React vienlaicīgā režīma resursu plānošana: atmiņu izpratnē balstīta uzdevumu pārvaldība

React vienlaicīgais režīms (Concurrent Mode) ir jaunu funkciju kopums React, kas palīdz izstrādātājiem veidot atsaucīgākas un veiktspējīgākas lietotāja saskarnes. Tā pamatā ir sarežģīts resursu plānošanas mehānisms, kas pārvalda dažādu uzdevumu izpildi, piešķirot prioritāti lietotāju mijiedarbībai un nodrošinot vienmērīgu pieredzi pat lielas slodzes apstākļos. Šis raksts iedziļinās React vienlaicīgā režīma resursu plānošanas niansēs, koncentrējoties uz to, kā tas pārvalda atmiņu un prioritizē uzdevumus, lai nodrošinātu optimālu veiktspēju globālai auditorijai.

Vienlaicīgā režīma un tā mērķu izpratne

Tradicionālā React renderēšana ir sinhrona un bloķējoša. Tas nozīmē, ka, kad React sāk renderēt komponentu koku, tas turpinās, līdz viss koks ir renderēts, potenciāli bloķējot galveno pavedienu un radot lēnus UI atjauninājumus. Vienlaicīgais režīms risina šo ierobežojumu, ieviešot spēju pārtraukt, apturēt, atsākt vai pat atmest renderēšanas uzdevumus. Tas ļauj React savienot renderēšanu ar citiem svarīgiem uzdevumiem, piemēram, lietotāja ievades apstrādi, animāciju zīmēšanu un atbildēšanu uz tīkla pieprasījumiem.

Galvenie vienlaicīgā režīma mērķi ir:

• Atsaucība: Uzturēt vienmērīgu un atsaucīgu lietotāja saskarni, novēršot, ka ilgstoši uzdevumi bloķē galveno pavedienu.
• Prioritizēšana: Piešķirt prioritāti lietotāju mijiedarbībai (piemēram, rakstīšanai, klikšķināšanai) pār mazāk steidzamiem fona uzdevumiem.
• Asinhronā renderēšana: Sadalīt renderēšanu mazākās, pārtraucamās darba vienībās.
• Uzlabota lietotāja pieredze: Nodrošināt plūstošāku un nevainojamāku lietotāja pieredzi, īpaši ierīcēs ar ierobežotiem resursiem vai lēniem tīkla savienojumiem.

Fiber arhitektūra: Vienlaicīguma pamats

Vienlaicīgais režīms ir balstīts uz Fiber arhitektūru, kas ir pilnīga React iekšējā renderēšanas dzinēja pārrakstīšana. Fiber attēlo katru komponentu UI kā darba vienību. Atšķirībā no iepriekšējā, uz steku balstītā saskaņotāja, Fiber izmanto saistītā saraksta datu struktūru, lai izveidotu darba koku. Tas ļauj React apturēt, atsākt un prioritizēt renderēšanas uzdevumus, pamatojoties uz to steidzamību.

Galvenie jēdzieni Fiber:

• Fiber mezgls: Pārstāv darba vienību (piemēram, komponenta instanci).
• WorkLoop: Cikls, kas iterē caur Fiber koku, veicot darbu katrā Fiber mezglā.
• Plānotājs: Nosaka, kurus Fiber mezglus apstrādāt nākamos, pamatojoties uz to prioritāti.
• Saskaņošana: Process, kurā pašreizējais Fiber koks tiek salīdzināts ar iepriekšējo, lai identificētu izmaiņas, kas jāpiemēro DOM.

Resursu plānošana vienlaicīgajā režīmā

Resursu plānotājs ir atbildīgs par dažādu uzdevumu izpildes pārvaldību vienlaicīgajā režīmā. Tas prioritizē uzdevumus, pamatojoties uz to steidzamību, un atbilstoši piešķir resursus (CPU laiku, atmiņu). Plānotājs izmanto dažādas tehnikas, lai nodrošinātu, ka vissvarīgākie uzdevumi tiek pabeigti pirmie, kamēr mazāk steidzami uzdevumi tiek atlikti uz vēlāku laiku.

