React Scheduler Profiling: Taakuitvoering onthullen voor geoptimaliseerde prestaties

In de wereld van moderne webontwikkeling is het leveren van een soepele en responsieve gebruikerservaring van het grootste belang. React, met zijn op componenten gebaseerde architectuur en virtuele DOM, is een hoeksteen geworden voor het bouwen van complexe UI's. Echter, zelfs met de optimalisaties van React kunnen prestatieknelpunten ontstaan, vooral in grote en ingewikkelde applicaties. Het begrijpen van hoe React taken plant en uitvoert, is cruciaal voor het identificeren en oplossen van deze prestatieproblemen. Dit artikel duikt in de wereld van React Scheduler-profiling en biedt een uitgebreide gids voor het analyseren van taakuitvoering en het optimaliseren van uw React-applicaties voor topprestaties.

De React Scheduler begrijpen

Voordat we in profilingtechnieken duiken, laten we eerst een fundamenteel begrip van de React Scheduler opbouwen. De React Scheduler is verantwoordelijk voor het beheren van de uitvoering van werk binnen een React-applicatie. Het geeft prioriteit aan taken, breekt ze op in kleinere werkeenheden en plant ze in om uitgevoerd te worden op een manier die het blokkeren van de main thread minimaliseert. Deze planning is cruciaal voor het behouden van een responsieve gebruikersinterface.

React maakt gebruik van een Fiber-architectuur, waardoor het de weergave kan opbreken in kleinere, onderbreekbare werkeenheden. Deze eenheden worden Fibers genoemd, en de React Scheduler beheert deze Fibers om ervoor te zorgen dat taken met een hoge prioriteit (zoals gebruikersinvoer) snel worden afgehandeld. De Scheduler gebruikt een prioriteitswachtrij om de Fibers te beheren, waardoor het updates kan prioriteren op basis van hun urgentie.

Kernbegrippen:

• Fiber: Een werkeenheid die een componentinstantie vertegenwoordigt.
• Scheduler: De module die verantwoordelijk is voor het prioriteren en plannen van Fibers.
• WorkLoop: De functie die door de Fiber-boom itereert en updates uitvoert.
• Priority Queue: Een datastructuur die wordt gebruikt om Fibers te beheren op basis van hun prioriteit.

Het belang van profiling

Profiling is het proces van het meten en analyseren van de prestatiekenmerken van uw applicatie. In de context van React stelt profiling u in staat te begrijpen hoe de React Scheduler taken uitvoert, langlopende operaties te identificeren en gebieden aan te wijzen waar optimalisatie de grootste impact kan hebben. Zonder profiling vliegt u in wezen blind en vertrouwt u op giswerk om de prestaties te verbeteren.

Overweeg een scenario waarin uw applicatie merkbare vertraging ondervindt wanneer een gebruiker interactie heeft met een specifiek component. Profiling kan onthullen of de vertraging te wijten is aan een complexe weergaveoperatie binnen dat component, een inefficiënt proces voor het ophalen van gegevens, of overmatige herweergaven veroorzaakt door statusupdates. Door de hoofdoorzaak te identificeren, kunt u uw optimalisatie-inspanningen richten op de gebieden die de belangrijkste prestatiewinsten zullen opleveren.

Tools voor React Scheduler Profiling

Er zijn verschillende krachtige tools beschikbaar voor het profileren van React-applicaties en het verkrijgen van inzicht in de taakuitvoering binnen de React Scheduler:

1. Chrome DevTools Performance-tabblad

Het Performance-tabblad van Chrome DevTools is een veelzijdige tool voor het profileren van verschillende aspecten van webapplicaties, inclusief de prestaties van React. Het biedt een gedetailleerde tijdlijn van alle activiteiten die in de browser plaatsvinden, inclusief JavaScript-uitvoering, weergave, painting en netwerkverzoeken. Door een prestatieprofiel op te nemen terwijl u met uw React-applicatie interacteert, kunt u prestatieknelpunten identificeren en de uitvoering van React-taken analyseren.

Hoe te gebruiken:

1. Open Chrome DevTools (Ctrl+Shift+I of Cmd+Option+I).
2. Navigeer naar het "Performance"-tabblad.
3. Klik op de "Record"-knop.
4. Interacteer met uw React-applicatie om het gedrag dat u wilt profileren te activeren.
5. Klik op de "Stop"-knop om de opname te stoppen.
6. Analyseer de gegenereerde tijdlijn om prestatieknelpunten te identificeren.

