रिॲक्ट कॉनकरंट रेंडरिंग: फायबर आर्किटेक्चर आणि वर्क लूप विश्लेषणाद्वारे परफॉर्मन्स अनलॉक करणे

फ्रंट-एंड डेव्हलपमेंटमधील एक प्रमुख शक्ती असलेले रिॲक्ट, अधिकाधिक जटिल आणि इंटरॲक्टिव्ह यूजर इंटरफेसच्या मागण्या पूर्ण करण्यासाठी सतत विकसित होत आहे. या विकासातील सर्वात महत्त्वपूर्ण प्रगतींपैकी एक म्हणजे रिॲक्ट 16 सह सादर केलेले कॉनकरंट रेंडरिंग. या पॅराडाइम शिफ्टने रिॲक्ट अपडेट्स कसे व्यवस्थापित करते आणि कंपोनंट्स कसे रेंडर करते हे पूर्णपणे बदलले, ज्यामुळे परफॉर्मन्समध्ये लक्षणीय सुधारणा झाली आणि अधिक प्रतिसाद देणारा वापरकर्ता अनुभव सक्षम झाला. हा लेख कॉनकरंट रेंडरिंगच्या मुख्य संकल्पनांचा सखोल अभ्यास करतो, फायबर आर्किटेक्चर आणि वर्क लूपचे विश्लेषण करतो आणि हे मेकॅनिझम अधिक स्मूथ आणि कार्यक्षम रिॲक्ट ॲप्लिकेशन्समध्ये कसे योगदान देतात याबद्दल अंतर्दृष्टी प्रदान करतो.

कॉनकरंट रेंडरिंगची गरज समजून घेणे

कॉनकरंट रेंडरिंगपूर्वी, रिॲक्ट सिंक्रोनस पद्धतीने कार्य करत असे. जेव्हा एखादे अपडेट व्हायचे (उदा. स्टेट बदल, प्रॉप अपडेट), तेव्हा रिॲक्ट संपूर्ण कंपोनंट ट्री एकाच, अखंड ऑपरेशनमध्ये रेंडर करण्यास सुरुवात करत असे. या सिंक्रोनस रेंडरिंगमुळे परफॉर्मन्समध्ये अडथळे येऊ शकत होते, विशेषतः जेव्हा मोठे कंपोनंट ट्री किंवा गणनेनुसार महाग ऑपरेशन्स हाताळायची असत. या रेंडरिंग कालावधीत, ब्राउझर प्रतिसाद देत नसे, ज्यामुळे वापरकर्त्याला एक जर्की आणि निराशाजनक अनुभव येत असे. यालाच "मेन थ्रेड ब्लॉक करणे" असेही म्हटले जाते.

अशी कल्पना करा की एक वापरकर्ता टेक्स्ट फील्डमध्ये टाइप करत आहे. जर टाइप केलेला टेक्स्ट प्रदर्शित करण्यासाठी जबाबदार असलेला कंपोनंट एका मोठ्या, जटिल कंपोनंट ट्रीचा भाग असेल, तर प्रत्येक कीस्ट्रोक एक री-रेंडर ट्रिगर करू शकतो जो मेन थ्रेडला ब्लॉक करतो. यामुळे लक्षात येण्याजोगा लॅग आणि वाईट वापरकर्ता अनुभव मिळतो.

कॉनकरंट रेंडरिंग या समस्येचे निराकरण करते. ते रिॲक्टला रेंडरिंगच्या कामांना लहान, व्यवस्थापित करण्यायोग्य युनिट्समध्ये विभागण्याची परवानगी देते. या युनिट्सना प्राधान्य दिले जाऊ शकते, थांबवले जाऊ शकते आणि आवश्यकतेनुसार पुन्हा सुरू केले जाऊ शकते, ज्यामुळे रिॲक्टला रेंडरिंग कामांना इतर ब्राउझर ऑपरेशन्ससह, जसे की वापरकर्त्याच्या इनपुट किंवा नेटवर्क विनंत्या हाताळण्यासोबत, इंटरलीव्ह करण्याची परवानगी मिळते. हा दृष्टिकोन मेन थ्रेडला जास्त काळासाठी ब्लॉक होण्यापासून प्रतिबंधित करतो, ज्यामुळे अधिक प्रतिसाद देणारा आणि तरल वापरकर्ता अनुभव मिळतो. याला रिॲक्टच्या रेंडरिंग प्रक्रियेसाठी मल्टीटास्किंग समजा.

