React vienlaicīgās renderēšanas konveijera apgūšana: ceļvedis kadra budžeta pārvaldībā

Mūsdienu dinamiskajā tīmekļa vidē nevainojamas un atsaucīgas lietotāja pieredzes nodrošināšana ir vissvarīgākā. Lietotāji visā pasaulē sagaida, ka lietojumprogrammas būs plūstošas, interaktīvas un bez raustīšanās. React ieviestā vienlaicīgā renderēšana ir radikāli mainījusi mūsu pieeju veiktspējai, piedāvājot jaudīgus rīkus šo mērķu sasniegšanai. Šīs paradigmas maiņas pamatā ir kadra budžeta pārvaldības koncepcija. Šis visaptverošais ceļvedis pētīs React vienlaicīgās renderēšanas konveijeru, koncentrējoties uz to, kā efektīvi pārvaldīt savu kadra budžetu, lai nodrošinātu nemainīgi plūstošu lietotāja saskarni dažādās ierīcēs un tīkla apstākļos.

Izpratne par kadra budžetu

Pirms iedziļināties React specifiskajos mehānismos, ir svarīgi izprast kadra budžeta pamatjēdzienu. Datorgrafikā un lietotāja saskarnes izstrādē kadrs ir viens attēls, kas tiek parādīts ekrānā. Lai radītu kustības un interaktivitātes ilūziju, šie kadri tiek renderēti un parādīti ātrā secībā. Vairumam mūsdienu displeju mērķa kadru nomaiņas ātrums ir 60 kadri sekundē (FPS). Tas nozīmē, ka katrs kadrs ir jārenderē un jāparāda lietotājam aptuveni 16,67 milisekunžu laikā (1000ms / 60 FPS).

Tādēļ kadra budžets ir piešķirtais laiks, kurā jāpabeidz viss nepieciešamais darbs viena kadra ietvaros. Šis darbs parasti ietver:

• JavaScript izpilde: Jūsu React komponenšu, notikumu apstrādātāju un biznesa loģikas darbināšana.
• Izkārtojuma aprēķināšana (Reflow): Elementu pozīcijas un izmēru noteikšana ekrānā.
• Zīmēšana (Repaint): Pikseļu zīmēšana, kas veido lietotāja saskarni.
• Kompozīcija: Dažādu vizuālo elementu slāņošana un apvienošana.

Ja kāds no šiem soļiem aizņem ilgāku laiku, nekā ir atvēlēts, pārlūkprogramma nevar laikā parādīt jaunu kadru, kas noved pie zaudētiem kadriem un raustītas, neatsaucīgas lietotāja pieredzes. To bieži dēvē par raustīšanos (jank).

React vienlaicīgās renderēšanas konveijera skaidrojums

Tradicionālā React renderēšana lielākoties bija sinhrona un bloķējoša. Kad notika stāvokļa atjauninājums, React apstiprināja izmaiņas DOM, un šis process varēja bloķēt galveno pavedienu, neļaujot izpildīt citus svarīgus uzdevumus, piemēram, lietotāja ievades apstrādi vai animācijas. Vienlaicīgā renderēšana to fundamentāli maina, ieviešot iespēju pārtraukt un atsākt renderēšanas uzdevumus.

React vienlaicīgās renderēšanas konveijera galvenās iezīmes ietver:

• Prioritizācija: React tagad var noteikt prioritātes dažādiem renderēšanas uzdevumiem. Piemēram, steidzamam atjauninājumam (piemēram, lietotāja rakstīšanai) tiks piešķirta augstāka prioritāte nekā mazāk steidzamam (piemēram, datu ielādei fonā).
• Pārtraukšana: React var pārtraukt zemākas prioritātes renderēšanas uzdevumu, ja kļūst pieejams augstākas prioritātes uzdevums. Tas nodrošina, ka kritiskas lietotāja mijiedarbības nekad netiek bloķētas pārāk ilgi.
• Taimeri: Vienlaicīgā renderēšana izmanto iekšējos taimerus, lai pārvaldītu un plānotu darbu, cenšoties uzturēt galveno pavedienu brīvu.Suspense: Šī funkcija ļauj komponentēm 'gaidīt' datus, nebloķējot visu lietotāja saskarni, pa to laiku rādot rezerves (fallback) saskarni.

Šī konveijera mērķis ir sadalīt lielus renderēšanas uzdevumus mazākos gabalos, kurus var izpildīt, nepārsniedzot kadra budžetu. Šeit plānošana kļūst kritiski svarīga.

