React Fiber: Izpratne par jauno arhitektūru

React, populārā JavaScript bibliotēka lietotāju saskarņu veidošanai, gadu gaitā ir piedzīvojusi ievērojamu attīstību. Viena no ietekmīgākajām izmaiņām bija React Fiber ieviešana – pilnīga React galvenā saskaņošanas algoritma pārrakstīšana. Šī jaunā arhitektūra paver jaudīgas iespējas, nodrošinot plūdenāku lietotāja pieredzi, uzlabotu veiktspēju un lielāku elastību sarežģītu lietotņu pārvaldībā. Šis emuāra ieraksts sniedz visaptverošu pārskatu par React Fiber, tā galvenajiem jēdzieniem un tā ietekmi uz React izstrādātājiem visā pasaulē.

Kas ir React Fiber?

Savā būtībā React Fiber ir React saskaņošanas algoritma implementācija, kas ir atbildīga par lietotnes lietotāja saskarnes pašreizējā stāvokļa salīdzināšanu ar vēlamo stāvokli un pēc tam DOM (Document Object Model) atjaunināšanu, lai atspoguļotu izmaiņas. Sākotnējam saskaņošanas algoritmam, ko bieži dēvē par "steka saskaņotāju" (stack reconciler), bija ierobežojumi sarežģītu atjauninājumu apstrādē, īpaši scenārijos, kas ietver ilgstošus aprēķinus vai biežas stāvokļa izmaiņas. Šie ierobežojumi varēja izraisīt veiktspējas problēmas un saraustītas lietotāju saskarnes.

React Fiber risina šos ierobežojumus, ieviešot asinhronās renderēšanas konceptu, kas ļauj React sadalīt renderēšanas procesu mazākās, pārtraucamās darba vienībās. Tas ļauj React prioritizēt atjauninājumus, reaģēt atsaucīgāk uz lietotāja mijiedarbību un nodrošināt plūdenāku, vienmērīgāku lietotāja pieredzi. Iedomājieties to kā šefpavāru, kurš gatavo sarežģītu maltīti. Vecā metode nozīmēja katra ēdiena pabeigšanu pa vienam. Fiber ir kā šefpavārs, kurš vienlaikus gatavo mazas daļas no daudziem ēdieniem un pārtrauc vienu, lai ātri apkalpotu klienta pieprasījumu vai steidzamu uzdevumu.

React Fiber galvenie jēdzieni

Lai pilnībā izprastu React Fiber, ir svarīgi apgūt tā galvenos jēdzienus:

1. Šķiedras (Fibers)

Šķiedra (fiber) ir React Fiber pamatdarba vienība. Tā attēlo React komponenta instances virtuālu reprezentāciju. Katram lietotnes komponentam ir atbilstošs šķiedras mezgls, veidojot kokveida struktūru, ko sauc par šķiedru koku (fiber tree). Šis koks atspoguļo komponentu koku, bet satur papildu informāciju, ko React izmanto, lai izsekotu, prioritizētu un pārvaldītu atjauninājumus. Katra šķiedra satur informāciju par:

• Tips: Komponenta tips (piem., funkcionāls komponents, klases komponents vai DOM elements).
• Atslēga (Key): Unikāls komponenta identifikators, ko izmanto efektīvai saskaņošanai.
• Props: Dati, kas nodoti komponentam.
• Stāvoklis (State): Komponenta pārvaldītie iekšējie dati.
• Bērns (Child): Rādītājs uz komponenta pirmo bērnu.
• Brālis/māsa (Sibling): Rādītājs uz komponenta nākamo brāli/māsu.
• Atgriešanās (Return): Rādītājs uz komponenta vecāku.
• Efekta birka (Effect Tag): Karodziņš, kas norāda atjauninājuma veidu, kas jāveic komponentam (piem., atjaunināšana, izvietošana, dzēšana).

2. Saskaņošana (Reconciliation)

Saskaņošana ir process, kurā tiek salīdzināts pašreizējais šķiedru koks ar jauno šķiedru koku, lai noteiktu izmaiņas, kas jāveic DOM. React Fiber izmanto dziļuma prioritātes (depth-first) šķērsošanas algoritmu, lai izietu cauri šķiedru kokam un identificētu atšķirības starp abiem kokiem. Šis algoritms ir optimizēts, lai līdz minimumam samazinātu DOM operāciju skaitu, kas nepieciešams lietotāja saskarnes atjaunināšanai.