फायबर आर्किटेक्चरची ओळख

कॉनकरंट रेंडरिंगच्या केंद्रस्थानी फायबर आर्किटेक्चर आहे. फायबर हे रिॲक्टच्या अंतर्गत रिकॉन्सिलिएशन अल्गोरिदमचे संपूर्ण पुनर्निमाण आहे. मागील सिंक्रोनस रिकॉन्सिलिएशन प्रक्रियेच्या विपरीत, फायबर अपडेट्स आणि कंपोनंट्स रेंडरिंग व्यवस्थापित करण्यासाठी अधिक अत्याधुनिक आणि सूक्ष्म दृष्टिकोन सादर करते.

फायबर म्हणजे काय?

फायबरला संकल्पनात्मकदृष्ट्या एका कंपोनंट इन्स्टन्सचे व्हर्च्युअल प्रतिनिधित्व म्हणून समजले जाऊ शकते. तुमच्या रिॲक्ट ॲप्लिकेशनमधील प्रत्येक कंपोनंट संबंधित फायबर नोडशी जोडलेला असतो. हे फायबर नोड्स एक ट्री स्ट्रक्चर तयार करतात जे कंपोनंट ट्रीचे प्रतिबिंब असते. प्रत्येक फायबर नोडमध्ये कंपोनंटबद्दल, त्याचे प्रॉप्स, त्याचे चिल्ड्रेन आणि त्याच्या वर्तमान स्थितीबद्दल माहिती असते. महत्त्वाचे म्हणजे, त्यात त्या कंपोनंटसाठी कराव्या लागणाऱ्या कामाबद्दलही माहिती असते.

फायबर नोडची प्रमुख वैशिष्ट्ये:

• type: कंपोनंटचा प्रकार (उदा., div, MyComponent).
• key: कंपोनंटला दिलेली युनिक की (कार्यक्षम रिकॉन्सिलिएशनसाठी वापरली जाते).
• props: कंपोनंटला पास केलेले प्रॉप्स.
• child: कंपोनंटच्या पहिल्या चाइल्डचे प्रतिनिधित्व करणाऱ्या फायबर नोडचा पॉइंटर.
• sibling: कंपोनंटच्या पुढील सिबलिंगचे प्रतिनिधित्व करणाऱ्या फायबर नोडचा पॉइंटर.
• return: कंपोनंटच्या पॅरेंटचे प्रतिनिधित्व करणाऱ्या फायबर नोडचा पॉइंटर.
• stateNode: प्रत्यक्ष कंपोनंट इन्स्टन्सचा संदर्भ (उदा., होस्ट कंपोनंटसाठी DOM नोड, क्लास कंपोनंट इन्स्टन्स).
• alternate: कंपोनंटच्या मागील आवृत्तीचे प्रतिनिधित्व करणाऱ्या फायबर नोडचा पॉइंटर.
• effectTag: कंपोनंटसाठी आवश्यक असलेल्या अपडेटचा प्रकार दर्शवणारा फ्लॅग (उदा., प्लेसमेंट, अपडेट, डिलीशन).

फायबर ट्री

फायबर ट्री ही एक पर्सिस्टंट डेटा स्ट्रक्चर आहे जी ॲप्लिकेशनच्या UI च्या वर्तमान स्थितीचे प्रतिनिधित्व करते. जेव्हा एखादे अपडेट होते, तेव्हा रिॲक्ट पार्श्वभूमीत एक नवीन फायबर ट्री तयार करते, जे अपडेटनंतर UI च्या अपेक्षित स्थितीचे प्रतिनिधित्व करते. या नवीन ट्रीला "वर्क-इन-प्रोग्रेस" ट्री म्हटले जाते. एकदा वर्क-इन-प्रोग्रेस ट्री पूर्ण झाल्यावर, रिॲक्ट ते वर्तमान ट्रीसोबत बदलते, ज्यामुळे बदल वापरकर्त्याला दिसतात.

