React saskaņošana: Virtuālā DOM optimizēšana veiktspējai

React ir radījis revolūciju front-end izstrādē ar savu uz komponentēm balstīto arhitektūru un deklaratīvo programmēšanas modeli. React efektivitātes pamatā ir Virtuālā DOM izmantošana un process, ko sauc par saskaņošanu (Reconciliation). Šis raksts sniedz visaptverošu ieskatu React saskaņošanas algoritmā, Virtuālā DOM optimizācijā un praktiskās tehnikās, lai nodrošinātu, ka jūsu React lietojumprogrammas ir ātras un atsaucīgas globālai auditorijai.

Izpratne par Virtuālo DOM

Virtuālais DOM ir faktiskā DOM attēlojums atmiņā. Uztveriet to kā vieglu lietotāja saskarnes kopiju, ko uztur React. Tā vietā, lai tieši manipulētu ar reālo DOM (kas ir lēni un dārgi), React manipulē ar Virtuālo DOM. Šī abstrakcija ļauj React apvienot izmaiņas un tās efektīvi piemērot.

Kāpēc izmantot Virtuālo DOM?

• Veiktspēja: Tieša manipulācija ar reālo DOM var būt lēna. Virtuālais DOM ļauj React minimizēt šīs operācijas, atjauninot tikai tās DOM daļas, kuras patiešām ir mainījušās.
• Starpplatformu saderība: Virtuālais DOM abstrahē pamatā esošo platformu, padarot vieglāku tādu React lietojumprogrammu izstrādi, kas var konsekventi darboties dažādās pārlūkprogrammās un ierīcēs.
• Vienkāršota izstrāde: React deklaratīvā pieeja vienkāršo izstrādi, ļaujot izstrādātājiem koncentrēties uz vēlamo UI stāvokli, nevis uz konkrētiem soļiem, kas nepieciešami tā atjaunināšanai.

Saskaņošanas procesa skaidrojums

Saskaņošana (Reconciliation) ir algoritms, ko React izmanto, lai atjauninātu reālo DOM, pamatojoties uz izmaiņām Virtuālajā DOM. Kad komponenta stāvoklis vai parametri (props) mainās, React izveido jaunu Virtuālā DOM koku. Pēc tam tas salīdzina šo jauno koku ar iepriekšējo, lai noteiktu minimālo izmaiņu kopumu, kas nepieciešams reālā DOM atjaunināšanai. Šis process ir ievērojami efektīvāks nekā visa DOM pārrenderēšana.

Galvenie soļi saskaņošanā:

1. Komponentu atjauninājumi: Kad komponenta stāvoklis mainās, React izraisa šī komponenta un tā bērnu pārrenderēšanu.
2. Virtuālā DOM salīdzināšana: React salīdzina jauno Virtuālā DOM koku ar iepriekšējo Virtuālā DOM koku.
3. Atšķirību noteikšanas (diffing) algoritms: React izmanto "diffing" algoritmu, lai identificētu atšķirības starp abiem kokiem. Šim algoritmam ir sarežģītības un heiristikas, lai padarītu procesu pēc iespējas efektīvāku.
4. DOM labošana (patching): Pamatojoties uz atšķirībām, React atjaunina tikai nepieciešamās reālā DOM daļas.

Atšķirību noteikšanas algoritma heiristikas

React "diffing" algoritms izmanto dažus galvenos pieņēmumus, lai optimizētu saskaņošanas procesu:

• Divi dažādu tipu elementi radīs dažādus kokus: Ja komponenta saknes elementa tips mainās (piemēram, no <div> uz <span>), React pilnībā noņems veco koku un ielādēs jauno.
• Izstrādātājs var norādīt, kuri bērnu elementi varētu būt stabili starp dažādiem renderējumiem: Izmantojot key parametru, izstrādātāji var palīdzēt React identificēt, kuri bērnu elementi atbilst tiem pašiem pamatdatiem. Tas ir būtiski, lai efektīvi atjauninātu sarakstus un citu dinamisku saturu.

