React Fiber Prioriteitsbaanbeheer: Beheers Rendering Prioriteitscontrole

React Fiber, de herimplementatie van React's core reconciliatie-algoritme, introduceerde een krachtig mechanisme voor het beheren van renderingprioriteiten. Dit mechanisme, bekend als prioriteitsbaanbeheer, stelt ontwikkelaars in staat om de volgorde waarin updates worden verwerkt, te verfijnen, wat leidt tot aanzienlijke prestatieverbeteringen en een soepelere gebruikerservaring, vooral in complexe en interactieve applicaties. Het begrijpen en benutten van prioriteitsbaanbeheer is cruciaal voor het bouwen van performante React-applicaties.

React Fiber en zijn planningssysteem begrijpen

Voordat we in prioriteitsbanen duiken, is het essentieel om de basisprincipes van React Fiber te begrijpen. Traditionele React gebruikte een synchroon reconciliatieproces, wat betekent dat updates in één ononderbroken tijdsblok werden verwerkt. Dit kan leiden tot UI-freezes, vooral bij het omgaan met grote componentenbomen of rekenintensieve updates. React Fiber pakt deze beperking aan door renderingwerk op te splitsen in kleinere, onderbreekbare eenheden.

Belangrijkste concepten:

• Fiber: Een Fiber is een werkeenheid. Het vertegenwoordigt een componentinstantie.
• Scheduler: De scheduler bepaalt wanneer en hoe deze werkeenheden worden verwerkt.
• Reconciliatie: Het proces om te bepalen welke wijzigingen in de DOM moeten worden aangebracht op basis van wijzigingen in de componentenboom.

React Fiber introduceert een coöperatief multitasking-systeem, waardoor de scheduler verschillende taken kan pauzeren, hervatten en prioriteren. Dit zorgt ervoor dat updates met een hoge prioriteit, zoals gebruikersinteracties, snel worden verwerkt, terwijl minder kritieke updates worden uitgesteld om UI-blokkering te voorkomen.

Introductie van prioriteitsbanen

Prioriteitsbanen zijn het mechanisme waarmee React Fiber verschillende soorten updates prioriteert. Elke update wordt toegewezen aan een specifieke baan op basis van het waargenomen belang ervan. De scheduler gebruikt deze banen vervolgens om de volgorde te bepalen waarin updates worden verwerkt.

Beschouw prioriteitsbanen als verschillende "wachtrijen" waar updates wachten om te worden verwerkt. De scheduler controleert deze wachtrijen en kiest de update uit de beschikbare prioriteitsbaan met de hoogste prioriteit.

Hoewel het specifieke aantal en de betekenis van prioriteitsbanen enigszins kunnen variëren tussen verschillende React-versies, blijft het kernconcept hetzelfde: prioriteit geven aan updates die gericht zijn op de gebruiker en minder kritieke updates uitstellen.

Algemene prioriteitsbanen

Hier is een overzicht van enkele veelvoorkomende prioriteitsbanen die u kunt tegenkomen:

• Directe prioriteit: Gebruikt voor kritieke updates die onmiddellijk moeten worden verwerkt, zoals updates die worden geactiveerd door directe gebruikersinvoer (bijv. typen in een invoerveld).
• Gebruikersblokkerende prioriteit: Gebruikt voor updates die voorkomen dat de gebruiker met de UI kan werken als ze niet snel worden verwerkt (bijv. een navigatieovergang).
• Normale prioriteit: Gebruikt voor algemene updates die geen directe gevolgen hebben voor de gebruiker (bijv. het voltooien van het ophalen van gegevens).
• Lage prioriteit: Gebruikt voor updates die kunnen worden uitgesteld zonder de gebruikerservaring significant te beïnvloeden (bijv. analyse-updates).
• Offscreen prioriteit: Gebruikt voor updates van inhoud die momenteel niet zichtbaar is voor de gebruiker (bijv. het renderen van inhoud in een verborgen tabblad).

Hoe React prioriteiten toewijst

React wijst automatisch prioriteiten toe aan updates op basis van de context waarin ze plaatsvinden. Bijvoorbeeld:

• Updates die worden geactiveerd door event handlers (bijv. `onClick`, `onChange`) krijgen doorgaans een hoge prioriteit (Direct of Gebruikersblokkerend).
• Updates die worden geactiveerd door `setState`-aanroepen binnen een component krijgen vaak een Normale prioriteit.
• Updates die worden geactiveerd door `useEffect`-hooks kunnen een lagere prioriteit krijgen, afhankelijk van hun dependencies en de aard van het effect.

Hoewel React goed is in het automatisch toewijzen van prioriteiten, zijn er situaties waarin u de prioriteit van een update handmatig wilt regelen.

Handmatig de renderingprioriteit regelen

Hoewel React de prioriteitsmanagement grotendeels automatiseert, kunnen specifieke situaties handmatige tussenkomst vereisen voor optimale controle. Bepaalde API's en technieken stellen ontwikkelaars in staat renderingprioriteiten te beïnvloeden.