हा ड्युअल-ट्री दृष्टिकोन रिॲक्टला रेंडरिंग अपडेट्स नॉन-ब्लॉकिंग पद्धतीने करण्यास अनुमती देतो. वर्तमान ट्री वापरकर्त्याला दिसत राहते, तर वर्क-इन-प्रोग्रेस ट्री पार्श्वभूमीत तयार होत असते. यामुळे अपडेट्स दरम्यान UI गोठण्यापासून किंवा प्रतिसाद न देण्यापासून बचाव होतो.

फायबर आर्किटेक्चरचे फायदे

• इंटरप्टिबल रेंडरिंग: फायबर रिॲक्टला रेंडरिंग कामांना थांबवण्याची आणि पुन्हा सुरू करण्याची क्षमता देते, ज्यामुळे ते वापरकर्त्याच्या इंटरॅक्शनला प्राधान्य देऊ शकते आणि मेन थ्रेडला ब्लॉक होण्यापासून रोखू शकते.
• इन्क्रिमेंटल रेंडरिंग: फायबर रिॲक्टला रेंडरिंग अपडेट्सना लहान कामांच्या युनिट्समध्ये विभागण्याची परवानगी देते, ज्यावर कालांतराने टप्प्याटप्प्याने प्रक्रिया केली जाऊ शकते.
• प्रायोरिटायझेशन: फायबर रिॲक्टला विविध प्रकारच्या अपडेट्सना प्राधान्य देण्याची परवानगी देते, ज्यामुळे गंभीर अपडेट्स (उदा., वापरकर्ता इनपुट) कमी महत्त्वाच्या अपडेट्सच्या (उदा., बॅकग्राउंड डेटा फेचिंग) आधी प्रक्रिया केली जातात.
• सुधारित एरर हँडलिंग: फायबर रेंडरिंग दरम्यान एरर हाताळणे सोपे करते, कारण जर एरर आली तर ते रिॲक्टला मागील स्थिर स्थितीत परत जाण्याची परवानगी देते.

वर्क लूप: फायबर कॉनकरन्सी कसे सक्षम करते

वर्क लूप हे इंजिन आहे जे कॉनकरंट रेंडरिंग चालवते. हे एक रिकर्सिव्ह फंक्शन आहे जे फायबर ट्रीमधून जाते, प्रत्येक फायबर नोडवर काम करते आणि UI ला टप्प्याटप्प्याने अपडेट करते. वर्क लूप खालील कामांसाठी जबाबदार आहे:

• पुढील फायबर प्रक्रिया करण्यासाठी निवडणे.
• फायबरवर काम करणे (उदा., नवीन स्टेटची गणना करणे, प्रॉप्सची तुलना करणे, कंपोनंट रेंडर करणे).
• कामाच्या परिणामांसह फायबर ट्री अपडेट करणे.
• अधिक काम करण्यासाठी शेड्युल करणे.

वर्क लूपचे टप्पे

वर्क लूपमध्ये दोन मुख्य टप्पे असतात:

1. रेंडर फेज (रिकॉन्सिलिएशन फेज म्हणूनही ओळखले जाते): हा टप्पा वर्क-इन-प्रोग्रेस फायबर ट्री तयार करण्यासाठी जबाबदार आहे. या टप्प्यात, रिॲक्ट फायबर ट्रीमधून जाते, वर्तमान ट्रीची इच्छित स्थितीशी तुलना करते आणि कोणते बदल करणे आवश्यक आहे हे ठरवते. हा टप्पा असिंक्रोनस आणि इंटरप्टिबल आहे. हे ठरवते की DOM मध्ये काय बदलण्याची *गरज* आहे.
2. कमिट फेज: हा टप्पा प्रत्यक्ष DOM मध्ये बदल लागू करण्यासाठी जबाबदार आहे. या टप्प्यात, रिॲक्ट DOM नोड्स अपडेट करते, नवीन नोड्स जोडते आणि जुने नोड्स काढते. हा टप्पा सिंक्रोनस आणि नॉन-इंटरप्टिबल आहे. हे *प्रत्यक्षात* DOM बदलते.

वर्क लूप कॉनकरन्सी कसे सक्षम करते

कॉनकरंट रेंडरिंगची गुरुकिल्ली या वस्तुस्थितीत आहे की रेंडर फेज असिंक्रोनस आणि इंटरप्टिबल आहे. याचा अर्थ असा की रिॲक्ट ब्राउझरला इतर कामे हाताळण्याची परवानगी देण्यासाठी कोणत्याही वेळी रेंडर फेज थांबवू शकते, जसे की वापरकर्ता इनपुट किंवा नेटवर्क विनंत्या. जेव्हा ब्राउझर निष्क्रिय असतो, तेव्हा रिॲक्ट रेंडर फेज जिथे थांबवले होते तिथून पुन्हा सुरू करू शकते.

