh analīze: globāla veiktspējas analīze

Pastāvīgi mainīgajā frontend izstrādes pasaulē nevainojamas izstrādātāja pieredzes (Developer Experience — DX) nodrošināšana ir tikpat svarīga kā optimālas lietojumprogrammas veiktspējas sasniegšana. React ekosistēmas izstrādātājiem viens no nozīmīgākajiem DX uzlabojumiem pēdējos gados ir bijis Ātrās atsvaidzināšanas (Fast Refresh) ieviešana. Šī tehnoloģija nodrošina gandrīz tūlītēju atgriezenisko saiti par koda izmaiņām, nezaudējot komponenta stāvokli. Bet kas ir šīs funkcijas pamatā esošā maģija un vai tai ir slēptas veiktspējas izmaksas? Atbilde slēpjas dziļi eksperimentālā API: experimental_useRefresh.

Šis raksts sniedz visaptverošu, globāli orientētu experimental_useRefresh analīzi. Mēs atklāsim tā lomu, analizēsim tā veiktspējas ietekmi un izpētīsim ar komponentu atsvaidzināšanu saistītās pieskaitāmās izmaksas. Neatkarīgi no tā, vai esat izstrādātājs Berlīnē, Bengalūru vai Buenosairesā, izpratne par rīkiem, kas veido jūsu ikdienas darba plūsmu, ir vissvarīgākā. Mēs izpētīsim, kas, kāpēc un "cik ātri" ir dzinējs, kas darbina vienu no React iemīļotākajām funkcijām.

Pamats: no neveiklām pārlādēm līdz plūstošai atsvaidzināšanai

Lai patiesi novērtētu experimental_useRefresh, mums vispirms ir jāsaprot problēma, ko tas palīdz atrisināt. Dosimies atpakaļ uz agrīnajām tīmekļa izstrādes dienām un tiešsaistes atjauninājumu evolūciju.

Īsa vēsture: karstā moduļu nomaiņa (Hot Module Replacement — HMR)

Gadiem ilgi karstā moduļu nomaiņa (HMR) bija zelta standarts tiešsaistes atjauninājumiem JavaScript ietvaros. Koncepcija bija revolucionāra: tā vietā, lai veiktu pilnu lapas pārlādi katru reizi, kad saglabājat failu, izstrādes rīks nomainītu tikai konkrēto moduli, kas mainījies, ievadot to darbojošajā lietojumprogrammā.

Lai gan tas bija milzīgs solis uz priekšu, HMR React pasaulē bija savi ierobežojumi:

• Stāvokļa zaudēšana: HMR bieži vien bija grūtības ar klašu komponentiem un āķiem. Izmaiņas komponenta failā parasti izraisīja šī komponenta atkārtotu uzstādīšanu, dzēšot tā lokālo stāvokli. Tas bija traucējoši, liekot izstrādātājiem manuāli atjaunot UI stāvokļus, lai pārbaudītu savas izmaiņas.
• Trauslums: Iestatīšana varēja būt nestabila. Dažreiz kļūda karstās atjaunināšanas laikā noveda lietojumprogrammu bojātā stāvoklī, kas tik un tā prasīja manuālu atsvaidzināšanu.
• Konfigurācijas sarežģītība: Pareizai HMR integrācijai bieži bija nepieciešams specifisks šablona kods un rūpīga konfigurācija tādos rīkos kā Webpack.

Evolūcija: React Ātrās atsvaidzināšanas ģenialitāte

React komanda sadarbībā ar plašāku sabiedrību nolēma izveidot labāku risinājumu. Rezultāts bija Ātrā atsvaidzināšana (Fast Refresh) — funkcija, kas šķiet kā maģija, bet ir balstīta uz izcilu inženieriju. Tā risināja galvenās HMR sāpīgās problēmas:

• Stāvokļa saglabāšana: Ātrā atsvaidzināšana ir pietiekami gudra, lai atjauninātu komponentu, saglabājot tā stāvokli. Tā ir tās nozīmīgākā priekšrocība. Jūs varat pielāgot komponenta renderēšanas loģiku vai stilus, un stāvoklis (piemēram, skaitītāji, veidlapu ievades lauki) paliek neskarts.
• Āķu noturība: Tā tika izstrādāta no paša sākuma, lai uzticami darbotos ar React āķiem, kas bija liels izaicinājums vecākām HMR sistēmām.
• Kļūdu labošana: Ja ieviesīsiet sintakses kļūdu, Ātrā atsvaidzināšana parādīs kļūdas pārklājumu. Kad to izlabosiet, komponents tiks pareizi atjaunināts, neprasot pilnīgu pārlādi. Tā arī graciozi apstrādā izpildlaika kļūdas komponentā.