Saskaņošanas optimizēšana: Labākās prakses

Lai gan React saskaņošanas process pēc būtības ir efektīvs, ir vairākas tehnikas, ko izstrādātāji var izmantot, lai vēl vairāk optimizētu veiktspēju un nodrošinātu vienmērīgu lietotāja pieredzi, īpaši lietotājiem ar lēnāku interneta savienojumu vai ierīcēm dažādās pasaules daļās.

1. Efektīva "key" izmantošana

key parametrs ir būtisks, dinamiski renderējot elementu sarakstus. Tas nodrošina React stabilu identifikatoru katram elementam, ļaujot tam efektīvi atjaunināt, pārkārtot vai noņemt vienumus, nevajadzīgi nepārrenderējot visu sarakstu. Bez atslēgām (keys) React būs spiests pārrenderēt visus saraksta elementus pie jebkurām izmaiņām, nopietni ietekmējot veiktspēju.

Piemērs:

Apsveriet lietotāju sarakstu, kas iegūts no API:

            const UserList = ({ users }) => {
  return (
    <ul>
      {users.map(user => (
        <li key={user.id}>{user.name}</li>
      ))}
    </ul>
  );
};

            

              
                Copy
              
            
          

Šajā piemērā user.id tiek izmantots kā atslēga. Ir svarīgi izmantot stabilu un unikālu identifikatoru. Izvairieties izmantot masīva indeksu kā atslēgu, jo tas var radīt veiktspējas problēmas, kad saraksts tiek pārkārtots.

2. Nevajadzīgu pārrenderēšanu novēršana ar React.memo

React.memo ir augstākas kārtas komponents, kas memoizē funkcionālos komponentus. Tas novērš komponenta pārrenderēšanu, ja tā parametri (props) nav mainījušies. Tas var ievērojami uzlabot veiktspēju, īpaši "tīriem" komponentiem, kas tiek renderēti bieži.

Piemērs:

            import React from 'react';

const MyComponent = React.memo(({ data }) => {
  console.log('MyComponent rendered');
  return <div>{data}</div>;
});

export default MyComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

Šajā piemērā MyComponent tiks pārrenderēts tikai tad, ja mainīsies data parametrs. Tas ir īpaši noderīgi, nododot sarežģītus objektus kā parametrus. Tomēr ņemiet vērā React.memo veiktās seklās salīdzināšanas papildu slogu. Ja parametru salīdzināšana ir dārgāka nekā komponenta pārrenderēšana, tas var nebūt lietderīgi.

3. useCallback un useMemo Huku izmantošana

useCallback un useMemo huki ir būtiski veiktspējas optimizēšanai, nododot funkcijas un sarežģītus objektus kā parametrus bērnu komponentiem. Šie huki memoizē funkciju vai vērtību, novēršot nevajadzīgu bērnu komponentu pārrenderēšanu.

useCallback piemērs:

            import React, { useCallback } from 'react';

const ParentComponent = () => {
  const handleClick = useCallback(() => {
    console.log('Button clicked');
  }, []);

  return <ChildComponent onClick={handleClick} />;
};

const ChildComponent = React.memo(({ onClick }) => {
  console.log('ChildComponent rendered');
  return <button onClick={onClick}>Click me</button>;
});

export default ParentComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

Šajā piemērā useCallback memoizē handleClick funkciju. Bez useCallback jauna funkcija tiktu izveidota katrā ParentComponent renderēšanas reizē, izraisot ChildComponent pārrenderēšanu pat tad, ja tā parametri loģiski nav mainījušies.

useMemo piemērs:

            import React, { useMemo } from 'react';

const ParentComponent = ({ data }) => {
  const processedData = useMemo(() => {
    // Perform expensive data processing
    return data.map(item => item * 2);
  }, [data]);

  return <ChildComponent data={processedData} />;
};

export default ParentComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

Šajā piemērā useMemo memoizē dārgās datu apstrādes rezultātu. processedData vērtība tiks pārrēķināta tikai tad, kad mainīsies data parametrs.

