React Fiber arhitektūra: Izpratne par saskaņošanas procesu

React ir revolucionizējis priekšgala izstrādi ar savu komponentu bāzes arhitektūru un deklaratīvo programmēšanas modeli. React efektivitātes pamatā ir tā saskaņošanas process – mehānisms, ar kuru React atjaunina faktisko DOM, lai atspoguļotu izmaiņas komponentu kokā. Šis process ir piedzīvojis ievērojamas pārmaiņas, kas vainagojušās Fiber arhitektūrā. Šis raksts sniedz visaptverošu izpratni par React Fiber un tā ietekmi uz saskaņošanu.

Kas ir saskaņošana?

Saskaņošana ir algoritms, ko React izmanto, lai salīdzinātu iepriekšējo virtuālo DOM ar jauno virtuālo DOM un noteiktu minimālo izmaiņu kopumu, kas nepieciešams, lai atjauninātu faktisko DOM. Virtuālais DOM ir lietotāja interfeisa atmiņā saglabāts attēlojums. Kad komponenta stāvoklis mainās, React izveido jaunu virtuālo DOM koku. Tā vietā, lai tieši manipulētu ar faktisko DOM, kas ir lēns process, React salīdzina jauno virtuālo DOM koku ar iepriekšējo un identificē atšķirības. Šis process saucas par atšķirībām.

Saskaņošanas procesu vada divi galvenie pieņēmumi:

• Dažādu veidu elementi radīs dažādus kokus.
• Izstrādātājs var norādīt, kuri bērnu elementi var būt stabili dažādās atveidojumos, izmantojot key rekvizītu.

Tradicionālā saskaņošana (pirms Fiber)

Sākotnējā React ieviešanā saskaņošanas process bija sinhrons un nedalāms. Tas nozīmēja, ka, kad React sāka procesu, salīdzinot virtuālo DOM un atjauninot faktisko DOM, to nevarēja pārtraukt. Tas varēja izraisīt veiktspējas problēmas, īpaši sarežģītās lietojumprogrammās ar lieliem komponentu kokiem. Ja komponenta atjaunināšana prasīja ilgu laiku, pārlūkprogramma kļuva nereaģējoša, kā rezultātā lietotāja pieredze bija slikta. To bieži dēvē par "jank" problēmu.

Iedomājieties sarežģītu e-komercijas vietni, kurā tiek rādīts produktu katalogs. Ja lietotājs mijiedarbojas ar filtru, kas aktivizē kataloga atkārtotu atveidošanu, sinhronais saskaņošanas process var bloķēt galveno pavedienu, padarot lietotāja interfeisu nereaģējošu, līdz viss katalogs ir atkārtoti atveidots. Tas varētu aizņemt vairākas sekundes, izraisot lietotāja neapmierinātību.

Iepazīstinām ar React Fiber

React Fiber ir pilnīga React saskaņošanas algoritma pārrakstīšana, kas tika ieviesta React 16. Tā galvenais mērķis ir uzlabot React lietojumprogrammu atsaucību un uztverto veiktspēju, īpaši sarežģītos scenārijos. Fiber to panāk, sadalot saskaņošanas procesu mazākos, pārtraucamos darba vienībās.

Galvenās koncepcijas, kas ir React Fiber pamatā, ir:

• Fibers: Fiber ir JavaScript objekts, kas attēlo darba vienību. Tas satur informāciju par komponentu, tā ievadi un izvadi. Katram React komponentam ir atbilstošs fiber.
• WorkLoop: Darba cilpa ir cilpa, kas iterē caur fiber koku un veic nepieciešamo darbu katram fiberam.
• Plānošana: Plānotājs izlemj, kad sākt, apturēt, atsākt vai atteikties no darba vienības, pamatojoties uz prioritāti.

Fiber arhitektūras priekšrocības

Fiber arhitektūra nodrošina vairākas ievērojamas priekšrocības:

• Pārtraucama saskaņošana: Fiber ļauj React apturēt un atsākt saskaņošanas procesu, neļaujot ilgstošiem uzdevumiem bloķēt galveno pavedienu. Tas nodrošina, ka lietotāja interfeiss paliek atsaucīgs pat sarežģītu atjauninājumu laikā.
• Prioritātes noteikšana atjauninājumiem: Fiber ļauj React prioritizēt dažāda veida atjauninājumus. Piemēram, lietotāju mijiedarbībai, piemēram, rakstīšanai vai klikšķināšanai, var piešķirt augstāku prioritāti nekā fona uzdevumiem, piemēram, datu iegūšanai. Tas nodrošina, ka vispirms tiek apstrādāti vissvarīgākie atjauninājumi.
• Asinhrona atveidošana: Fiber ļauj React veikt atveidošanu asinhroni. Tas nozīmē, ka React var sākt atveidot komponentu un pēc tam pauzēt, lai ļautu pārlūkprogrammai apstrādāt citus uzdevumus, piemēram, lietotāja ievadi vai animācijas. Tas uzlabo lietojumprogrammas kopējo veiktspēju un atsaucību.
• Uzlabota kļūdu apstrāde: Fiber nodrošina labāku kļūdu apstrādi saskaņošanas procesā. Ja atveidošanas laikā rodas kļūda, React var atgūties labāk un novērst visas lietojumprogrammas avāriju.