Uzdevumu prioritizēšana

React vienlaicīgais režīms izmanto uz prioritātēm balstītu plānošanas sistēmu, lai noteiktu uzdevumu izpildes secību. Uzdevumiem tiek piešķirtas dažādas prioritātes, pamatojoties uz to svarīgumu. Biežākās prioritātes ietver:

• Tūlītēja prioritāte: Uzdevumiem, kas jāpabeidz nekavējoties, piemēram, lietotāja ievades apstrāde.
• Lietotāju bloķējoša prioritāte: Uzdevumiem, kas bloķē lietotāju no mijiedarbības ar UI, piemēram, UI atjaunināšana, reaģējot uz lietotāja darbību.
• Normāla prioritāte: Uzdevumiem, kas nav laika ziņā kritiski, piemēram, nekritisku UI daļu renderēšana.
• Zema prioritāte: Uzdevumiem, kurus var atlikt uz vēlāku laiku, piemēram, satura priekšrenderēšana, kas nav uzreiz redzams.
• Dīkstāves prioritāte: Uzdevumiem, kas tiek izpildīti tikai tad, kad pārlūks ir dīkstāvē, piemēram, fona datu ielāde.

Plānotājs izmanto šīs prioritātes, lai noteiktu, kurus uzdevumus izpildīt nākamos. Uzdevumi ar augstāku prioritāti tiek izpildīti pirms uzdevumiem ar zemāku prioritāti. Tas nodrošina, ka vissvarīgākie uzdevumi tiek pabeigti pirmie, pat ja sistēma ir lielas slodzes apstākļos.

Pārtraucama renderēšana

Viena no galvenajām vienlaicīgā režīma iezīmēm ir pārtraucama renderēšana. Tas nozīmē, ka plānotājs var pārtraukt renderēšanas uzdevumu, ja ir jāizpilda augstākas prioritātes uzdevums. Piemēram, ja lietotājs sāk rakstīt ievades laukā, kamēr React renderē lielu komponentu koku, plānotājs var pārtraukt renderēšanas uzdevumu un vispirms apstrādāt lietotāja ievadi. Tas nodrošina, ka UI paliek atsaucīgs, pat ja React veic sarežģītas renderēšanas operācijas.

Kad renderēšanas uzdevums tiek pārtraukts, React saglabā pašreizējo Fiber koka stāvokli. Kad plānotājs atsāk renderēšanas uzdevumu, tas var turpināt no vietas, kur tas apstājās, bez nepieciešamības sākt no sākuma. Tas ievērojami uzlabo React lietojumprogrammu veiktspēju, īpaši strādājot ar lielām un sarežģītām UI.

Laika sadalīšana (Time Slicing)

Laika sadalīšana ir vēl viena tehnika, ko resursu plānotājs izmanto, lai uzlabotu React lietojumprogrammu atsaucību. Laika sadalīšana ietver renderēšanas uzdevumu sadalīšanu mazākos darba gabalos. Pēc tam plānotājs katram darba gabalam piešķir nelielu laika daudzumu ("laika šķēli"). Pēc laika šķēles beigām plānotājs pārbauda, vai ir kādi augstākas prioritātes uzdevumi, kas jāizpilda. Ja ir, plānotājs pārtrauc pašreizējo uzdevumu un izpilda augstākas prioritātes uzdevumu. Pretējā gadījumā plānotājs turpina ar pašreizējo uzdevumu, līdz tas ir pabeigts vai ierodas cits augstākas prioritātes uzdevums.

Laika sadalīšana novērš, ka ilgstoši renderēšanas uzdevumi bloķē galveno pavedienu uz ilgu laiku. Tas palīdz uzturēt vienmērīgu un atsaucīgu lietotāja saskarni, pat ja React veic sarežģītas renderēšanas operācijas.