Mašīntelpa: Kas ir `experimental_useRefresh`?

Tātad, kā Ātrā atsvaidzināšana to panāk? To nodrošina zema līmeņa, neeksportēts React āķis: experimental_useRefresh. Ir svarīgi uzsvērt šī API eksperimentālo dabu. Tas nav paredzēts tiešai lietošanai lietojumprogrammas kodā. Tā vietā tas kalpo kā primitīvs saiņotājiem (bundlers) un ietvariem, piemēram, Next.js, Gatsby un Vite.

Savā būtībā experimental_useRefresh nodrošina mehānismu, kā piespiest komponentu koka pārrenderēšanu ārpus React tipiskā renderēšanas cikla, vienlaikus saglabājot tā bērnu stāvokli. Kad saiņotājs atklāj faila izmaiņas, tas nomaina veco komponenta kodu ar jauno kodu. Pēc tam tas izmanto mehānismu, ko nodrošina `experimental_useRefresh`, lai pateiktu React, "Hei, šī komponenta kods ir mainījies. Lūdzu, ieplāno tam atjauninājumu." Tad React saskaņotājs (reconciler) pārņem vadību, efektīvi atjauninot DOM pēc nepieciešamības.

Uztveriet to kā slepenas durvis izstrādes rīkiem. Tās dod tiem pietiekamu kontroli, lai izraisītu atjauninājumu, neiznīcinot visu komponentu koku un tā vērtīgo stāvokli.

Galvenais jautājums: veiktspējas ietekme un pieskaitāmās izmaksas

Ar jebkuru jaudīgu rīku, kas darbojas "zem pārsega", veiktspēja ir dabiska problēma. Vai pastāvīgā Ātrās atsvaidzināšanas klausīšanās un apstrāde palēnina mūsu izstrādes vidi? Kādas ir faktiskās viena atsvaidzināšanas pieskaitāmās izmaksas?

Vispirms, noskaidrosim kritisku, neapstrīdamu faktu mūsu globālajai auditorijai, kas uztraucas par produkcijas veiktspēju:

Ātrajā atsvaidzināšanai un experimental_useRefresh ir nulle ietekmes uz jūsu produkcijas būvējumu.

Viss šis mehānisms ir tikai izstrādei paredzēta funkcija. Mūsdienu izstrādes rīki ir konfigurēti tā, lai, veidojot produkcijas pakotni (bundle), pilnībā izņemtu Ātrās atsvaidzināšanas izpildlaika (runtime) un visu saistīto kodu. Jūsu gala lietotāji nekad nelejuplādēs un neizpildīs šo kodu. Veiktspējas ietekme, par kuru mēs runājam, attiecas tikai uz izstrādātāja datoru izstrādes procesa laikā.

"Atsvaidzināšanas pieskaitāmo izmaksu" definēšana

Kad mēs runājam par "pieskaitāmajām izmaksām" (overhead), mēs atsaucamies uz vairākām potenciālām izmaksām:

• Pakotnes izmērs: Papildu kods, kas pievienots izstrādes servera pakotnei, lai iespējotu Ātro atsvaidzināšanu.
• CPU/Atmiņa: Resursi, ko patērē izpildlaiks, kamēr tas klausās atjauninājumus un tos apstrādā.
• Latentums: Laiks, kas paiet no faila saglabāšanas līdz izmaiņu atspoguļošanai pārlūkprogrammā.

Sākotnējā pakotnes izmēra ietekme (tikai izstrādes laikā)

Ātrās atsvaidzināšanas izpildlaiks pievieno nelielu koda daudzumu jūsu izstrādes pakotnei. Šis kods ietver loģiku savienojumam ar izstrādes serveri, izmantojot WebSockets, atjauninājumu signālu interpretēšanai un mijiedarbībai ar React izpildlaiku. Tomēr mūsdienu izstrādes vides kontekstā ar vairāku megabaitu piegādātāju daļām (vendor chunks) šis papildinājums ir nenozīmīgs. Tās ir nelielas, vienreizējas izmaksas, kas nodrošina ievērojami labāku DX.

CPU un atmiņas patēriņš: stāsts par trim scenārijiem

Īstais veiktspējas jautājums slēpjas CPU un atmiņas lietojumā faktiskās atsvaidzināšanas laikā. Pieskaitāmās izmaksas nav nemainīgas; tās ir tieši proporcionālas jūsu veiktās izmaiņas apjomam. Apskatīsim to izplatītākajos scenārijos.