4. ShouldComponentUpdate implementēšana (klašu komponentiem)

Klašu komponentiem varat izmantot shouldComponentUpdate dzīves cikla metodi, lai kontrolētu, kad komponents ir jāpārrenderē. Šī metode ļauj manuāli salīdzināt pašreizējos un nākamos parametrus un stāvokli, un atgriezt true, ja komponents ir jāatjaunina, vai false pretējā gadījumā.

Piemērs:

            import React from 'react';

class MyComponent extends React.Component {
  shouldComponentUpdate(nextProps, nextState) {
    // Compare props and state to determine if an update is needed
    if (nextProps.data !== this.props.data) {
      return true;
    }
    return false;
  }

  render() {
    console.log('MyComponent rendered');
    return <div>{this.props.data}</div>;
  }
}

export default MyComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

Tomēr parasti ieteicams izmantot funkcionālos komponentus ar hukiem (React.memo, useCallback, useMemo) labākai veiktspējai un lasāmībai.

5. Izvairīšanās no iekļautu funkciju definīcijām renderēšanā

Funkciju definēšana tieši renderēšanas metodē rada jaunu funkcijas instanci katrā renderēšanas reizē. Tas var izraisīt nevajadzīgu bērnu komponentu pārrenderēšanu, jo parametri vienmēr tiks uzskatīti par atšķirīgiem.

Sliktā prakse:

            const MyComponent = () => {
  return <button onClick={() => console.log('Clicked')}>Click me</button>;
};

            

              
                Copy
              
            
          

Labā prakse:

            import React, { useCallback } from 'react';

const MyComponent = () => {
  const handleClick = useCallback(() => {
    console.log('Clicked');
  }, []);

  return <button onClick={handleClick}>Click me</button>;
};

            

              
                Copy
              
            
          

6. Stāvokļa atjauninājumu apvienošana (Batching)

React apvieno vairākus stāvokļa atjauninājumus vienā renderēšanas ciklā. Tas var uzlabot veiktspēju, samazinot DOM atjauninājumu skaitu. Tomēr dažos gadījumos jums var būt nepieciešams skaidri apvienot stāvokļa atjauninājumus, izmantojot ReactDOM.flushSync (lietot piesardzīgi, jo tas noteiktos scenārijos var neitralizēt apvienošanas priekšrocības).

7. Nemainīgu datu struktūru izmantošana

Nemainīgu datu struktūru izmantošana var vienkāršot izmaiņu noteikšanas procesu parametros un stāvoklī. Nemainīgas datu struktūras nodrošina, ka izmaiņas rada jaunus objektus, nevis modificē esošos. Tas atvieglo objektu salīdzināšanu pēc vienlīdzības un novērš nevajadzīgu pārrenderēšanu.

Bibliotēkas, piemēram, Immutable.js vai Immer, var palīdzēt jums efektīvi strādāt ar nemainīgām datu struktūrām.

8. Koda sadalīšana (Code Splitting)

Koda sadalīšana ir tehnika, kas ietver jūsu lietojumprogrammas sadalīšanu mazākos gabalos, kurus var ielādēt pēc pieprasījuma. Tas samazina sākotnējo ielādes laiku un uzlabo lietojumprogrammas kopējo veiktspēju, īpaši lietotājiem ar lēnu tīkla savienojumu, neatkarīgi no viņu ģeogrāfiskās atrašanās vietas. React nodrošina iebūvētu atbalstu koda sadalīšanai, izmantojot React.lazy un Suspense komponentus.

