React Plānotāja Darba Cikla Optimizācija: Maksimāla Uzdevumu Izpildes Efektivitāte

React Plānotājs (Scheduler) ir būtisks komponents, kas pārvalda un prioritizē atjauninājumus, lai nodrošinātu plūdenas un atsaucīgas lietotāja saskarnes. Izpratne par to, kā darbojas Plānotāja darba cikls, un efektīvu optimizācijas metožu pielietošana ir vitāli svarīga, lai veidotu augstas veiktspējas React lietojumprogrammas. Šis visaptverošais ceļvedis pēta React Plānotāju, tā darba ciklu un stratēģijas, kā maksimāli palielināt uzdevumu izpildes efektivitāti.

Izpratne par React Plānotāju

React Plānotājs, pazīstams arī kā Fiber arhitektūra, ir React pamatā esošais mehānisms atjauninājumu pārvaldībai un prioritizācijai. Pirms Fiber, React izmantoja sinhronu saskaņošanas (reconciliation) procesu, kas varēja bloķēt galveno pavedienu (main thread) un radīt saraustītu lietotāja pieredzi, īpaši sarežģītās lietojumprogrammās. Plānotājs ievieš vienlaicīgumu (concurrency), ļaujot React sadalīt renderēšanas darbu mazākās, pārtraucamās vienībās.

Galvenie React Plānotāja jēdzieni ietver:

• Fiber: Fiber apzīmē darba vienību. Katram React komponenta eksemplāram ir atbilstošs Fiber mezgls, kas satur informāciju par komponentu, tā stāvokli un attiecībām ar citiem komponentiem kokā.
• Darba Cikls: Darba cikls ir galvenais mehānisms, kas iterē caur Fiber koku, veic atjauninājumus un renderē izmaiņas DOM.
• Prioritizācija: Plānotājs prioritizē dažādus atjauninājumu veidus, pamatojoties uz to steidzamību, nodrošinot, ka augstas prioritātes uzdevumi (piemēram, lietotāja mijiedarbība) tiek apstrādāti ātri.
• Vienlaicīgums: React var pārtraukt, apturēt vai atsākt renderēšanas darbu, ļaujot pārlūkprogrammai apstrādāt citus uzdevumus (piemēram, lietotāja ievadi vai animācijas), nebloķējot galveno pavedienu.

React Plānotāja Darba Cikls: Dziļāka Analīze

Darba cikls ir React Plānotāja sirds. Tas ir atbildīgs par Fiber koka šķērsošanu, atjauninājumu apstrādi un izmaiņu renderēšanu DOM. Izpratne par to, kā darbojas darba cikls, ir būtiska, lai identificētu potenciālos veiktspējas vājos punktus un ieviestu optimizācijas stratēģijas.

Darba Cikla Fāzes

Darba cikls sastāv no divām galvenajām fāzēm:

1. Renderēšanas Fāze: Renderēšanas fāzē React šķērso Fiber koku un nosaka, kādas izmaiņas nepieciešams veikt DOM. Šī fāze ir pazīstama arī kā "saskaņošanas" fāze.
   • Darba Sākšana (Begin Work): React sāk no saknes Fiber mezgla un rekursīvi virzās lejup pa koku, salīdzinot pašreizējo Fiber ar iepriekšējo Fiber (ja tāds pastāv). Šis process nosaka, vai komponents ir jāatjaunina.
   • Darba Pabeigšana (Complete Work): Kad React virzās atpakaļ augšup pa koku, tas aprēķina atjauninājumu ietekmi un sagatavo izmaiņas piemērošanai DOM.
2. Ieviešanas Fāze (Commit Phase): Ieviešanas fāzē React piemēro izmaiņas DOM un izsauc dzīves cikla metodes.
   • Pirms Mutācijas: React izpilda dzīves cikla metodes, piemēram, `getSnapshotBeforeUpdate`.
   • Mutācija: React atjaunina DOM mezglus, pievienojot, noņemot vai modificējot elementus.
   • Izkārtojums (Layout): React izpilda dzīves cikla metodes, piemēram, `componentDidMount` un `componentDidUpdate`. Tas arī atjaunina refs un ieplāno izkārtojuma efektus.