1. scenārijs: ideālais gadījums — neliela, izolēta komponenta izmaiņa

Iedomājieties, ka jums ir vienkāršs `Button` komponents, un jūs maināt tā fona krāsu vai teksta etiķeti.

Kas notiek:

1. Jūs saglabājat `Button.js` failu.
2. Saiņotāja failu novērotājs atklāj izmaiņu.
3. Saiņotājs nosūta signālu Ātrās atsvaidzināšanas izpildlaikam pārlūkprogrammā.
4. Izpildlaiks ielādē jauno `Button.js` moduli.
5. Tas identificē, ka ir mainījies tikai `Button` komponenta kods.
6. Izmantojot `experimental_useRefresh` mehānismu, tas liek React atjaunināt katru `Button` komponenta instanci.
7. React ieplāno pārrenderēšanu šiem konkrētajiem komponentiem, saglabājot to stāvokli un props.

Veiktspējas ietekme: Ļoti zema. Process ir neticami ātrs un efektīvs. CPU slodzes pieaugums ir minimāls un ilgst tikai dažas milisekundes. Tā ir Ātrās atsvaidzināšanas maģija darbībā un atspoguļo lielāko daļu ikdienas izmaiņu.

2. scenārijs: viļņošanās efekts — koplietojamās loģikas maiņa

Tagad pieņemsim, ka jūs rediģējat pielāgotu āķi, `useUserData`, kas tiek importēts un izmantots desmit dažādos komponentos visā jūsu lietojumprogrammā (`ProfilePage`, `Header`, `UserAvatar` utt.).

Kas notiek:

1. Jūs saglabājat `useUserData.js` failu.
2. Process sākas kā iepriekš, bet izpildlaiks identificē, ka ir mainījies ne-komponenta modulis (āķis).
3. Pēc tam Ātrā atsvaidzināšana gudri pārstaigā moduļu atkarību grafu. Tā atrod visus komponentus, kas importē un izmanto `useUserData`.
4. Tad tā izraisa atsvaidzināšanu visiem desmit šiem komponentiem.

Veiktspējas ietekme: Mērena. Pieskaitāmās izmaksas tagad tiek reizinātas ar ietekmēto komponentu skaitu. Jūs redzēsiet nedaudz lielāku CPU slodzes pieaugumu un nedaudz ilgāku aizkavi (varbūt desmitiem milisekunžu), jo React ir jāpārrenderē lielāka UI daļa. Tomēr būtiski ir tas, ka visu pārējo lietojumprogrammas komponentu stāvoklis paliek neskarts. Tas joprojām ir daudz pārāks par pilnu lapas pārlādi.

3. scenārijs: atkāpšanās — kad Ātrā atsvaidzināšana padodas

Ātrā atsvaidzināšana ir gudra, bet tā nav maģija. Ir noteiktas izmaiņas, kuras tā nevar droši piemērot, neriskējot ar nekonsekventu lietojumprogrammas stāvokli. Tās ietver:

• Rediģējot failu, kas eksportē kaut ko citu, nevis React komponentu (piemēram, failu, kas eksportē konstantes vai utilītfunkciju, kas tiek izmantota ārpus React komponentiem).
• Mainot pielāgota āķa signatūru veidā, kas pārkāpj Āķu noteikumus (Rules of Hooks).
• Veicot izmaiņas komponentā, kas ir bērns klases komponentam (Ātrajā atsvaidzināšanā ir ierobežots atbalsts klašu komponentiem).

Kas notiek:

1. Jūs saglabājat failu ar vienu no šīm "neatsvaidzināmajām" izmaiņām.
2. Ātrās atsvaidzināšanas izpildlaiks atklāj izmaiņu un nosaka, ka nevar droši veikt karsto atjauninājumu.
3. Kā pēdējo līdzekli, tas padodas un izraisa pilnu lapas pārlādi, tāpat kā jūs būtu nospieduši F5 vai Cmd+R.

Veiktspējas ietekme: Augsta. Pieskaitāmās izmaksas ir līdzvērtīgas manuālai pārlūkprogrammas atsvaidzināšanai. Viss lietojumprogrammas stāvoklis tiek zaudēts, un viss JavaScript ir jāpārlādē un jāizpilda no jauna. Šis ir scenārijs, no kura Ātrā atsvaidzināšana cenšas izvairīties, un laba komponentu arhitektūra var palīdzēt samazināt tā rašanos.