Apsveriet kopīgu dokumentu rediģēšanas lietojumprogrammu. Ar Fiber dažādi lietotāju veiktie labojumi var tikt apstrādāti ar atšķirīgām prioritātēm. Reāllaika rakstīšana no pašreizējā lietotāja saņem augstāko prioritāti, nodrošinot tūlītēju atgriezenisko saiti. Atjauninājumus no citiem lietotājiem vai fona automātisko saglabāšanu var apstrādāt ar zemāku prioritāti, samazinot traucējumus aktīvā lietotāja pieredzei.

Fiber struktūras izpratne

Katrs React komponents ir attēlots ar Fiber mezglu. Fiber mezgls satur informāciju par komponenta tipu, rekvizītiem, stāvokli un tā attiecībām ar citiem Fiber mezgliem kokā. Šeit ir dažas svarīgas Fiber mezgla īpašības:

• type: Komponenta tips (piemēram, funkciju komponents, klases komponents, DOM elements).
• key: Komponentam nodotais key rekvizīts.
• props: Komponentam nodotie rekvizīti.
• stateNode: Komponenta instances (klases komponentiem) vai null (funkciju komponentiem).
• child: Rādītājs uz pirmo bērnu Fiber mezglu.
• sibling: Rādītājs uz nākamo brāļa Fiber mezglu.
• return: Rādītājs uz vecāka Fiber mezglu.
• alternate: Rādītājs uz Fiber mezglu, kas attēlo komponenta iepriekšējo stāvokli.
• effectTag: Karodziņš, kas norāda DOM jāveicamā atjauninājuma veidu.

Īpaši svarīgs ir rekvizīts alternate. Tas ļauj React izsekot komponenta iepriekšējiem un pašreizējiem stāvokļiem. Saskaņošanas procesā React salīdzina pašreizējo Fiber mezglu ar tā alternate, lai noteiktu izmaiņas, kas jāveic DOM.

WorkLoop algoritms

Darba cilpa ir Fiber arhitektūras kodols. Tā ir atbildīga par fiber koka pāriešanu un nepieciešamā darba veikšanu katram fiberam. Darba cilpa tiek ieviesta kā rekursīva funkcija, kas apstrādā fiberus pa vienam.

Darba cilpa sastāv no divām galvenajām fāzēm:

• Atveidošanas fāze: Atveidošanas fāzē React pāriet cauri fiber kokam un nosaka izmaiņas, kas jāveic DOM. Šī fāze ir pārtraucama, kas nozīmē, ka React var to jebkurā brīdī apturēt un atsākt.
• Apstiprināšanas fāze: Apstiprināšanas fāzē React piemēro izmaiņas DOM. Šī fāze nav pārtraucama, kas nozīmē, ka React ir jāpabeidz, kad tā ir sākta.

Atveidošanas fāze detalizēti

Atveidošanas fāzi var vēl vairāk sadalīt divās apakšfāzēs:

• beginWork: Funkcija beginWork ir atbildīga par pašreizējā Fiber mezgla apstrādi un bērnu Fiber mezglu izveidi. Tā nosaka, vai komponents ir jāatjaunina, un, ja jā, izveido jaunus Fiber mezglus saviem bērniem.
• completeWork: Funkcija completeWork ir atbildīga par pašreizējā Fiber mezgla apstrādi pēc tam, kad ir apstrādāti tā bērni. Tā atjaunina DOM un aprēķina komponenta izkārtojumu.

Funkcija beginWork veic šādus uzdevumus:

1. Pārbauda, vai komponents ir jāatjaunina.
2. Ja komponents ir jāatjaunina, tā salīdzina jaunos rekvizītus un stāvokli ar iepriekšējiem rekvizītiem un stāvokli, lai noteiktu izmaiņas, kas jāveic.
3. Izveido jaunus Fiber mezglus komponenta bērniem.
4. Iestata rekvizītu effectTag uz Fiber mezglu, lai norādītu DOM jāveicamā atjauninājuma veidu.