Renderēšanas fāzi var pārtraukt Plānotājs, ja tiek saņemts augstākas prioritātes uzdevums. Savukārt ieviešanas fāze ir sinhrona un to nevar pārtraukt.

Prioritizācija un Plānošana

React izmanto uz prioritātēm balstītu plānošanas algoritmu, lai noteiktu atjauninājumu apstrādes secību. Atjauninājumiem tiek piešķirtas dažādas prioritātes, pamatojoties uz to steidzamību.

Biežāk sastopamie prioritātes līmeņi ietver:

• Tūlītēja Prioritāte: Izmanto steidzamiem atjauninājumiem, kas jāapstrādā nekavējoties, piemēram, lietotāja ievadei (piem., rakstīšana teksta laukā).
• Lietotāju Bloķējoša Prioritāte: Izmanto atjauninājumiem, kas bloķē lietotāja mijiedarbību, piemēram, animācijām vai pārejām.
• Normāla Prioritāte: Izmanto lielākajai daļai atjauninājumu, piemēram, jauna satura renderēšanai vai datu atjaunināšanai.
• Zema Prioritāte: Izmanto nekritiskiem atjauninājumiem, piemēram, fona uzdevumiem vai analītikai.
• Dīkstāves Prioritāte: Izmanto atjauninājumiem, kurus var atlikt, līdz pārlūkprogramma ir dīkstāvē, piemēram, datu priekšielādei vai sarežģītu aprēķinu veikšanai.

React izmanto `requestIdleCallback` API (vai tā polifilu), lai ieplānotu zemas prioritātes uzdevumus, ļaujot pārlūkprogrammai optimizēt veiktspēju un izvairīties no galvenā pavediena bloķēšanas.

Optimizācijas Metodes Efektīvai Uzdevumu Izpildei

React Plānotāja darba cikla optimizācija ietver darba apjoma minimizēšanu renderēšanas fāzes laikā un nodrošināšanu, ka atjauninājumi tiek pareizi prioritizēti. Šeit ir vairākas metodes, kā uzlabot uzdevumu izpildes efektivitāti:

1. Memoizācija

Memoizācija ir spēcīga optimizācijas tehnika, kas ietver dārgu funkciju izsaukumu rezultātu kešošanu un kešotā rezultāta atgriešanu, kad atkārtoti tiek izmantoti tie paši ievaddati. React memoizāciju var pielietot gan komponentiem, gan vērtībām.

`React.memo`

`React.memo` ir augstākās kārtas komponents (HOC), kas memoizē funkcionālu komponentu. Tas novērš komponenta atkārtotu renderēšanu, ja tā props nav mainījušies. Pēc noklusējuma `React.memo` veic seklu (shallow) props salīdzināšanu. Jūs varat arī nodrošināt pielāgotu salīdzināšanas funkciju kā otro argumentu `React.memo`.

Piemērs:

import React from 'react';

const MyComponent = React.memo(function MyComponent(props) {
  // Komponenta loģika
  return (
    <div>
      {props.value}
    </div>
  );
});

export default MyComponent;

`useMemo`

`useMemo` ir hook, kas memoizē vērtību. Tas pieņem funkciju, kas aprēķina vērtību, un atkarību masīvu. Funkcija tiek atkārtoti izpildīta tikai tad, ja mainās kāda no atkarībām. Tas ir noderīgi, lai memoizētu dārgus aprēķinus vai izveidotu stabilas atsauces.

Piemērs:

import React, { useMemo } from 'react';

function MyComponent(props) {
  const expensiveValue = useMemo(() => {
    // Veikt dārgu aprēķinu
    return computeExpensiveValue(props.data);
  }, [props.data]);

  return (
    <div>
      {expensiveValue}
    </div>
  );
}

`useCallback`

`useCallback` ir hook, kas memoizē funkciju. Tas pieņem funkciju un atkarību masīvu. Funkcija tiek atkārtoti izveidota tikai tad, ja mainās kāda no atkarībām. Tas ir noderīgi, nododot atzvanu funkcijas (callbacks) bērnu komponentiem, kas izmanto `React.memo`.