Piemērs:

            import React, { Suspense } from 'react';

const MyComponent = React.lazy(() => import('./MyComponent'));

const App = () => {
  return (
    <Suspense fallback={<div>Loading...</div>}>
      <MyComponent />
    </Suspense>
  );
};

            

              
                Copy
              
            
          

9. Attēlu optimizācija

Attēlu optimizēšana ir ļoti svarīga jebkuras tīmekļa lietojumprogrammas veiktspējas uzlabošanai. Lieli attēli var ievērojami palielināt ielādes laiku un patērēt pārmērīgu joslas platumu, īpaši lietotājiem reģionos ar ierobežotu interneta infrastruktūru. Šeit ir dažas attēlu optimizācijas tehnikas:

• Saspiest attēlus: Izmantojiet rīkus, piemēram, TinyPNG vai ImageOptim, lai saspiestu attēlus, nezaudējot kvalitāti.
• Izmantojiet pareizo formātu: Izvēlieties atbilstošu attēla formātu, pamatojoties uz attēla saturu. JPEG ir piemērots fotogrāfijām, savukārt PNG ir labāks grafikai ar caurspīdīgumu. WebP piedāvā labāku kompresiju un kvalitāti salīdzinājumā ar JPEG un PNG.
• Izmantojiet responsīvus attēlus: Pasniedziet dažāda izmēra attēlus atkarībā no lietotāja ekrāna izmēra un ierīces. <picture> elementu un <img> elementa srcset atribūtu var izmantot, lai ieviestu responsīvus attēlus.
• Attēlu slinkā ielāde (Lazy Load): Ielādējiet attēlus tikai tad, kad tie ir redzami skatlogā. Tas samazina sākotnējo ielādes laiku un uzlabo lietojumprogrammas uztverto veiktspēju. Bibliotēkas, piemēram, react-lazyload, var vienkāršot slinkās ielādes ieviešanu.

10. Servera puses renderēšana (SSR)

Servera puses renderēšana (SSR) ietver React lietojumprogrammas renderēšanu serverī un iepriekš renderēta HTML nosūtīšanu klientam. Tas var uzlabot sākotnējo ielādes laiku un meklētājprogrammu optimizāciju (SEO), kas ir īpaši noderīgi, lai sasniegtu plašāku globālo auditoriju.

Ietvari, piemēram, Next.js un Gatsby, nodrošina iebūvētu atbalstu SSR un atvieglo tā ieviešanu.

11. Kešatmiņas stratēģijas

Kešatmiņas stratēģiju ieviešana var ievērojami uzlabot React lietojumprogrammu veiktspēju, samazinot pieprasījumu skaitu uz serveri. Kešatmiņu var ieviest dažādos līmeņos, tostarp:

• Pārlūkprogrammas kešatmiņa: Konfigurējiet HTTP galvenes, lai norādītu pārlūkprogrammai kešot statiskos resursus, piemēram, attēlus, CSS un JavaScript failus.
• Service Worker kešatmiņa: Izmantojiet Service Worker, lai kešotu API atbildes un citus dinamiskos datus.
• Servera puses kešatmiņa: Ieviesiet kešatmiņas mehānismus serverī, lai samazinātu datu bāzes slodzi un uzlabotu atbildes laiku.

12. Monitorings un profilēšana

Regulāra jūsu React lietojumprogrammas monitorēšana un profilēšana var palīdzēt identificēt veiktspējas vājās vietas un jomas, kurās nepieciešami uzlabojumi. Izmantojiet rīkus, piemēram, React Profiler, Chrome DevTools un Lighthouse, lai analizētu savas lietojumprogrammas veiktspēju un identificētu lēnus komponentus vai neefektīvu kodu.

Noslēgums

React saskaņošanas process un Virtuālais DOM nodrošina spēcīgu pamatu augstas veiktspējas tīmekļa lietojumprogrammu veidošanai. Izprotot pamatā esošos mehānismus un pielietojot šajā rakstā apspriestās optimizācijas tehnikas, izstrādātāji var izveidot React lietojumprogrammas, kas ir ātras, atsaucīgas un nodrošina lielisku lietotāja pieredzi lietotājiem visā pasaulē. Atcerieties konsekventi profilēt un monitorēt savu lietojumprogrammu, lai identificētu uzlabojumu jomas un nodrošinātu, ka tā turpina optimāli darboties, attīstoties.