3. Plānošana (Scheduling)

Plānošana ir process, kurā tiek prioritizēti un izpildīti saskaņošanas laikā identificētie atjauninājumi. React Fiber izmanto sarežģītu plānotāju, kas ļauj sadalīt renderēšanas procesu mazākās, pārtraucamās darba vienībās. Tas ļauj React prioritizēt atjauninājumus atkarībā no to svarīguma, reaģēt atsaucīgāk uz lietotāja mijiedarbību un novērst, ka ilgstoši aprēķini bloķē galveno pavedienu.

Plānotājs darbojas, izmantojot uz prioritātēm balstītu sistēmu. Atjauninājumiem var piešķirt dažādas prioritātes, piemēram:

• Tūlītēja (Immediate): Kritiskiem atjauninājumiem, kas jāpiemēro nekavējoties (piem., lietotāja ievade).
• Lietotāju bloķējoša (User-Blocking): Atjauninājumiem, ko izraisa lietotāja mijiedarbība un kas jāapstrādā pēc iespējas ātrāk.
• Normāla (Normal): Vispārīgiem atjauninājumiem, kuriem nav stingru laika prasību.
• Zema (Low): Mazāk svarīgiem atjauninājumiem, ko nepieciešamības gadījumā var atlikt.
• Dīkstāves (Idle): Atjauninājumiem, ko var veikt, kad pārlūkprogramma ir dīkstāvē.

4. Asinhronā renderēšana

Asinhronā renderēšana ir React Fiber galvenā inovācija. Tā ļauj React apturēt un atsākt renderēšanas procesu, ļaujot efektīvāk apstrādāt augstākas prioritātes atjauninājumus un lietotāja mijiedarbību. Tas tiek panākts, sadalot renderēšanas procesu mazākās, pārtraucamās darba vienībās un plānojot tās atbilstoši to prioritātei. Ja augstākas prioritātes atjauninājums tiek saņemts, kamēr React strādā pie zemākas prioritātes uzdevuma, React var apturēt zemākas prioritātes uzdevumu, apstrādāt augstākas prioritātes atjauninājumu un pēc tam atsākt zemākas prioritātes uzdevumu no vietas, kur tas tika pārtraukts. Tas nodrošina, ka lietotāja saskarne paliek atsaucīga pat tad, ja tiek apstrādāti sarežģīti atjauninājumi.

5. Darba cikls (WorkLoop)

Darba cikls (WorkLoop) ir Fiber arhitektūras sirds. Tā ir funkcija, kas iterē cauri Fiber kokam, apstrādājot atsevišķas šķiedras un veicot nepieciešamos atjauninājumus. Šis cikls turpinās, līdz viss gaidošais darbs ir pabeigts vai līdz React ir nepieciešams apstāties, lai apstrādātu augstākas prioritātes uzdevumu. Darba cikls ir atbildīgs par:

• Nākamās apstrādājamās šķiedras izvēli.
• Komponenta dzīves cikla metožu izpildi.
• Atšķirību aprēķināšanu starp pašreizējo un jauno šķiedru koku.
• DOM atjaunināšanu.

React Fiber priekšrocības

React Fiber sniedz vairākas būtiskas priekšrocības gan React izstrādātājiem, gan lietotājiem:

1. Uzlabota veiktspēja

Sadalot renderēšanas procesu mazākās, pārtraucamās darba vienībās, React Fiber ievērojami uzlabo React lietotņu veiktspēju. Tas ir īpaši pamanāms sarežģītās lietotnēs ar biežām stāvokļa izmaiņām vai ilgstošiem aprēķiniem. Spēja prioritizēt atjauninājumus un atsaucīgāk reaģēt uz lietotāja mijiedarbību nodrošina plūdenāku, vienmērīgāku lietotāja pieredzi.

Piemēram, apsveriet e-komercijas vietni ar sarežģītu produktu saraksta lapu. Bez React Fiber produktu saraksta filtrēšana un kārtošana varētu padarīt lietotāja saskarni nereaģējošu, radot nepatīkamu lietotāja pieredzi. Ar React Fiber šīs operācijas var veikt asinhroni, ļaujot lietotāja saskarnei palikt atsaucīgai un nodrošinot lietotājam nevainojamu pieredzi.

2. Uzlabota atsaucība

React Fiber asinhronās renderēšanas iespējas ļauj React atsaucīgāk reaģēt uz lietotāja mijiedarbību. Prioritizējot atjauninājumus, ko izraisa lietotāja darbības, React var nodrošināt, ka lietotāja saskarne paliek interaktīva pat tad, kad tiek apstrādāti sarežģīti atjauninājumi. Tas rada saistošāku un apmierinošāku lietotāja pieredzi.