Piemērs:

import React, { useCallback } from 'react';

function MyComponent(props) {
  const handleClick = useCallback(() => {
    // Apstrādāt klikšķa notikumu
    console.log('Clicked!');
  }, []);

  return (
    <button onClick={handleClick}>
      Click Me
    </button>
  );
}

2. Virtualizācija

Virtualizācija (zināma arī kā windowing) ir tehnika efektīvai lielu sarakstu vai tabulu renderēšanai. Tā vietā, lai renderētu visus elementus uzreiz, virtualizācija renderē tikai tos elementus, kas pašlaik ir redzami skatlogā (viewport). Lietotājam ritinot, tiek renderēti jauni elementi un noņemti vecie.

Vairākas bibliotēkas nodrošina virtualizācijas komponentus React, tostarp:

• `react-window`: Viegla bibliotēka lielu sarakstu un tabulu renderēšanai.
• `react-virtualized`: Visaptverošāka bibliotēka ar plašu virtualizācijas komponentu klāstu.

Piemērs, izmantojot `react-window`:

import React from 'react';
import { FixedSizeList } from 'react-window';

const Row = ({ index, style }) => (
  <div style={style}>
    Row {index}
  </div>
);

function MyListComponent(props) {
  return (
    <FixedSizeList
      height={400}
      width={300}
      itemSize={30}
      itemCount={props.items.length}
    >
      {Row}
    </FixedSizeList>
  );
}

3. Koda Sadalīšana

Koda sadalīšana (code splitting) ir tehnika, kas sadala jūsu lietojumprogrammu mazākos gabalos (chunks), kurus var ielādēt pēc pieprasījuma. Tas samazina sākotnējo ielādes laiku un uzlabo jūsu lietojumprogrammas kopējo veiktspēju.

React nodrošina vairākus veidus, kā ieviest koda sadalīšanu:

• `React.lazy` un `Suspense`: `React.lazy` ļauj dinamiski importēt komponentus, un `Suspense` ļauj parādīt rezerves UI (fallback UI), kamēr komponents tiek ielādēts.
• Dinamiskie Importi: Jūs varat izmantot dinamiskos importus (`import()`), lai ielādētu moduļus pēc pieprasījuma.

Piemērs, izmantojot `React.lazy` un `Suspense`:

import React, { lazy, Suspense } from 'react';

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

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

4. Debouncing un Throttling

Debouncing un throttling ir tehnikas, kas ierobežo funkcijas izpildes biežumu. Tas var būt noderīgi, lai uzlabotu notikumu apstrādātāju (event handlers) veiktspēju, kas tiek aktivizēti bieži, piemēram, ritināšanas vai loga izmēru maiņas notikumi.

• Debouncing: Debouncing aizkavē funkcijas izpildi, līdz ir pagājis noteikts laiks kopš pēdējās reizes, kad funkcija tika izsaukta.
• Throttling: Throttling ierobežo funkcijas izpildes biežumu. Funkcija tiek izpildīta tikai vienu reizi noteiktā laika intervālā.

Piemērs, izmantojot `lodash` bibliotēku debouncing:

import React, { useState, useEffect } from 'react';
import { debounce } from 'lodash';

function MyComponent() {
  const [value, setValue] = useState('');

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

  const debouncedHandleChange = debounce(handleChange, 300);

  useEffect(() => {
    return () => {
      debouncedHandleChange.cancel();
    };
  }, [debouncedHandleChange]);

  return (
    <input type="text" onChange={debouncedHandleChange} />
  );
}

5. Izvairīšanās no Nevajadzīgiem Atkārtotiem Renderiem

Viens no biežākajiem veiktspējas problēmu cēloņiem React lietojumprogrammās ir nevajadzīgi atkārtoti renderi. Vairākas stratēģijas var palīdzēt minimizēt šos nevajadzīgos atkārtotos renderus:

• Nemainīgas Datu Struktūras: Izmantojot nemainīgas datu struktūras, tiek nodrošināts, ka datu izmaiņas rada jaunus objektus, nevis modificē esošos. Tas atvieglo izmaiņu noteikšanu un novērš nevajadzīgus atkārtotus renderus. Ar to var palīdzēt tādas bibliotēkas kā Immutable.js un Immer.
• Tīrie Komponenti (Pure Components): Klases komponenti var paplašināt `React.PureComponent`, kas veic seklu props un state salīdzināšanu pirms atkārtotas renderēšanas. Tas ir līdzīgi `React.memo` funkcionālajiem komponentiem.
• Pareizi Atslēgoti (Keyed) Saraksti: Renderējot elementu sarakstus, nodrošiniet, ka katram elementam ir unikāla un stabila atslēga (key). Tas palīdz React efektīvi atjaunināt sarakstu, kad elementi tiek pievienoti, noņemti vai pārkārtoti.
• Izvairīšanās no Iekļautām Funkcijām un Objektiem kā Props: Jaunu funkciju vai objektu izveidošana tieši komponenta renderēšanas metodē liks bērnu komponentiem atkārtoti renderēties, pat ja dati nav mainījušies. Izmantojiet `useCallback` un `useMemo`, lai no tā izvairītos.

6. Efektīva Notikumu Apstrāde

Optimizējiet notikumu apstrādi, minimizējot darbu, kas tiek veikts notikumu apstrādātājos. Izvairieties no sarežģītu aprēķinu vai DOM manipulāciju veikšanas tieši notikumu apstrādātājos. Tā vietā atlieciet šos uzdevumus uz asinhronām operācijām vai izmantojiet web workers skaitļošanas intensīviem uzdevumiem.

7. Profilēšana un Veiktspējas Uzraudzība

Regulāri profilējiet savu React lietojumprogrammu, lai identificētu veiktspējas vājos punktus un optimizācijas jomas. React DevTools nodrošina jaudīgas profilēšanas iespējas, kas ļauj pārbaudīt komponentu renderēšanas laikus, identificēt nevajadzīgus atkārtotus renderus un analizēt izsaukumu steku (call stack). Izmantojiet veiktspējas uzraudzības rīkus, lai sekotu līdzi galvenajiem veiktspējas rādītājiem produkcijā un identificētu potenciālās problēmas, pirms tās ietekmē lietotājus.

Reālās Pasaules Piemēri un Gadījumu Izpēte

Apskatīsim dažus reālās pasaules piemērus, kā šīs optimizācijas tehnikas var tikt pielietotas:

• E-komercijas Produktu Saraksts: E-komercijas vietne, kas attēlo lielu produktu sarakstu, var gūt labumu no virtualizācijas, lai uzlabotu ritināšanas veiktspēju. Produktu komponentu memoizēšana var arī novērst nevajadzīgus atkārtotus renderus, kad mainās tikai daudzums vai groza statuss.
• Interaktīvs Informācijas Panelis: Informācijas panelis ar vairākām interaktīvām diagrammām un logrīkiem var izmantot koda sadalīšanu, lai ielādētu tikai nepieciešamos komponentus pēc pieprasījuma. Lietotāja ievades notikumu debouncing var novērst pārmērīgus atjauninājumus un uzlabot atsaucību.
• Sociālo Mediju Plūsma: Sociālo mediju plūsma, kas attēlo lielu ziņu straumi, var izmantot virtualizāciju, lai renderētu tikai redzamās ziņas. Ziņu komponentu memoizēšana un attēlu ielādes optimizēšana var vēl vairāk uzlabot veiktspēju.

Noslēgums

React Plānotāja darba cikla optimizācija ir būtiska, lai veidotu augstas veiktspējas React lietojumprogrammas. Izprotot, kā darbojas Plānotājs, un pielietojot tādas tehnikas kā memoizācija, virtualizācija, koda sadalīšana, debouncing un pārdomātas renderēšanas stratēģijas, jūs varat ievērojami uzlabot uzdevumu izpildes efektivitāti un radīt plūdenāku, atsaucīgāku lietotāja pieredzi. Atcerieties regulāri profilēt savu lietojumprogrammu, lai identificētu veiktspējas vājos punktus un nepārtraukti pilnveidotu savas optimizācijas stratēģijas.

Ieviešot šīs labākās prakses, izstrādātāji var veidot efektīvākas un veiktspējīgākas React lietojumprogrammas, kas nodrošina labāku lietotāja pieredzi dažādās ierīcēs un tīkla apstākļos, galu galā palielinot lietotāju iesaisti un apmierinātību.

Papildu Resursi

• React Veiktspējas Optimizācijas Dokumentācija
• react-window Bibliotēka
• Preact (Alternatīva React Bibliotēka)