React vienlaicīga renderēšana: veiktspējas atraisīšana ar Fiber arhitektūru un darba cilpas analīzi

React, dominējošais spēks front-end izstrādē, ir nepārtraukti attīstījies, lai apmierinātu arvien sarežģītāku un interaktīvāku lietotāja saskarņu prasības. Viens no nozīmīgākajiem sasniegumiem šajā evolūcijā ir Vienlaicīga renderēšana, kas ieviesta ar React 16. Šī paradigmas maiņa fundamentāli mainīja to, kā React pārvalda atjauninājumus un renderē komponentus, atraisot ievērojamus veiktspējas uzlabojumus un nodrošinot atsaucīgāku lietotāja pieredzi. Šis raksts iedziļinās Vienlaicīgas renderēšanas pamatjēdzienos, izpētot Fiber arhitektūru un darba cilpu, kā arī sniedzot ieskatu tajā, kā šie mehānismi veicina vienmērīgāku un efektīvāku React lietojumprogrammu darbību.

Izpratne par nepieciešamību pēc vienlaicīgas renderēšanas

Pirms vienlaicīgas renderēšanas React darbojās sinhroni. Kad notika atjauninājums (piemēram, stāvokļa maiņa, rekvizīta atjauninājums), React sāka renderēt visu komponentu koku vienā, nepārtrauktā darbībā. Šī sinhronā renderēšana varēja izraisīt veiktspējas problēmas, īpaši saskaroties ar lieliem komponentu kokiem vai aprēķināšanas ziņā dārgām operācijām. Šajos renderēšanas periodos pārlūkprogramma kļūtu nereaktīva, kas noveda pie janky un nomācošas lietotāja pieredzes. To bieži dēvē par "galvenās pavediena bloķēšanu".

Iedomājieties scenāriju, kurā lietotājs raksta teksta laukā. Ja komponents, kas ir atbildīgs par ierakstītā teksta attēlošanu, ir daļa no liela, sarežģīta komponentu koka, katra taustiņa nospiešana varētu izraisīt atkārtotu renderēšanu, kas bloķē galveno pavedienu. Tas radītu pamanāmu atpalicību un sliktu lietotāja pieredzi.

Vienlaicīga renderēšana atrisina šo problēmu, ļaujot React sadalīt renderēšanas uzdevumus mazākās, pārvaldāmās darba vienībās. Šīs vienības var prioritizēt, apturēt un atsākt pēc vajadzības, ļaujot React ievietot renderēšanas uzdevumus ar citām pārlūkprogrammas darbībām, piemēram, lietotāja ievades apstrādi vai tīkla pieprasījumiem. Šī pieeja novērš galvenā pavediena bloķēšanu uz ilgāku laiku, kā rezultātā lietotāja pieredze ir atsaucīgāka un plūstošāka. Padomājiet par to kā par daudzuzdevumu veikšanu React renderēšanas procesam.

Fiber arhitektūras ieviešana

Vienlaicīgas renderēšanas pamatā ir Fiber arhitektūra. Fiber ir pilnīga React iekšējā salīdzināšanas algoritma atkārtota implementācija. Atšķirībā no iepriekšējā sinhronā salīdzināšanas procesa, Fiber ievieš daudz izsmalcinātāku un granulārāku pieeju atjauninājumu pārvaldīšanai un komponentu renderēšanai.

Kas ir Fiber?

Fiber var konceptuāli saprast kā komponenta instances virtuālu attēlojumu. Katrs komponents jūsu React lietojumprogrammā ir saistīts ar atbilstošu Fiber mezglu. Šie Fiber mezgli veido koka struktūru, kas atspoguļo komponentu koku. Katrs Fiber mezgls satur informāciju par komponentu, tā rekvizītiem, tā bērniem un tā pašreizējo stāvokli. Būtiski, ka tajā ir arī informācija par darbu, kas jāveic šim komponentam.

Galvenās Fiber mezgla īpašības ietver:

• tips: Komponenta tips (piemēram, div, MyComponent).
• atslēga: Unikālā atslēga, kas piešķirta komponentam (izmanto efektīvai salīdzināšanai).
• rekvizīti: Rekvizīti, kas nodoti komponentam.
• bērns: Rādītājs uz Fiber mezglu, kas attēlo komponenta pirmo bērnu.
• brālis: Rādītājs uz Fiber mezglu, kas attēlo komponenta nākamo brāli.
• atgriezt: Rādītājs uz Fiber mezglu, kas attēlo komponenta vecāku.
• stateNode: Atsauce uz faktisko komponenta instanci (piemēram, DOM mezgls resursdatora komponentiem, klases komponenta instance).
• alternatīva: Rādītājs uz Fiber mezglu, kas attēlo komponenta iepriekšējo versiju.
• effectTag: Flags, kas norāda komponentam nepieciešamā atjauninājuma veidu (piemēram, izvietošana, atjaunināšana, dzēšana).