Plānotāja loma

React plānotājs ir dzinējs, kas organizē vienlaicīgo renderēšanu. Tas ir atbildīgs par:

• Atjauninājumu pieprasījumu saņemšana (piemēram, no `setState`).
• Prioritātes piešķiršana katram atjauninājumam.
• Noteikšana, kad sākt un pārtraukt renderēšanas darbu, lai izvairītos no galvenā pavediena bloķēšanas.
• Atjauninājumu grupēšana (batching), lai samazinātu nevajadzīgus pārrenderējumus.

Plānotāja mērķis ir uzturēt katrā kadrā paveiktā darba apjomu saprātīgās robežās, efektīvi pārvaldot kadra budžetu. Tas darbojas, sadalot potenciāli lielu renderēšanu atsevišķās darba vienībās, kuras var apstrādāt asinhroni. Ja plānotājs konstatē, ka pašreizējā kadra budžets drīz tiks pārsniegts, tas var apturēt pašreizējo renderēšanas uzdevumu un atdot vadību pārlūkprogrammai, ļaujot tai apstrādāt citus kritiskus notikumus, piemēram, lietotāja ievadi vai zīmēšanu.

Kadra budžeta pārvaldības stratēģijas React

Efektīva kadra budžeta pārvaldība vienlaicīgā React lietojumprogrammā ietver React spēju izpratnes apvienošanu ar labākajām praksēm komponenšu dizainā un stāvokļa pārvaldībā.

1. Izmantojiet `useDeferredValue` un `useTransition`

Šie hook'i ir stūrakmeņi dārgu lietotāja saskarnes atjauninājumu pārvaldībai vienlaicīgā vidē:

• `useDeferredValue`: Šis hook's ļauj atlikt ne-steidzamas lietotāja saskarnes daļas atjaunināšanu. Tas ir ideāli piemērots situācijām, kad jums ir strauji mainīga ievade (piemēram, meklēšanas vaicājums) un saskarnes elements, kas parāda šīs ievades rezultātus (piemēram, meklēšanas rezultātu saraksts). Atliekot rezultātu atjaunināšanu, jūs nodrošināt, ka pati ievade paliek atsaucīga, pat ja meklēšanas rezultātu renderēšana aizņem nedaudz ilgāku laiku.

Piemērs: Iedomājieties reāllaika meklēšanas joslu. Lietotājam rakstot, meklēšanas rezultāti tiek atjaunināti. Ja meklēšanas loģika vai renderēšana ir sarežģīta, tas var izraisīt ievades lauka aizkavēšanos. Izmantojot `useDeferredValue` meklēšanas terminam, React var prioritizēt ievades lauka atjaunināšanu, vienlaikus atliekot skaitļošanas ziņā intensīvo meklēšanas rezultātu renderēšanu.

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

function SearchComponent() {
  const [query, setQuery] = useState('');
  const deferredQuery = useDeferredValue(query);

  const handleChange = (event) => {
    setQuery(event.target.value);
  };

  // Imagine 'searchResults' is a computationally expensive operation
  const searchResults = expensiveSearch(deferredQuery);

  return (
    

      
      

        {searchResults.map(result => (
          
{result.name}
        ))}
      
    
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

• `useTransition`: Šis hook's ļauj atzīmēt stāvokļa atjauninājumus kā 'pārejas' (transitions). Pārejas ir ne-steidzami atjauninājumi, kurus React var pārtraukt. Tas ir īpaši noderīgi, lai atzīmētu atjauninājumus, kuru renderēšana var aizņemt ievērojamu laiku, piemēram, filtrējot lielu sarakstu vai pārvietojoties starp sarežģītiem skatiem. `useTransition` atgriež `startTransition` funkciju un `isPending` Būla vērtību. `isPending` karogu var izmantot, lai parādītu ielādes indikatoru, kamēr pāreja notiek.

Piemērs: Apsveriet lielu datu tabulu, kas jāfiltrē, pamatojoties uz lietotāja izvēli. Lielas tabulas filtrēšana un pārrenderēšana var aizņemt laiku. Ietverot stāvokļa atjauninājumu, kas izraisa filtrēšanu, `startTransition` funkcijā, mēs paziņojam React, ka šo atjauninājumu var pārtraukt, ja rodas steidzamāks notikums, tādējādi novēršot saskarnes sasalšanu.