Funkcija completeWork veic šādus uzdevumus:

1. Atjaunina DOM ar izmaiņām, kas tika noteiktas funkcijas beginWork laikā.
2. Aprēķina komponenta izkārtojumu.
3. Apkopos blakusparādības, kas jāveic pēc apstiprināšanas fāzes.

Apstiprināšanas fāze detalizēti

Apstiprināšanas fāze ir atbildīga par izmaiņu piemērošanu DOM. Šī fāze nav pārtraucama, kas nozīmē, ka React ir jāpabeidz, kad tā ir sākta. Apstiprināšanas fāze sastāv no trim apakšfāzēm:

• beforeMutation: Šī fāze tiek izpildīta pirms DOM tiek mutēts. To izmanto, lai veiktu tādus uzdevumus kā DOM sagatavošana atjauninājumiem.
• mutation: Šajā fāzē tiek veiktas faktiskās DOM mutācijas. React atjaunina DOM, pamatojoties uz rekvizītu effectTag Fiber mezglos.
• layout: Šī fāze tiek izpildīta pēc tam, kad DOM ir mutēts. To izmanto, lai veiktu tādus uzdevumus kā komponenta izkārtojuma atjaunināšana un dzīves cikla metožu palaišana.

Praktiski piemēri un kodu fragmenti

Paskaidrosim Fiber saskaņošanas procesu ar vienkāršotu piemēru. Apsveriet komponentu, kas rāda preču sarakstu:

```javascript function ItemList({ items }) { return (

{items.map(item => (
• {item.name}
))}

); } ```

Kad mainās rekvizīts items, React ir jāatrisina saraksts un jāatjaunina DOM atbilstoši. Lūk, kā Fiber to apstrādātu:

1. Atveidošanas fāze: Funkcija beginWork salīdzinātu jauno masīvu items ar iepriekšējo masīvu items. Tā identificētu, kuri priekšmeti ir pievienoti, noņemti vai atjaunināti.
2. Jauni Fiber mezgli tiktu izveidoti pievienotajiem vienumiem, un effectTag tiktu iestatīts, lai norādītu, ka šie vienumi ir jāievieto DOM.
3. Fiber mezgli noņemtajiem vienumiem tiktu atzīmēti dzēšanai.
4. Fiber mezgli atjauninātajiem vienumiem tiktu atjaunināti ar jauniem datiem.
5. Apstiprināšanas fāze: Fāze commit pēc tam piemērotu šīs izmaiņas faktiskajam DOM. Pievienotie vienumi tiktu ievietoti, noņemtie vienumi tiktu izdzēsti un atjauninātie vienumi tiktu modificēti.

Rekvizīta key izmantošana ir ļoti svarīga efektīvai saskaņošanai. Bez rekvizīta key React būtu atkārtoti jāatveido viss saraksts katru reizi, kad mainās masīvs items. Ar rekvizītu key React var ātri identificēt, kuri vienumi ir pievienoti, noņemti vai atjaunināti, un atjaunināt tikai šos vienumus.

Piemēram, iedomājieties scenāriju, kurā mainās preču secība iepirkumu grozā. Ja katram vienumam ir unikāls key (piemēram, produkta ID), React var efektīvi pārkārtot vienumus DOM, nepārveidojot tos pilnībā. Tas ievērojami uzlabo veiktspēju, īpaši lieliem sarakstiem.

Plānošana un prioritātes noteikšana

Viena no galvenajām Fiber priekšrocībām ir tā spēja plānot un prioritizēt atjauninājumus. React izmanto plānotāju, lai noteiktu, kad sākt, apturēt, atsākt vai atteikties no darba vienības, pamatojoties uz tās prioritāti. Tas ļauj React prioritizēt lietotāju mijiedarbību un nodrošināt, ka lietotāja interfeiss paliek atsaucīgs pat sarežģītu atjauninājumu laikā.

React nodrošina vairākas API atjauninājumu plānošanai ar dažādām prioritātēm:

• React.render: Plāno atjauninājumu ar noklusējuma prioritāti.
• ReactDOM.unstable_deferredUpdates: Plāno atjauninājumu ar zemāku prioritāti.
• ReactDOM.unstable_runWithPriority: Ļauj skaidri norādīt atjauninājuma prioritāti.

Piemēram, varat izmantot ReactDOM.unstable_deferredUpdates, lai ieplānotu atjauninājumus, kas nav kritiski lietotāja pieredzei, piemēram, analītikas izsekošana vai fona datu iegūšana.