Fiber koks

Fiber koks ir pastāvīga datu struktūra, kas attēlo lietojumprogrammas saskarnes pašreizējo stāvokli. Kad notiek atjauninājums, React fonā izveido jaunu Fiber koku, kas attēlo saskarnes vēlamo stāvokli pēc atjaunināšanas. Šo jauno koku sauc par "darbu procesā" koku. Kad darbs procesā koks ir pabeigts, React apmaina to ar pašreizējo koku, padarot izmaiņas redzamas lietotājam.

Šī divkoku pieeja ļauj React veikt renderēšanas atjauninājumus nebloķējošā veidā. Pašreizējais koks paliek redzams lietotājam, kamēr fonā tiek veidots darbs procesā koks. Tas novērš saskarnes iesaldēšanu vai nereaģēšanu atjauninājumu laikā.

Fiber arhitektūras priekšrocības

• Pārtraucama renderēšana: Fiber ļauj React apturēt un atsākt renderēšanas uzdevumus, ļaujot tai prioritizēt lietotāja mijiedarbību un novērst galvenā pavediena bloķēšanu.
• Pakāpeniska renderēšana: Fiber ļauj React sadalīt renderēšanas atjauninājumus mazākās darba vienībās, kuras var apstrādāt pakāpeniski laika gaitā.
• Prioritāte: Fiber ļauj React prioritizēt dažāda veida atjauninājumus, nodrošinot, ka kritiskie atjauninājumi (piemēram, lietotāja ievade) tiek apstrādāti pirms mazāk svarīgiem atjauninājumiem (piemēram, fona datu iegūšana).
• Uzlabota kļūdu apstrāde: Fiber atvieglo kļūdu apstrādi renderēšanas laikā, jo tas ļauj React atgriezties iepriekšējā stabilā stāvoklī, ja rodas kļūda.

Darba cikls: kā Fiber nodrošina vienlaicību

Darba cikls ir dzinējs, kas virza Vienlaicīgu renderēšanu. Tā ir rekursīva funkcija, kas šķērso Fiber koku, veicot darbu katrā Fiber mezglā un pakāpeniski atjauninot saskarni. Darba cikls ir atbildīgs par šādiem uzdevumiem:

• Nākamā Fiber atlasīšana apstrādei.
• Darba veikšana Fiber (piemēram, jauna stāvokļa aprēķināšana, rekvizītu salīdzināšana, komponenta renderēšana).
• Fiber koka atjaunināšana ar darba rezultātiem.
• Plāno vairāk darba.

Darba cikla fāzes

Darba cikls sastāv no divām galvenajām fāzēm:

1. Renderēšanas fāze (pazīstama arī kā salīdzināšanas fāze): Šī fāze ir atbildīga par darba procesā Fiber koka veidošanu. Šajā fāzē React šķērso Fiber koku, salīdzinot pašreizējo koku ar vēlamo stāvokli un nosakot, kādas izmaiņas ir jāveic. Šī fāze ir asinhrona un pārtraucama. Tā nosaka, kas ir jāmaina DOM.
2. Apstiprināšanas fāze: Šī fāze ir atbildīga par izmaiņu pielietošanu faktiskajā DOM. Šajā fāzē React atjaunina DOM mezglus, pievieno jaunus mezglus un noņem vecos mezglus. Šī fāze ir sinhrona un nepārtraucama. Tā faktiski maina DOM.

Kā darba cikls nodrošina vienlaicību

Vienlaicīgas renderēšanas atslēga ir fakts, ka renderēšanas fāze ir asinhrona un pārtraucama. Tas nozīmē, ka React jebkurā laikā var apturēt renderēšanas fāzi, lai ļautu pārlūkprogrammai apstrādāt citus uzdevumus, piemēram, lietotāja ievadi vai tīkla pieprasījumus. Kad pārlūkprogramma ir dīkstāvē, React var atsākt renderēšanas fāzi no vietas, kur tā apstājās.

Šī spēja apturēt un atsākt renderēšanas fāzi ļauj React ievietot renderēšanas uzdevumus ar citām pārlūkprogrammas darbībām, novēršot galvenā pavediena bloķēšanu un nodrošinot atsaucīgāku lietotāja pieredzi. Savukārt Apstiprināšanas fāzei jābūt sinhronai, lai nodrošinātu konsekvenci saskarnē. Tomēr Apstiprināšanas fāze parasti ir daudz ātrāka par Renderēšanas fāzi, tāpēc tā parasti neizraisa veiktspējas problēmas.

Prioritāšu noteikšana darba ciklā

React izmanto uz prioritātēm balstītu plānošanas algoritmu, lai noteiktu, kuri Fiber mezgli jāapstrādā pirmām kārtām. Šis algoritms piešķir katram atjauninājumam prioritātes līmeni, pamatojoties uz tā svarīgumu. Piemēram, lietotāja ievades izraisītiem atjauninājumiem parasti tiek piešķirta augstāka prioritāte nekā atjauninājumiem, ko izraisīja fona datu iegūšana.