Atmiņu izpratnē balstīta uzdevumu pārvaldība

Resursu plānošana React vienlaicīgajā režīmā ņem vērā arī atmiņas lietojumu. React mērķis ir samazināt atmiņas piešķiršanu un atkritumu savākšanu (garbage collection), lai uzlabotu veiktspēju, īpaši ierīcēs ar ierobežotiem resursiem. To panāk ar vairākām stratēģijām:

Objektu pūls (Object Pooling)

Objektu pūls ir tehnika, kas ietver esošo objektu atkārtotu izmantošanu, nevis jaunu izveidi. Tas var ievērojami samazināt React lietojumprogrammu piešķirto atmiņas apjomu. React izmanto objektu pūlu bieži veidotiem un iznīcinātiem objektiem, piemēram, Fiber mezgliem un atjaunināšanas rindām.

Kad objekts vairs nav nepieciešams, tas tiek atgriezts pūlā, nevis tiek pakļauts atkritumu savākšanai. Nākamreiz, kad ir nepieciešams šāda veida objekts, tas tiek paņemts no pūla, nevis veidots no jauna. Tas samazina atmiņas piešķiršanas un atkritumu savākšanas pieskaitāmās izmaksas, kas var uzlabot React lietojumprogrammu veiktspēju.

Jutība pret atkritumu savākšanu

Vienlaicīgais režīms ir izstrādāts tā, lai būtu jutīgs pret atkritumu savākšanu. Plānotājs mēģina plānot uzdevumus tā, lai minimizētu atkritumu savākšanas ietekmi uz veiktspēju. Piemēram, plānotājs var izvairīties no liela skaita objektu izveides vienlaicīgi, kas var izraisīt atkritumu savākšanas ciklu. Tas arī mēģina veikt darbu mazākos gabalos, lai samazinātu atmiņas nospiedumu jebkurā konkrētā brīdī.

Nekritisku uzdevumu atlikšana

Piešķirot prioritāti lietotāju mijiedarbībai un atliekot nekritiskus uzdevumus, React var samazināt jebkurā brīdī izmantotās atmiņas apjomu. Uzdevumus, kas nav uzreiz nepieciešami, piemēram, satura priekšrenderēšana, kas nav redzama lietotājam, var atlikt uz vēlāku laiku, kad sistēma ir mazāk noslogota. Tas samazina lietojumprogrammas atmiņas nospiedumu un uzlabo tās kopējo veiktspēju.

Praktiski piemēri un lietošanas gadījumi

Apskatīsim dažus praktiskus piemērus, kā React vienlaicīgā režīma resursu plānošana var uzlabot lietotāja pieredzi:

1. piemērs: Ievades apstrāde

Iedomājieties formu ar vairākiem ievades laukiem un sarežģītu validācijas loģiku. Tradicionālā React lietojumprogrammā rakstīšana ievades laukā varētu izraisīt visas formas sinhronu atjaunināšanu, radot jūtamu aizkavi. Ar vienlaicīgo režīmu React var piešķirt prioritāti lietotāja ievades apstrādei, nodrošinot, ka UI paliek atsaucīgs pat tad, ja validācijas loģika ir sarežģīta. Kamēr lietotājs raksta, React nekavējoties atjaunina ievades lauku. Validācijas loģika tiek izpildīta kā fona uzdevums ar zemāku prioritāti, nodrošinot, ka tā netraucē lietotāja rakstīšanas pieredzi. Starptautiskiem lietotājiem, kuri ievada datus ar dažādiem rakstzīmju komplektiem, šī atsaucība ir kritiska, īpaši ierīcēs ar mazāk jaudīgiem procesoriem.

2. piemērs: Datu ielāde

Apsveriet informācijas paneli, kas attēlo datus no vairākiem API. Tradicionālā React lietojumprogrammā visu datu ielāde vienlaikus varētu bloķēt UI, līdz visi pieprasījumi ir pabeigti. Ar vienlaicīgo režīmu React var ielādēt datus asinhroni un renderēt UI pakāpeniski. Svarīgākie dati var tikt ielādēti un attēloti pirmie, kamēr mazāk svarīgi dati tiek ielādēti un attēloti vēlāk. Tas nodrošina ātrāku sākotnējo ielādes laiku un atsaucīgāku lietotāja pieredzi. Iedomājieties akciju tirdzniecības lietojumprogrammu, ko izmanto visā pasaulē. Tirgotājiem dažādās laika joslās ir nepieciešami reāllaika datu atjauninājumi. Vienlaicīgais režīms ļauj nekavējoties parādīt kritisko akciju informāciju, kamēr mazāk kritiska tirgus analīze tiek ielādēta fonā, piedāvājot atsaucīgu pieredzi pat ar mainīgu tīkla ātrumu visā pasaulē.