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

function DataTable() {
  const [data, setData] = useState([]);
  const [filter, setFilter] = useState('');
  const [isPending, startTransition] = useTransition();

  const handleFilterChange = (event) => {
    const newFilter = event.target.value;
    startTransition(() => {
      setFilter(newFilter);
      // Potentially expensive filtering operation happens here or is triggered
      // by the state update that is now a transition.
    });
  };

  // Assume 'filteredData' is derived from 'data' and 'filter'
  const filteredData = applyFilter(data, filter);

  return (
    

      
      {isPending && 
Loading...
}
      
        {/* Render filteredData */}
      
    
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

2. Komponenšu renderēšanas optimizācija

Pat ar vienlaicīgumu, neefektīva komponenšu renderēšana var ātri izsmelt jūsu kadra budžetu. Izmantojiet šīs tehnikas:

• `React.memo`: Funkcionālām komponentēm `React.memo` ir augstākas kārtas komponents, kas memoizē komponenti. Tā pārrenderēsies tikai tad, ja tās props ir mainījušies, novēršot nevajadzīgus pārrenderējumus, kad vecākkomponents pārrenderējas, bet bērnkomponentes props paliek nemainīgi.
• `useCallback`: Memoizē atzvanīšanas (callback) funkcijas. Tas ir īpaši noderīgi, nododot atzvanīšanas funkcijas memoizētām bērnkomponentēm (`React.memo`), lai novērstu šo bērnu pārrenderēšanos jaunas funkcijas instances izveides dēļ katrā vecākkomponenta renderēšanas reizē.
• `useMemo`: Memoizē aprēķina rezultātu. Ja komponentē ir sarežģīts aprēķins, `useMemo` var kešot rezultātu un pārrēķināt to tikai tad, kad mainās tā atkarības, ietaupot vērtīgus CPU ciklus.
• Komponenšu struktūra un profilēšana: Sadaliet lielas komponentes mazākās, vieglāk pārvaldāmās. Izmantojiet React DevTools Profiler, lai identificētu veiktspējas vājās vietas. Profilējiet savas komponentes, lai redzētu, kuras no tām pārrenderējas pārāk bieži vai aizņem pārāk ilgu laiku, lai renderētu.

3. Efektīva stāvokļa pārvaldība

Tas, kā jūs pārvaldāt stāvokli, var būtiski ietekmēt renderēšanas veiktspēju:

• Lokālais stāvoklis pret globālo stāvokli: Uzturiet stāvokli pēc iespējas lokālāku. Ja stāvoklis ir jādala starp daudzām komponentēm, apsveriet globālu stāvokļa pārvaldības risinājumu, bet esiet uzmanīgi, kā globālā stāvokļa atjauninājumi izraisa pārrenderēšanos.
• Context API optimizācija: Ja izmantojat React Context API, ņemiet vērā, ka jebkura komponente, kas patērē kontekstu, pārrenderēsies, mainoties konteksta vērtībai, pat ja konkrētā konteksta daļa, kas tai rūp, nav mainījusies. Apsveriet kontekstu sadalīšanu vai memoizācijas tehniku izmantošanu konteksta vērtībām.
• Selektoru modelis (Selector Pattern): Stāvokļa pārvaldības bibliotēkām, piemēram, Redux vai Zustand, izmantojiet selektorus, lai nodrošinātu, ka komponentes pārrenderējas tikai tad, kad ir mainījušies konkrētie stāvokļa fragmenti, kurus tās abonē, nevis pārrenderējas pie jebkura globālā stāvokļa atjauninājuma.

4. Virtualizācija gariem sarakstiem

Tūkstošiem vienumu renderēšana sarakstā var nopietni ietekmēt veiktspēju, neatkarīgi no vienlaicīguma. Virtualizācija (pazīstama arī kā "windowing") ir tehnika, kurā tiek renderēti tikai tie vienumi, kas pašlaik ir redzami skatlogā (viewport). Lietotājam ritinot, ārpus ekrāna esošie vienumi tiek atmontēti, un jauni vienumi tiek renderēti un montēti. Bibliotēkas, piemēram, `react-window` un `react-virtualized`, ir lieliski rīki šim nolūkam.

Piemērs: Sociālo mediju plūsma vai garš produktu saraksts. Tā vietā, lai renderētu 1000 saraksta vienumus vienlaicīgi, virtualizācija renderē tikai tos 10-20 vienumus, kas redzami ekrānā. Tas krasi samazina darba apjomu, kas React un pārlūkprogrammai jāveic katrā kadrā.

5. Koda sadalīšana un slinkā ielāde (Lazy Loading)

Lai gan tas nav tieši saistīts ar kadra budžeta pārvaldību, sākotnējās JavaScript pakotnes samazināšana un tikai nepieciešamā ielāde uzlabo uztverto veiktspēju un var netieši palīdzēt, samazinot kopējo slodzi pārlūkprogrammai. Izmantojiet `React.lazy` un `Suspense`, lai ieviestu koda sadalīšanu komponentēm.

            
import React, { Suspense, lazy } from 'react';

const ExpensiveComponent = lazy(() => import('./ExpensiveComponent'));

function App() {
  return (
    

      
My App
      Loading component...
}>