`useDeferredValue` en `useTransition` Hooks

React 18 introduceerde de `useDeferredValue` en `useTransition` hooks, die krachtige tools bieden voor het beheren van renderingprioriteiten.

`useDeferredValue`

Met de `useDeferredValue`-hook kunt u het renderen van een deel van de UI uitstellen. Dit is vooral handig als u een rekenintensieve bewerking hebt die niet onmiddellijk hoeft te worden bijgewerkt.

Voorbeeld:

            
import { useState, useDeferredValue } from 'react';

function SearchResults({ query }) {
  // Expensive operation to filter and display search results
  const results = performExpensiveSearch(query);
  return (
    

      {results.map(result => (
        
{result.name}
      ))}
    
  );
}

function SearchBar() {
  const [query, setQuery] = useState('');
  const deferredQuery = useDeferredValue(query);

  return (
    

       setQuery(e.target.value)} />
      
    
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

In dit voorbeeld vertraagt `useDeferredValue` het updaten van de `SearchResults`-component totdat React updates met een hogere prioriteit heeft verwerkt. Dit voorkomt dat de zoekresultaten de gebruikersinvoer in de zoekbalk blokkeren.

`useTransition`

Met de `useTransition`-hook kunt u updates markeren als transitions. Transitions zijn updates die minder urgent zijn en kunnen worden onderbroken zonder de gebruikerservaring te verstoren.

Voorbeeld:

            
import { useState, useTransition } from 'react';

function App() {
  const [isPending, startTransition] = useTransition();
  const [data, setData] = useState(null);

  const handleClick = () => {
    startTransition(() => {
      // Simulate a slow data fetch
      setTimeout(() => {
        setData({ message: 'Data loaded!' });
      }, 1000);
    });
  };

  return (
    

      
        Load Data
      
      {isPending && 
Loading...
}
      {data && 
{data.message}
}
    
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

In dit voorbeeld markeert de functie `startTransition` het laden van gegevens als een transition. Hierdoor kan React andere updates, zoals UI-interacties, prioriteren terwijl de gegevens worden opgehaald. De `isPending`-vlag kan worden gebruikt om een laadindicator weer te geven.

`unstable_batchedUpdates`

De `unstable_batchedUpdates` API (let op het `unstable_` voorvoegsel dat aangeeft dat deze in toekomstige versies kan veranderen) stelt u in staat om meerdere state updates te batchen in één update. Dit kan de prestaties verbeteren door het aantal keren dat React de componentenboom opnieuw moet renderen te verminderen. Het wordt meestal gebruikt buiten de normale render cyclus van React.

Voorbeeld:

            
import { unstable_batchedUpdates } from 'react-dom';

function updateMultipleStates(setState1, setState2, value1, value2) {
  unstable_batchedUpdates(() => {
    setState1(value1);
    setState2(value2);
  });
}

            

              
                Copy
              
            
          

Door meerdere state updates binnen `unstable_batchedUpdates` te groeperen, kan React ze efficiënt verwerken als een enkele werkeenheid, wat resulteert in geoptimaliseerde rendering en verbeterde applicatieresponsiviteit.

Praktische voorbeelden en gebruiksscenario's

Hier zijn enkele praktische voorbeelden van hoe prioriteitsbaanbeheer kan worden gebruikt om de prestaties van React-applicaties te verbeteren:

• Typeahead/Autocomplete: In een typeahead-component moeten de zoekresultaten snel worden bijgewerkt als reactie op gebruikersinvoer. Door een hoge prioriteit toe te kennen aan de zoekupdate, kunt u ervoor zorgen dat de resultaten snel worden weergegeven, waardoor een soepele en responsieve gebruikerservaring wordt geboden.
• Geanimeerde Transitions: Bij het animeren van transitions tussen verschillende statussen, kunt u `useTransition` gebruiken om de transition updates als minder urgent te markeren. Hierdoor kan React andere updates, zoals gebruikersinteracties, prioriteren terwijl de animatie wordt uitgevoerd.
• Gegevens ophalen: Bij het ophalen van gegevens van een API, kunt u `useTransition` gebruiken om het laden van gegevens als een transition te markeren. Dit voorkomt dat het laden van gegevens de UI blokkeert en stelt de gebruiker in staat om te blijven werken met de applicatie terwijl de gegevens worden opgehaald.
• Lange lijsten of tabellen: Het renderen van zeer grote lijsten of tabellen kan prestatie-intensief zijn. Door technieken zoals windowing of virtualisatie te gebruiken en de rendering van zichtbare elementen te prioriteren, kunt u een soepele scrollervaring voor de gebruiker garanderen. React-window is een populaire library voor dit doel.