```javascript ReactDOM.unstable_deferredUpdates(() => { // Veiciet nekritisku atjauninājumu šeit updateAnalyticsData(); }); ```

Kļūdu apstrāde ar Fiber

Fiber nodrošina uzlabotu kļūdu apstrādi saskaņošanas procesā. Kad atveidošanas laikā rodas kļūda, React var notvert kļūdu un novērst visas lietojumprogrammas avāriju. React izmanto kļūdu robežas, lai apstrādātu kļūdas kontrolētā veidā.

Kļūdas robeža ir komponents, kas notver JavaScript kļūdas jebkur savā bērna komponentu kokā, reģistrē šīs kļūdas un parāda rezerves lietotāja interfeisu, nevis bojāto komponentu koku. Kļūdu robežas notver kļūdas atveidošanas laikā, dzīves cikla metodēs un konstruktoros visā kokā zemāk.

```javascript class ErrorBoundary extends React.Component { constructor(props) { super(props); this.state = { hasError: false }; } static getDerivedStateFromError(error) { // Atjauniniet stāvokli, lai nākamajā atveidojumā tiktu rādīts rezerves lietotāja interfeiss. return { hasError: true }; } componentDidCatch(error, errorInfo) { // Varat arī reģistrēt kļūdu kļūdu ziņošanas pakalpojumā logErrorToMyService(error, errorInfo); } render() { if (this.state.hasError) { // Varat atveidot jebkuru pielāgotu rezerves lietotāja interfeisu return

Kaut kas nogāja greizi.

; } return this.props.children; } } ```

Varat izmantot kļūdu robežas, lai aptītu jebkuru komponentu, kas varētu izraisīt kļūdu. Tas nodrošina, ka jūsu lietojumprogramma paliek stabila pat tad, ja daži komponenti neizdodas.

```javascript ```

Fiber atkļūdošana

React lietojumprogrammu atkļūdošana, kas izmanto Fiber, var būt izaicinoša, taču ir vairāki rīki un paņēmieni, kas var palīdzēt. React DevTools pārlūkprogrammas paplašinājums nodrošina spēcīgu rīku komplektu komponentu koka pārbaudei, veiktspējas profilēšanai un kļūdu atkļūdošanai.

React Profiler ļauj ierakstīt jūsu lietojumprogrammas veiktspēju un identificēt šaurās vietas. Varat izmantot Profiler, lai redzētu, cik ilgi katrs komponents atveidojas, un identificēt komponentus, kas rada veiktspējas problēmas.

React DevTools nodrošina arī komponentu koka skatu, kas ļauj pārbaudīt katra komponenta rekvizītus, stāvokli un Fiber mezglu. Tas var būt noderīgi, lai saprastu, kā ir strukturēts komponentu koks un kā darbojas saskaņošanas process.

Secinājums

React Fiber arhitektūra ir ievērojams uzlabojums salīdzinājumā ar tradicionālo saskaņošanas procesu. Sadalot saskaņošanas procesu mazākās, pārtraucamās darba vienībās, Fiber ļauj React uzlabot lietojumprogrammu atsaucību un uztveramo veiktspēju, īpaši sarežģītos scenārijos.

Izpratne par Fiber pamatkoncepcijām, piemēram, fiberiem, darba cilpām un plānošanu, ir būtiska, lai izveidotu augstas veiktspējas React lietojumprogrammas. Izmantojot Fiber funkcijas, jūs varat izveidot lietotāja interfeisus, kas ir atsaucīgāki, izturīgāki un nodrošina labāku lietotāja pieredzi.

Tā kā React turpina attīstīties, Fiber paliks būtiska tās arhitektūras sastāvdaļa. Sekojot līdzi jaunākajiem Fiber attīstības notikumiem, jūs varat nodrošināt, ka jūsu React lietojumprogrammas pilnībā izmanto veiktspējas priekšrocības, ko tā nodrošina.

Šeit ir daži galvenie secinājumi:

• React Fiber ir pilnīga React saskaņošanas algoritma pārrakstīšana.
• Fiber ļauj React apturēt un atsākt saskaņošanas procesu, neļaujot ilgstošiem uzdevumiem bloķēt galveno pavedienu.
• Fiber ļauj React prioritizēt dažāda veida atjauninājumus.
• Fiber nodrošina labāku kļūdu apstrādi saskaņošanas procesā.
• Rekvizīts key ir ļoti svarīgs efektīvai saskaņošanai.
• React DevTools pārlūkprogrammas paplašinājums nodrošina spēcīgu rīku komplektu Fiber lietojumprogrammu atkļūdošanai.

Izmantojot React Fiber un izprotot tā principus, izstrādātāji visā pasaulē var izveidot veiktspējīgākas un lietotājam draudzīgākas tīmekļa lietojumprogrammas neatkarīgi no to atrašanās vietas vai projektu sarežģītības.