रेंडर फेजला थांबवण्याची आणि पुन्हा सुरू करण्याची ही क्षमता रिॲक्टला रेंडरिंग कामांना इतर ब्राउझर ऑपरेशन्ससह इंटरलीव्ह करण्याची परवानगी देते, ज्यामुळे मेन थ्रेड ब्लॉक होण्यापासून प्रतिबंधित होतो आणि अधिक प्रतिसाद देणारा वापरकर्ता अनुभव सुनिश्चित होतो. दुसरीकडे, कमिट फेज सिंक्रोनस असणे आवश्यक आहे जेणेकरून UI मध्ये सुसंगतता सुनिश्चित होईल. तथापि, कमिट फेज सामान्यतः रेंडर फेजपेक्षा खूपच वेगवान असतो, त्यामुळे तो सहसा परफॉर्मन्समध्ये अडथळा निर्माण करत नाही.

वर्क लूपमधील प्राधान्यक्रम

रिॲक्ट एक प्राधान्य-आधारित शेड्युलिंग अल्गोरिदम वापरते हे ठरवण्यासाठी की कोणते फायबर नोड्स आधी प्रक्रिया करायचे. हे अल्गोरिदम प्रत्येक अपडेटला त्याच्या महत्त्वावर आधारित प्राधान्य स्तर नियुक्त करते. उदाहरणार्थ, वापरकर्त्याच्या इनपुटद्वारे ट्रिगर केलेल्या अपडेट्सना सामान्यतः पार्श्वभूमी डेटा फेचिंगद्वारे ट्रिगर केलेल्या अपडेट्सपेक्षा जास्त प्राधान्य दिले जाते.

वर्क लूप नेहमी सर्वोच्च प्राधान्य असलेल्या फायबर नोड्सवर प्रथम प्रक्रिया करते. हे सुनिश्चित करते की गंभीर अपडेट्स लवकर प्रक्रिया केली जातात, ज्यामुळे एक प्रतिसाद देणारा वापरकर्ता अनुभव मिळतो. कमी महत्त्वाच्या अपडेट्सवर पार्श्वभूमीत प्रक्रिया केली जाते जेव्हा ब्राउझर निष्क्रिय असतो.

ही प्राधान्य प्रणाली एक स्मूथ वापरकर्ता अनुभव राखण्यासाठी महत्त्वपूर्ण आहे, विशेषतः जटिल ॲप्लिकेशन्समध्ये ज्यात अनेक समवर्ती अपडेट्स असतात. अशी कल्पना करा की एक वापरकर्ता सर्च बारमध्ये टाइप करत आहे आणि त्याच वेळी, ॲप्लिकेशन सुचवलेल्या शोध संज्ञांची यादी फेच आणि प्रदर्शित करत आहे. वापरकर्त्याच्या टायपिंगशी संबंधित अपडेट्सना प्राधान्य दिले पाहिजे जेणेकरून टेक्स्ट फील्ड प्रतिसाद देणारे राहील, तर सुचवलेल्या शोध संज्ञांशी संबंधित अपडेट्सवर पार्श्वभूमीत प्रक्रिया केली जाऊ शकते.

कॉनकरंट रेंडरिंगची प्रत्यक्ष उदाहरणे

चला काही प्रत्यक्ष उदाहरणे पाहूया की कॉनकरंट रेंडरिंग रिॲक्ट ॲप्लिकेशन्सचा परफॉर्मन्स आणि वापरकर्ता अनुभव कसा सुधारू शकते.

1. वापरकर्ता इनपुटचे डिबाउन्सिंग

एक सर्च बार विचारात घ्या जो वापरकर्ता टाइप करत असताना शोध परिणाम प्रदर्शित करतो. कॉनकरंट रेंडरिंगशिवाय, प्रत्येक कीस्ट्रोक संपूर्ण शोध परिणाम सूचीचे री-रेंडर ट्रिगर करू शकतो, ज्यामुळे परफॉर्मन्स समस्या आणि जर्की वापरकर्ता अनुभव येतो.