3. piemērs: Animācija

Animācijas var būt skaitļošanas ziņā dārgas, potenciāli izraisot kadru zudumu un saraustītu lietotāja pieredzi. Vienlaicīgais režīms ļauj React piešķirt prioritāti animācijām, nodrošinot, ka tās tiek renderētas vienmērīgi, pat ja fonā darbojas citi uzdevumi. Piešķirot augstu prioritāti animācijas uzdevumiem, React nodrošina, ka animācijas kadri tiek renderēti laikā, nodrošinot vizuāli pievilcīgu pieredzi. Piemēram, e-komercijas vietne, kas izmanto animāciju, lai pārietu starp produktu lapām, var nodrošināt plūstošu un vizuāli patīkamu pieredzi starptautiskiem pircējiem neatkarīgi no viņu ierīces vai atrašanās vietas.

Vienlaicīgā režīma iespējošana

Lai iespējotu vienlaicīgo režīmu savā React lietojumprogrammā, jums jāizmanto `createRoot` API tradicionālās `ReactDOM.render` API vietā. Šeit ir piemērs:

import React from 'react';
import { createRoot } from 'react-dom/client';
import App from './App';

const container = document.getElementById('root');
const root = createRoot(container); // createRoot(container!) ja izmantojat TypeScript
root.render();

Jums arī jāpārliecinās, ka jūsu komponenti ir saderīgi ar vienlaicīgo režīmu. Tas nozīmē, ka jūsu komponentiem jābūt tīrām funkcijām, kas nepaļaujas uz blakusefektiem vai mainīgu stāvokli. Ja izmantojat klašu komponentus, jums vajadzētu apsvērt pāreju uz funkcionālajiem komponentiem ar "hooks".

Labākās prakses atmiņas optimizācijai vienlaicīgajā režīmā

Šeit ir dažas labākās prakses atmiņas lietojuma optimizācijai React vienlaicīgā režīma lietojumprogrammās:

• Izvairieties no nevajadzīgām pārrenderēšanām: Izmantojiet `React.memo` un `useMemo`, lai novērstu komponentu pārrenderēšanu, kad to rekvizīti nav mainījušies. Tas var ievērojami samazināt React nepieciešamo darba apjomu un uzlabot veiktspēju.
• Izmantojiet slinko ielādi (lazy loading): Ielādējiet komponentus tikai tad, kad tie ir nepieciešami. Tas var samazināt jūsu lietojumprogrammas sākotnējo ielādes laiku un uzlabot tās atsaucību.
• Optimizējiet attēlus: Izmantojiet optimizētus attēlus, lai samazinātu jūsu lietojumprogrammas izmēru. Tas var uzlabot ielādes laiku un samazināt jūsu lietojumprogrammas izmantotās atmiņas apjomu.
• Izmantojiet koda sadalīšanu (code splitting): Sadaliet savu kodu mazākos gabalos, kurus var ielādēt pēc pieprasījuma. Tas var samazināt jūsu lietojumprogrammas sākotnējo ielādes laiku un uzlabot tās atsaucību.
• Izvairieties no atmiņas noplūdēm: Pārliecinieties, ka attīrāt visus resursus, ko izmantojat, kad jūsu komponenti tiek noņemti (unmount). Tas var novērst atmiņas noplūdes un uzlabot jūsu lietojumprogrammas stabilitāti. Konkrēti, anulējiet abonementus, atceliet taimerus un atbrīvojiet visus citus resursus, pie kuriem turaties.
• Profilējiet savu lietojumprogrammu: Izmantojiet React Profiler, lai identificētu veiktspējas vājās vietas jūsu lietojumprogrammā. Tas var palīdzēt jums identificēt jomas, kurās varat uzlabot veiktspēju un samazināt atmiņas lietojumu.