Praktiskā mērīšana un profilēšana globālai izstrādātāju komandai

Teorija ir lieliska, bet kā izstrādātāji jebkur pasaulē paši var izmērīt šo ietekmi? Izmantojot rīkus, kas jau ir pieejami viņu pārlūkprogrammās.

Darba rīki

• Pārlūkprogrammas izstrādātāja rīki (cilne Performance): Performance profilētājs Chrome, Firefox vai Edge ir jūsu labākais draugs. Tas var ierakstīt visas darbības, ieskaitot skriptēšanu, renderēšanu un zīmēšanu, ļaujot jums izveidot detalizētu atsvaidzināšanas procesa "liesmu grafiku" (flame graph).
• React izstrādātāja rīki (Profiler): Šis paplašinājums ir būtisks, lai saprastu, *kāpēc* jūsu komponenti pārrenderējās. Tas var parādīt precīzi, kuri komponenti tika atjaunināti Ātrās atsvaidzināšanas ietvaros un kas izraisīja renderēšanu.

Soli pa solim profilēšanas ceļvedis

Iziesim cauri vienkāršai profilēšanas sesijai, ko ikviens var atkārtot.

1. Izveidojiet vienkāršu projektu

Izveidojiet jaunu React projektu, izmantojot modernu rīkkopu, piemēram, Vite vai Create React App. Tiem jau sākotnēji ir konfigurēta Ātrā atsvaidzināšana. npx create-vite@latest my-react-app --template react

2. Profilējiet vienkāršu komponenta atsvaidzināšanu

• Palaidiet savu izstrādes serveri un atveriet lietojumprogrammu pārlūkprogrammā.
• Atveriet Izstrādātāja rīkus un dodieties uz cilni Performance.
• Noklikšķiniet uz pogas "Record" (mazais aplis).
• Dodieties uz savu koda redaktoru un veiciet triviālu izmaiņu galvenajā `App` komponentā, piemēram, mainiet kādu tekstu. Saglabājiet failu.
• Pagaidiet, līdz izmaiņas parādās pārlūkprogrammā.
• Atgriezieties Izstrādātāja rīkos un noklikšķiniet uz "Stop".

Tagad jūs redzēsiet detalizētu liesmu grafiku. Meklējiet koncentrētu darbības uzliesmojumu, kas atbilst faila saglabāšanas brīdim. Jūs, visticamāk, redzēsiet funkciju izsaukumus, kas saistīti ar jūsu saiņotāju (piem., `vite-runtime`), kam seko React plānotāja un renderēšanas fāzes (`performConcurrentWorkOnRoot`). Šī uzliesmojuma kopējais ilgums ir jūsu atsvaidzināšanas pieskaitāmās izmaksas. Vienkāršai izmaiņai tam vajadzētu būt krietni zem 50 milisekundēm.

3. Profilējiet āķa vadītu atsvaidzināšanu

Tagad izveidojiet pielāgotu āķi atsevišķā failā:

Fails: `useCounter.js` import { useState } from 'react'; export function useCounter() { const [count, setCount] = useState(0); const increment = () => setCount(c => c + 1); return { count, increment }; }

Izmantojiet šo āķi divos vai trijos dažādos komponentos. Tagad atkārtojiet profilēšanas procesu, bet šoreiz veiciet izmaiņu `useCounter.js` iekšienē (piem., pievienojiet `console.log`). Analizējot liesmu grafiku, jūs redzēsiet plašāku darbības apgabalu, jo React ir jāpārrenderē visi komponenti, kas izmanto šo āķi. Salīdziniet šī uzdevuma ilgumu ar iepriekšējo, lai kvantitatīvi novērtētu palielinātās pieskaitāmās izmaksas.

Labākās prakses un optimizācija izstrādei

Tā kā šī ir problēma, kas attiecas uz izstrādes laiku, mūsu optimizācijas mērķi ir vērsti uz ātras un plūstošas DX uzturēšanu, kas ir ļoti svarīgi izstrādātāju produktivitātei komandās, kas atrodas dažādos reģionos un izmanto dažādas aparatūras iespējas.

Komponentu strukturēšana labākai atsvaidzināšanas veiktspējai

Principi, kas nodrošina labi arhitekturētu, veiktspējīgu React lietojumprogrammu, nodrošina arī labāku Ātrās atsvaidzināšanas pieredzi.