Iedomājieties sadarbības dokumentu redaktoru, kurā vairāki lietotāji vienlaikus veic izmaiņas. Ar React Fiber lietotāja saskarne var palikt atsaucīga katra lietotāja darbībām, pat apstrādājot lielu skaitu vienlaicīgu atjauninājumu. Tas ļauj lietotājiem sadarboties reāllaikā, nepiedzīvojot aizkavi vai kavēšanos.

3. Lielāka elastība

React Fiber nodrošina lielāku elastību sarežģītu lietotņu pārvaldībā. Spēja prioritizēt atjauninājumus un apstrādāt asinhronas operācijas ļauj izstrādātājiem optimizēt renderēšanas procesu konkrētiem lietošanas gadījumiem. Tas viņiem ļauj izveidot sarežģītākas un veiktspējīgākas lietotnes.

Piemēram, apsveriet datu vizualizācijas lietotni, kas attēlo lielu daudzumu reāllaika datu. Ar React Fiber izstrādātāji var prioritizēt svarīgāko datu punktu renderēšanu, nodrošinot, ka lietotājs vispirms redz visatbilstošāko informāciju. Viņi var arī atlikt mazāk svarīgu datu punktu renderēšanu līdz brīdim, kad pārlūkprogramma ir dīkstāvē, tādējādi vēl vairāk uzlabojot veiktspēju.

4. Jaunas iespējas lietotāja saskarnes dizainam

React Fiber paver jaunas iespējas lietotāja saskarnes dizainam. Spēja veikt asinhronu renderēšanu un prioritizēt atjauninājumus ļauj izstrādātājiem izveidot sarežģītākas un dinamiskākas lietotāju saskarnes, nezaudējot veiktspēju. Tas viņiem ļauj radīt saistošāku un aizraujošāku lietotāja pieredzi.

Apsveriet spēļu lietotni, kas prasa biežus spēles stāvokļa atjauninājumus. Ar React Fiber izstrādātāji var prioritizēt svarīgāko spēles elementu, piemēram, spēlētāja varoņa un ienaidnieku varoņu, renderēšanu, nodrošinot, ka spēle paliek atsaucīga pat tad, kad tiek apstrādāts liels atjauninājumu skaits. Viņi var arī atlikt mazāk svarīgu spēles elementu, piemēram, fona ainavas, renderēšanu līdz brīdim, kad pārlūkprogramma ir dīkstāvē, tādējādi vēl vairāk uzlabojot veiktspēju.

Ietekme uz React izstrādātājiem

Lai gan React Fiber lielākoties ir implementācijas detaļa, tai ir zināma ietekme uz React izstrādātājiem. Šeit ir daži galvenie apsvērumi:

1. Izpratne par vienlaicīguma režīmu (Concurrent Mode)

React Fiber iespējo vienlaicīguma režīmu (Concurrent Mode), jaunu funkciju kopumu, kas ļauj React efektīvāk apstrādāt asinhrono renderēšanu. Vienlaicīguma režīms ievieš jaunus API un jēdzienus, ar kuriem izstrādātājiem vajadzētu iepazīties, piemēram:

• Suspense: Mehānisms, kas aptur komponenta renderēšanu, līdz tā dati ir pieejami.
• Transitions: Veids, kā atzīmēt mazāk svarīgus atjauninājumus, kurus nepieciešamības gadījumā var atlikt.
• useDeferredValue: Āķis (hook), kas ļauj atlikt daļas lietotāja saskarnes atjaunināšanu.
• useTransition: Āķis (hook), kas ļauj atzīmēt atjauninājumus kā pārejas (transitions).

Šo API un jēdzienu izpratne ir būtiska, lai pilnībā izmantotu React Fiber iespējas.

2. Kļūdu robežas (Error Boundaries)

Ar asinhrono renderēšanu kļūdas var rasties dažādos renderēšanas procesa punktos. Kļūdu robežas (Error Boundaries) ir mehānisms, kas uztver renderēšanas laikā radušās kļūdas un neļauj tām sabojāt visu lietotni. Izstrādātājiem vajadzētu izmantot kļūdu robežas, lai korekti apstrādātu kļūdas un nodrošinātu lietotājam rezerves lietotāja saskarni.