Internacionalizācijas un pieejamības apsvērumi

Veidojot React lietojumprogrammas globālai auditorijai, ir svarīgi ņemt vērā internacionalizāciju (i18n) un pieejamību (a11y). Šie apsvērumi kļūst vēl svarīgāki, izmantojot vienlaicīgo režīmu, jo renderēšanas asinhronais raksturs var ietekmēt lietotāja pieredzi lietotājiem ar invaliditāti vai tiem, kas atrodas dažādās lokālēs.

Internacionalizācija

• Izmantojiet i18n bibliotēkas: Izmantojiet tādas bibliotēkas kā `react-intl` vai `i18next`, lai pārvaldītu tulkojumus un apstrādātu dažādas lokāles. Nodrošiniet, ka jūsu tulkojumi tiek ielādēti asinhroni, lai nebloķētu UI.
• Formatējiet datumus un skaitļus: Izmantojiet atbilstošu formatējumu datumiem, skaitļiem un valūtām, pamatojoties uz lietotāja lokāli.
• Atbalstiet valodas, kas rakstāmas no labās uz kreiso pusi: Ja jūsu lietojumprogrammai ir jāatbalsta valodas, kas rakstāmas no labās uz kreiso pusi, pārliecinieties, ka jūsu izkārtojums un stils ir saderīgi ar šīm valodām.
• Ņemiet vērā reģionālās atšķirības: Apzinieties kultūras atšķirības un attiecīgi pielāgojiet savu saturu un dizainu. Piemēram, krāsu simbolikai, attēliem un pat pogu izvietojumam var būt dažādas nozīmes dažādās kultūrās. Izvairieties no kultūras specifisku idiomu vai slenga lietošanas, ko visi lietotāji varētu nesaprast. Vienkāršs piemērs ir datuma formatēšana (MM/DD/GGGG pret DD/MM/GGGG), kas jāapstrādā korekti.

Pieejamība

• Izmantojiet semantisko HTML: Izmantojiet semantiskos HTML elementus, lai piešķirtu struktūru un nozīmi savam saturam. Tas atvieglo ekrāna lasītājiem un citām palīgtehnoloģijām jūsu lietojumprogrammas izpratni.
• Nodrošiniet alternatīvo tekstu attēliem: Vienmēr nodrošiniet alternatīvo tekstu attēliem, lai lietotāji ar redzes traucējumiem varētu saprast attēlu saturu.
• Izmantojiet ARIA atribūtus: Izmantojiet ARIA atribūtus, lai sniegtu papildu informāciju par savu lietojumprogrammu palīgtehnoloģijām.
• Nodrošiniet tastatūras pieejamību: Pārliecinieties, ka visi interaktīvie elementi jūsu lietojumprogrammā ir pieejami, izmantojot tastatūru.
• Testējiet ar palīgtehnoloģijām: Testējiet savu lietojumprogrammu ar ekrāna lasītājiem un citām palīgtehnoloģijām, lai nodrošinātu, ka tā ir pieejama visiem lietotājiem. Testējiet ar starptautiskiem rakstzīmju komplektiem, lai nodrošinātu pareizu renderēšanu visām valodām.

Secinājums

React vienlaicīgā režīma resursu plānošana un atmiņu izpratnē balstīta uzdevumu pārvaldība ir spēcīgi rīki, lai veidotu veiktspējīgas un atsaucīgas lietotāja saskarnes. Piešķirot prioritāti lietotāju mijiedarbībai, atliekot nekritiskus uzdevumus un optimizējot atmiņas lietojumu, jūs varat izveidot lietojumprogrammas, kas nodrošina nevainojamu pieredzi lietotājiem visā pasaulē neatkarīgi no viņu ierīces vai tīkla apstākļiem. Šo funkciju pieņemšana ne tikai uzlabos lietotāja pieredzi, bet arī veicinās iekļaujošāku un pieejamāku tīmekli visiem. Tā kā React turpina attīstīties, vienlaicīgā režīma izpratne un izmantošana būs izšķiroša, lai veidotu modernas, augstas veiktspējas tīmekļa lietojumprogrammas.