• Saglabājiet komponentus mazus un fokusētus: Mazāks komponents veic mazāk darba, kad tas pārrenderējas. Kad jūs rediģējat mazu komponentu, atsvaidzināšana ir zibens ātra. Lieli, monolīti komponenti ir lēnāki pārrenderēšanai un palielina atsvaidzināšanas pieskaitāmās izmaksas.
• Kolocējiet stāvokli: Paceliet stāvokli uz augšu tikai tik tālu, cik nepieciešams. Ja stāvoklis ir lokāls nelielai komponentu koka daļai, jebkuras izmaiņas šajā kokā neizraisīs nevajadzīgas atsvaidzināšanas augstākos līmeņos. Tas ierobežo jūsu izmaiņu ietekmes rādiusu.

"Ātrajai atsvaidzināšanai draudzīga" koda rakstīšana

Galvenais ir palīdzēt Ātrajai atsvaidzināšanai saprast jūsu koda nolūku.

• Tīri komponenti un āķi: Pārliecinieties, ka jūsu komponenti un āķi ir pēc iespējas tīrāki. Komponentam ideālā gadījumā jābūt tīrai funkcijai no tā props un stāvokļa. Izvairieties no blakusefektiem moduļa tvērumā (t.i., ārpus paša komponenta funkcijas), jo tie var sajaukt atsvaidzināšanas mehānismu.
• Kosekventi eksporti: Eksportējiet React komponentus tikai no failiem, kas paredzēti komponentu saturēšanai. Ja fails eksportē gan komponentus, gan parastas funkcijas/konstantes, Ātrā atsvaidzināšana var apjukt un izvēlēties pilnu pārlādi. Bieži vien labāk ir turēt komponentus savos failos.

Nākotne: aiz "eksperimentālās" birkas

experimental_useRefresh āķis ir apliecinājums React apņēmībai uzlabot DX. Lai gan tas var palikt kā iekšējs, eksperimentāls API, tā iemiesotie koncepti ir centrāli React nākotnei.

Spēja izraisīt stāvokli saglabājošus atjauninājumus no ārēja avota ir neticami spēcīgs primitīvs. Tas saskan ar React plašāko vīziju par Concurrent Mode, kur React var apstrādāt vairākus stāvokļa atjauninājumus ar dažādām prioritātēm. Tā kā React turpina attīstīties, mēs varētu redzēt stabilākus, publiskus API, kas piešķir izstrādātājiem un ietvaru autoriem šāda veida smalku kontroli, paverot jaunas iespējas izstrādātāju rīkiem, tiešsaistes sadarbības funkcijām un daudz kam citam.

Secinājumi: jaudīgs rīks globālai kopienai

Apkoposim mūsu padziļināto analīzi dažos galvenajos secinājumos globālajai React izstrādātāju kopienai.

• DX revolucionizētājs: experimental_useRefresh ir zema līmeņa dzinējs, kas darbina React Ātro atsvaidzināšanu — funkciju, kas dramatiski uzlabo izstrādātāja atgriezeniskās saites ciklu, saglabājot komponenta stāvokli koda rediģēšanas laikā.
• Nulles ietekme produkcijā: Šī mehānisma veiktspējas pieskaitāmās izmaksas ir stingri saistītas tikai ar izstrādes laiku. Tas tiek pilnībā noņemts no produkcijas būvējumiem un neietekmē jūsu gala lietotājus.
• Proporcionālas pieskaitāmās izmaksas: Izstrādes laikā atsvaidzināšanas veiktspējas izmaksas ir tieši proporcionālas koda izmaiņu apjomam. Mazas, izolētas izmaiņas ir praktiski tūlītējas, savukārt plaši izmantotas koplietojamās loģikas izmaiņām ir lielāka, bet joprojām pārvaldāma ietekme.
• Arhitektūrai ir nozīme: Laba React arhitektūra—mazi komponenti, labi pārvaldīts stāvoklis—ne tikai uzlabo jūsu lietojumprogrammas produkcijas veiktspēju, bet arī uzlabo jūsu izstrādes pieredzi, padarot Ātro atsvaidzināšanu efektīvāku.

Izpratne par rīkiem, ko lietojam katru dienu, dod mums iespēju rakstīt labāku kodu un efektīvāk atkļūdot. Lai gan jūs, iespējams, nekad tieši neizsauksiet experimental_useRefresh, zinot, ka tas tur ir, strādājot nenogurstoši, lai padarītu jūsu izstrādes procesu vienmērīgāku, jūs gūsiet dziļāku novērtējumu par sarežģīto ekosistēmu, kuras daļa jūs esat. Pieņemiet šos jaudīgos rīkus, izprotiet to robežas un turpiniet veidot pārsteidzošas lietas.