कॉनकरंट रेंडरिंगसह, आपण डिबाउन्सिंग वापरून शोध परिणामांचे रेंडरिंग वापरकर्त्याने थोड्या काळासाठी टाइप करणे थांबवेपर्यंत उशीर करू शकतो. हे रिॲक्टला वापरकर्त्याच्या इनपुटला प्राधान्य देण्यास आणि UI ला प्रतिसाद न देण्यापासून प्रतिबंधित करण्यास अनुमती देते.

येथे एक सोपे उदाहरण आहे:

import React, { useState, useCallback } from 'react';

function SearchBar() {
 const [searchTerm, setSearchTerm] = useState('');

 const debouncedSearch = useCallback(
 debounce((value) => {
 // Perform search logic here
 console.log('Searching for:', value);
 }, 300),
 []
 );

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

 return (
 
 );
}

// Debounce function
function debounce(func, delay) {
 let timeout;
 return function(...args) {
 const context = this;
 clearTimeout(timeout);
 timeout = setTimeout(() => func.apply(context, args), delay);
 };
}

export default SearchBar;

या उदाहरणात, debounce फंक्शन शोध लॉजिकच्या अंमलबजावणीला वापरकर्त्याने 300 मिलीसेकंद टाइप करणे थांबवेपर्यंत उशीर करते. हे सुनिश्चित करते की शोध परिणाम केवळ आवश्यक तेव्हाच रेंडर केले जातात, ज्यामुळे ॲप्लिकेशनचा परफॉर्मन्स सुधारतो.

2. प्रतिमांचे लेझी लोडिंग

मोठ्या प्रतिमा लोड करणे वेब पेजच्या सुरुवातीच्या लोड वेळेवर लक्षणीय परिणाम करू शकते. कॉनकरंट रेंडरिंगसह, आपण लेझी लोडिंग वापरून प्रतिमा व्ह्यूपोर्टमध्ये दिसेपर्यंत त्यांचे लोडिंग पुढे ढकलू शकतो.

हे तंत्र ॲप्लिकेशनच्या अनुभवजन्य परफॉर्मन्समध्ये लक्षणीय सुधारणा करू शकते, कारण वापरकर्त्याला पेजसोबत संवाद साधण्यास सुरुवात करण्यापूर्वी सर्व प्रतिमा लोड होण्याची प्रतीक्षा करावी लागत नाही.

react-lazyload लायब्ररी वापरून एक सोपे उदाहरण येथे आहे:

import React from 'react';
import LazyLoad from 'react-lazyload';

function ImageComponent({ src, alt }) {
 return (
 Loading...
}>
 
 
 );
}

export default ImageComponent;

या उदाहरणात, LazyLoad कंपोनंट प्रतिमेचे लोडिंग व्ह्यूपोर्टमध्ये दिसेपर्यंत उशीर करते. placeholder प्रॉप आपल्याला प्रतिमा लोड होत असताना एक लोडिंग इंडिकेटर प्रदर्शित करण्याची परवानगी देतो.

3. डेटा फेचिंगसाठी सस्पेन्स

रिॲक्ट सस्पेन्स आपल्याला डेटा लोड होण्याची वाट पाहत असताना एका कंपोनंटचे रेंडरिंग "सस्पेंड" करण्याची परवानगी देतो. हे विशेषतः डेटा फेचिंग परिस्थितीसाठी उपयुक्त आहे, जिथे तुम्हाला API मधून डेटा येण्याची वाट पाहत असताना एक लोडिंग इंडिकेटर प्रदर्शित करायचा असतो.

सस्पेन्स कॉनकरंट रेंडरिंगसह सहजपणे समाकलित होते, ज्यामुळे रिॲक्टला डेटाच्या लोडिंगला प्राधान्य देण्याची आणि UI ला प्रतिसाद न देण्यापासून प्रतिबंधित करण्याची परवानगी मिळते.

येथे एक सोपे उदाहरण आहे:

import React, { Suspense } from 'react';

// A fake data fetching function that returns a Promise
const fetchData = () => {
 return new Promise(resolve => {
 setTimeout(() => {
 resolve({ data: 'Data loaded!' });
 }, 2000);
 });
};

// A React component that uses Suspense
function MyComponent() {
 const resource = fetchData();
 return (
 Loading...