Darba cikls vienmēr vispirms apstrādā Fiber mezglus ar visaugstāko prioritāti. Tas nodrošina, ka kritiskie atjauninājumi tiek apstrādāti ātri, nodrošinot atsaucīgu lietotāja pieredzi. Mazāk svarīgi atjauninājumi tiek apstrādāti fonā, kad pārlūkprogramma ir dīkstāvē.

Šī prioritāšu sistēma ir būtiska, lai saglabātu vienmērīgu lietotāja pieredzi, īpaši sarežģītās lietojumprogrammās ar daudziem vienlaicīgiem atjauninājumiem. Apsveriet scenāriju, kurā lietotājs raksta meklēšanas joslā, vienlaikus lietojumprogramma iegūst un parāda ieteikto meklēšanas terminu sarakstu. Atjauninājumiem, kas attiecas uz lietotāja rakstīšanu, jābūt prioritātei, lai nodrošinātu, ka teksta lauks paliek atsaucīgs, savukārt atjauninājumus, kas saistīti ar ieteiktajiem meklēšanas terminiem, var apstrādāt fonā.

Vienlaicīgas renderēšanas praktiskie piemēri

Apskatīsim dažus praktiskus piemērus tam, kā vienlaicīga renderēšana var uzlabot React lietojumprogrammu veiktspēju un lietotāja pieredzi.

1. Lietotāja ievades atspēkošana

Apsveriet meklēšanas joslu, kas parāda meklēšanas rezultātus, kad lietotājs raksta. Bez vienlaicīgas renderēšanas katra taustiņa nospiešana varētu izraisīt visa meklēšanas rezultātu saraksta atkārtotu renderēšanu, kas noved pie veiktspējas problēmām un janky lietotāja pieredzes.

Ar vienlaicīgu renderēšanu mēs varam izmantot atspēkošanu, lai aizkavētu meklēšanas rezultātu renderēšanu, līdz lietotājs ir pārtraucis rakstīt uz īsu laiku. Tas ļauj React prioritizēt lietotāja ievadi un novērst saskarnes nereaģēšanu.

Šeit ir vienkāršots piemērs:

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

function SearchBar() {
 const [searchTerm, setSearchTerm] = useState('');

 const debouncedSearch = useCallback(
 debounce((value) => {
 // Perform search logic here
 console.log('Searching for:', value);
 }, 300),
 []
 );

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

 return (
 
 );
}

// Debounce function
function debounce(func, delay) {
 let timeout;
 return function(...args) {
 const context = this;
 clearTimeout(timeout);
 timeout = setTimeout(() => func.apply(context, args), delay);
 };
}

export default SearchBar;

Šajā piemērā funkcija debounce aizkavē meklēšanas loģikas izpildi, līdz lietotājs ir pārtraucis rakstīt uz 300 milisekundēm. Tas nodrošina, ka meklēšanas rezultāti tiek renderēti tikai tad, kad tas ir nepieciešams, uzlabojot lietojumprogrammas veiktspēju.

2. Attēlu slinka ielāde

Lielu attēlu ielāde var ievērojami ietekmēt tīmekļa lapas sākotnējo ielādes laiku. Ar vienlaicīgu renderēšanu mēs varam izmantot slinko ielādi, lai atliktu attēlu ielādi, līdz tie ir redzami skatīšanas logā.

Šī tehnika var ievērojami uzlabot lietojumprogrammas uztverto veiktspēju, jo lietotājam nav jāgaida, kamēr visi attēli tiks ielādēti, pirms viņi var sākt mijiedarboties ar lapu.

Šeit ir vienkāršots piemērs, izmantojot bibliotēku react-lazyload:

import React from 'react';
import LazyLoad from 'react-lazyload';

function ImageComponent({ src, alt }) {
 return (
 Ielādē...
}>
 
 
 );
}

export default ImageComponent;

Šajā piemērā komponents LazyLoad aizkavē attēla ielādi, līdz tas ir redzams skatīšanas logā. Rekvizīts placeholder ļauj mums parādīt ielādes indikatoru, kamēr attēls tiek ielādēts.

3. Suspense datu iegūšanai

React Suspense ļauj "apturēt" komponenta renderēšanu, gaidot datu ielādi. Tas ir īpaši noderīgi datu iegūšanas scenārijos, kur vēlaties parādīt ielādes indikatoru, gaidot datus no API.

Suspense nemanāmi integrējas ar vienlaicīgu renderēšanu, ļaujot React prioritizēt datu ielādi un novērst saskarnes nereaģēšanu.

Šeit ir vienkāršots piemērs:

import React, { Suspense } from 'react';

// A fake data fetching function that returns a Promise
const fetchData = () => {
 return new Promise(resolve => {
 setTimeout(() => {
 resolve({ data: 'Dati ielādēti!' });
 }, 2000);
 });
};

// A React component that uses Suspense
function MyComponent() {
 const resource = fetchData();
 return (
 Ielādē...