Piemēram, iedomājieties komponentu, kas ielādē datus no ārēja API. Ja API izsaukums neizdodas, komponents varētu izmest kļūdu. Ietverot komponentu kļūdu robežā, jūs varat uztvert kļūdu un parādīt lietotājam ziņojumu, norādot, ka datus nevarēja ielādēt.

3. Efekti un blakusefekti

Izmantojot asinhrono renderēšanu, ir svarīgi pievērst uzmanību efektiem un blakusefektiem. Efekti jāveic useEffect āķī (hook), kas nodrošina, ka tie tiek izpildīti pēc komponenta renderēšanas. Ir svarīgi arī izvairīties no blakusefektu veikšanas, kas var traucēt renderēšanas procesam, piemēram, tieši manipulējot ar DOM ārpus React.

Apsveriet komponentu, kam pēc renderēšanas ir jāatjaunina dokumenta virsraksts. Tā vietā, lai tieši iestatītu dokumenta virsrakstu komponenta renderēšanas funkcijā, jums vajadzētu izmantot useEffect āķi, lai atjauninātu virsrakstu pēc komponenta renderēšanas. Tas nodrošina, ka virsraksts tiek pareizi atjaunināts pat tad, ja tiek izmantota asinhronā renderēšana.

4. Izvairīšanās no bloķējošām operācijām

Lai pilnībā gūtu labumu no React Fiber asinhronās renderēšanas iespējām, ir svarīgi izvairīties no bloķējošu operāciju veikšanas, kas var bloķēt galveno pavedienu. Tas ietver ilgstošus aprēķinus, sinhronus API izsaukumus un pārmērīgas DOM manipulācijas. Tā vietā izstrādātājiem vajadzētu izmantot asinhronas metodes, piemēram, Web Workers vai asinhronus API izsaukumus, lai šīs operācijas veiktu fonā.

Piemēram, tā vietā, lai veiktu sarežģītu aprēķinu galvenajā pavedienā, varat izmantot Web Worker, lai veiktu aprēķinu atsevišķā pavedienā. Tas neļaus aprēķinam bloķēt galveno pavedienu un nodrošinās, ka lietotāja saskarne paliek atsaucīga.

Praktiski piemēri un pielietojuma gadījumi

Apskatīsim dažus praktiskus piemērus un lietošanas gadījumus, kur React Fiber var ievērojami uzlabot lietotāja pieredzi:

1. Datu ietilpīgas lietotnes

Lietotnes, kas attēlo lielu datu apjomu, piemēram, informācijas paneļi, datu vizualizācijas rīki un e-komercijas vietnes, var gūt lielu labumu no React Fiber uzlabotās veiktspējas un atsaucības. Prioritizējot svarīgāko datu punktu renderēšanu un atliekot mazāk svarīgu datu punktu renderēšanu, izstrādātāji var nodrošināt, ka lietotājs vispirms redz visatbilstošāko informāciju un ka lietotāja saskarne paliek atsaucīga pat tad, ja tiek apstrādāts liels datu apjoms.

Piemēram, finanšu informācijas panelis, kas attēlo reāllaika akciju cenas, var izmantot React Fiber, lai prioritizētu pašreizējo akciju cenu renderēšanu un atliktu vēsturisko akciju cenu renderēšanu. Tas nodrošinās, ka lietotājs redz visjaunāko informāciju un ka informācijas panelis paliek atsaucīgs pat tad, ja tiek apstrādāts liels datu apjoms.

2. Interaktīvas lietotāju saskarnes

Lietotnes ar sarežģītām interaktīvām lietotāju saskarnēm, piemēram, spēles, simulācijas un sadarbības redaktori, var gūt labumu no React Fiber uzlabotās atsaucības. Prioritizējot atjauninājumus, ko izraisa lietotāja darbības, izstrādātāji var nodrošināt, ka lietotāja saskarne paliek interaktīva pat tad, kad tiek apstrādāts liels atjauninājumu skaits.

Iedomājieties reāllaika stratēģijas spēli, kurā spēlētāji pastāvīgi dod komandas savām vienībām. Ar React Fiber lietotāja saskarne var palikt atsaucīga katra spēlētāja darbībām, pat apstrādājot lielu skaitu vienlaicīgu atjauninājumu. Tas ļauj spēlētājiem kontrolēt savas vienības reāllaikā, nepiedzīvojot aizkavi vai kavēšanos.