Best practices voor prioriteitsbaanbeheer

Hier zijn enkele best practices om in gedachten te houden bij het werken met prioriteitsbanen:

• Profileer uw applicatie: Gebruik React DevTools om prestatieknelpunten te identificeren en te begrijpen hoe updates worden geprioriteerd. Dit helpt u bij het identificeren van gebieden waar u uw code kunt optimaliseren en de gebruikerservaring kunt verbeteren.
• Vermijd onnodige re-renders: Minimaliseer het aantal keren dat componenten opnieuw renderen door memoization-technieken te gebruiken (bijv. `React.memo`, `useMemo`, `useCallback`) en dependencies zorgvuldig te beheren.
• Splits grote updates op: Als u een grote update hebt die prestatieproblemen veroorzaakt, probeer deze dan op te splitsen in kleinere, beter beheersbare updates. Hierdoor kan React andere updates prioriteren en voorkomen dat de UI blokkeert.
• Gebruik de juiste tool voor de job: Kies de juiste API (`useDeferredValue`, `useTransition`, `unstable_batchedUpdates`) op basis van de specifieke vereisten van uw applicatie.
• Begrijp de trade-offs: Het handmatig regelen van renderingprioriteiten kan complex zijn en vereist een goed begrip van de interne werking van React. Zorg ervoor dat u de trade-offs zorgvuldig overweegt voordat u wijzigingen aanbrengt.

Impact op wereldwijde gebruikers

Efficiënte rendering, vooral met prioriteitsbaanbeheer, heeft een directe invloed op wereldwijde gebruikers op verschillende manieren:

• Gebruikers met langzamere internetverbindingen: Het optimaliseren van rendering zorgt ervoor dat zelfs bij langzamere verbindingen de applicatie responsief blijft. Het verminderen van de hoeveelheid overgedragen gegevens en het prioriteren van essentiële elementen zoals gebruikersinteracties verbetert de gebruikerservaring wanneer de bandbreedte beperkt is. Het weergeven van bijvoorbeeld een afbeelding met lage resolutie als tijdelijke aanduiding terwijl een afbeelding met hoge resolutie op de achtergrond wordt geladen, kan de waargenomen prestaties aanzienlijk verbeteren.
• Gebruikers met minder krachtige apparaten: Low-end apparaten profiteren enorm van renderingoptimalisaties. Het verminderen van CPU- en geheugengebruik door middel van efficiënte renderingpraktijken zorgt ervoor dat deze apparaten applicaties soepel kunnen uitvoeren, waardoor vertragingen en freezes worden voorkomen. Code-splitting, lazy loading van componenten en het optimaliseren van afbeeldingen kunnen een aanzienlijk verschil maken voor gebruikers op oudere of minder krachtige hardware.
• Internationalisatie (i18n): Bij het omgaan met verschillende talen wordt het efficiënt renderen van gelokaliseerde inhoud cruciaal. Het gebruik van technieken zoals code-splitting voor verschillende locales, of het alleen renderen van de benodigde tekst op basis van de voorkeurstaal van de gebruiker, kan het renderingproces optimaliseren en de responsiviteit van de applicatie in verschillende regio's verbeteren.
• Toegankelijkheid: Het prioriteren van toegankelijkheidsfuncties verbetert de gebruikerservaring voor mensen met een handicap. Ervoor zorgen dat schermlezers en andere ondersteunende technologieën efficiënt toegang hebben tot inhoud en dat de applicatie responsief blijft bij het gebruik van deze tools, kan de toegankelijkheid aanzienlijk verbeteren.

Voorbeeld voor een wereldwijde applicatie: Stel dat we een e-commercewebsite bouwen die wereldwijd gebruikers bedient. Productafbeeldingen kunnen erg groot zijn. Het gebruik van `useDeferredValue` om eerst afbeeldingen met een lagere resolutie te laden, gevolgd door afbeeldingen met een hogere resolutie, zou de gebruikerservaring in regio's met langzamere internetverbindingen aanzienlijk verbeteren. Op dezelfde manier zorgt het prioriteren van gebruikersinteracties op de productpagina ervoor dat gebruikers nog steeds kunnen communiceren met elementen zoals "Toevoegen aan winkelwagen" of "Details bekijken", zelfs terwijl de pagina zware inhoud laadt.

Conclusie

React Fiber's prioriteitsbaanbeheer is een krachtig hulpmiddel voor het optimaliseren van de prestaties van React-applicaties. Door te begrijpen hoe prioriteitsbanen werken en hoe u renderingprioriteiten handmatig kunt regelen, kunt u applicaties bouwen die responsiever, soepeler zijn en een betere gebruikerservaring bieden voor gebruikers over de hele wereld. Hoewel het beheersen ervan tijd en moeite kost, zijn de prestatievoordelen de investering zeker waard.

Omarm de kracht van prioriteitsbaanbeheer, profileer uw applicatie en streef voortdurend naar geoptimaliseerde rendering. Uw gebruikers over de hele wereld zullen u er dankbaar voor zijn!