3. Lietotnes ar animācijām

Lietotnes, kas izmanto animācijas, var gūt labumu no React Fiber asinhronās renderēšanas iespējām. Sadalot animācijas procesu mazākās, pārtraucamās darba vienībās, izstrādātāji var nodrošināt, ka animācijas darbojas vienmērīgi un ka lietotāja saskarne paliek atsaucīga pat tad, ja animācijas ir sarežģītas.

Piemēram, vietne ar sarežģītu lapas pārejas animāciju var izmantot React Fiber, lai nodrošinātu, ka animācija darbojas vienmērīgi un ka lietotājs pārejas laikā nepiedzīvo nekādu aizkavi vai kavēšanos.

4. Koda sadalīšana un slinkā ielāde (Lazy Loading)

React Fiber nevainojami integrējas ar koda sadalīšanas un slinkās ielādes metodēm. Izmantojot React.lazy un Suspense, jūs varat ielādēt komponentus pēc pieprasījuma, uzlabojot jūsu lietotnes sākotnējo ielādes laiku. Fiber nodrošina, ka ielādes indikatori un rezerves lietotāju saskarnes tiek parādītas vienmērīgi un ka ielādētie komponenti tiek renderēti efektīvi.

Labākās prakses React Fiber izmantošanai

Lai maksimāli izmantotu React Fiber, apsveriet šīs labākās prakses:

• Izmantojiet vienlaicīguma režīmu (Concurrent Mode): Iespējojiet vienlaicīguma režīmu, lai pilnībā atraisītu React Fiber asinhronās renderēšanas iespējas.
• Implementējiet kļūdu robežas (Error Boundaries): Izmantojiet kļūdu robežas, lai korekti apstrādātu kļūdas un novērstu visas lietotnes avāriju.
• Optimizējiet efektus: Izmantojiet useEffect āķi (hook), lai pārvaldītu efektus un blakusefektus un izvairītos no blakusefektu veikšanas, kas var traucēt renderēšanas procesam.
• Izvairieties no bloķējošām operācijām: Izmantojiet asinhronas metodes, lai izvairītos no bloķējošu operāciju veikšanas, kas var bloķēt galveno pavedienu.
• Profilējiet savu lietotni: Izmantojiet React profilēšanas rīkus, lai identificētu veiktspējas problēmas un attiecīgi optimizētu savu kodu.

React Fiber globālā kontekstā

React Fiber priekšrocības ir universāli piemērojamas neatkarīgi no ģeogrāfiskās atrašanās vietas vai kultūras konteksta. Tā veiktspējas, atsaucības un elastības uzlabojumi ir būtiski, lai nodrošinātu nevainojamu lietotāja pieredzi globālai auditorijai. Veidojot lietotnes dažādiem lietotājiem visā pasaulē, ir svarīgi ņemt vērā tādus faktorus kā tīkla latentums, ierīču iespējas un reģionālās preferences. React Fiber var palīdzēt mazināt dažas no šīm problēmām, optimizējot renderēšanas procesu un nodrošinot, ka lietotāja saskarne paliek atsaucīga pat ne tik ideālos apstākļos.

Piemēram, reģionos ar lēnākiem interneta savienojumiem React Fiber asinhronās renderēšanas iespējas var palīdzēt nodrošināt, ka lietotāja saskarne ielādējas ātri un paliek atsaucīga, nodrošinot labāku pieredzi lietotājiem šajos reģionos. Līdzīgi, reģionos ar plašu ierīču iespēju klāstu, React Fiber spēja prioritizēt atjauninājumus un apstrādāt asinhronas operācijas var palīdzēt nodrošināt, ka lietotne darbojas vienmērīgi uz dažādām ierīcēm, sākot no augstas klases viedtālruņiem līdz zemas klases tālruņiem.

Noslēgums

React Fiber ir revolucionāra arhitektūra, kas ir pārveidojusi veidu, kā tiek veidotas un renderētas React lietotnes. Ieviešot asinhrono renderēšanu un sarežģītu plānošanas algoritmu, React Fiber paver jaudīgas iespējas, kas nodrošina plūdenāku lietotāja pieredzi, uzlabotu veiktspēju un lielāku elastību. Lai gan tas ievieš jaunus jēdzienus un API, React Fiber izpratne ir būtiska jebkuram React izstrādātājam, kurš vēlas veidot modernas, veiktspējīgas un mērogojamas lietotnes. Pieņemot React Fiber un ar to saistītās funkcijas, izstrādātāji var nodrošināt izcilu lietotāja pieredzi globālai auditorijai un paplašināt React iespēju robežas.