Het Performance-tabblad biedt verschillende weergaven voor het analyseren van de vastgelegde gegevens, waaronder:

• Flame Chart: Visualiseert de call stack van JavaScript-functies, waardoor u functies kunt identificeren die de meeste tijd in beslag nemen.
• Bottom-Up: Aggregeert de tijd die in elke functie en de door haar aangeroepen functies wordt besteed, wat helpt bij het identificeren van de duurste operaties.
• Call Tree: Toont de call stack in een hiërarchisch formaat, wat een duidelijk beeld geeft van de uitvoeringsstroom.

Zoek binnen het Performance-tabblad naar vermeldingen die verband houden met React, zoals "Update" (vertegenwoordigt een componentupdate) of "Commit" (vertegenwoordigt de definitieve weergave van de bijgewerkte DOM). Deze vermeldingen kunnen waardevolle inzichten verschaffen in de tijd die wordt besteed aan het weergeven van componenten.

2. React DevTools Profiler

De React DevTools Profiler is een gespecialiseerde tool die specifiek is gebouwd voor het profileren van React-applicaties. Het biedt een meer gerichte weergave van de interne operaties van React, waardoor het gemakkelijker wordt om prestatieproblemen te identificeren die verband houden met de weergave van componenten, statusupdates en prop-wijzigingen.

Installatie:

De React DevTools Profiler is beschikbaar als een browserextensie voor Chrome, Firefox en Edge. U kunt deze installeren vanuit de extensiewinkel van de desbetreffende browser.

Gebruik:

1. Open het React DevTools-paneel in uw browser.
2. Navigeer naar het "Profiler"-tabblad.
3. Klik op de "Record"-knop.
4. Interacteer met uw React-applicatie om het gedrag dat u wilt profileren te activeren.
5. Klik op de "Stop"-knop om de opname te stoppen.

De Profiler biedt twee hoofdweergaven voor het analyseren van de vastgelegde gegevens:

• Flamegraph: Een visuele weergave van de componentenboom, waarbij elke balk een component vertegenwoordigt en de breedte de tijd aangeeft die aan de weergave van dat component is besteed.
• Ranked: Een lijst van componenten gerangschikt op de tijd die ze nodig hadden om te renderen, zodat u snel de duurste componenten kunt identificeren.

De React DevTools Profiler biedt ook functies voor:

• Updates markeren: Visueel markeren van componenten die opnieuw worden gerenderd, wat helpt bij het identificeren van onnodige herweergaven.
• Component props en state inspecteren: Onderzoeken van de props en state van componenten om te begrijpen waarom ze opnieuw worden gerenderd.
• Componenten filteren: Focussen op specifieke componenten of delen van de componentenboom.

3. React.Profiler Component

Het React.Profiler-component is een ingebouwde React API waarmee u de weergaveprestaties van specifieke delen van uw applicatie kunt meten. Het biedt een programmatische manier om profileringsgegevens te verzamelen zonder afhankelijk te zijn van externe tools.

Gebruik:

Omhul de componenten die u wilt profileren met het React.Profiler-component. Geef een id-prop op om de profiler te identificeren en een onRender-prop, wat een callback-functie is die na elke weergave wordt aangeroepen.

import React from 'react';

function MyComponent() {
  return (
    
      {/* Component content */}
    
  );
}

function onRenderCallback(
  id: string,
  phase: 'mount' | 'update',
  actualDuration: number,
  baseDuration: number,
  startTime: number,
  commitTime: number,
  interactions: Set
) {
  console.log(`Component ${id} rendered`);
  console.log(`Phase: ${phase}`);
  console.log(`Actual duration: ${actualDuration}ms`);
  console.log(`Base duration: ${baseDuration}ms`);
}

De onRender callback-functie ontvangt verschillende argumenten die informatie geven over het weergaveproces:

• id: De id-prop van het React.Profiler-component.
• phase: Geeft aan of het component zojuist is gemount of bijgewerkt.
• actualDuration: De tijd die is besteed aan het renderen van het component in deze update.
• baseDuration: De geschatte tijd om de componentenboom zonder memoization te renderen.
• startTime: Wanneer React begon met het renderen van deze update.
• commitTime: Wanneer React deze update heeft doorgevoerd.
• interactions: De set van "interacties" die werden gevolgd toen deze update werd gepland.

U kunt deze gegevens gebruiken om de weergaveprestaties van uw componenten te volgen en gebieden te identificeren waar optimalisatie nodig is.

Profileringsgegevens analyseren

Nadat u profileringsgegevens hebt vastgelegd met een van de bovengenoemde tools, is de volgende stap het analyseren van de gegevens en het identificeren van prestatieknelpunten. Hier zijn enkele belangrijke aandachtsgebieden:

1. Langzaam renderende componenten identificeren

De Flamegraph- en Ranked-weergaven in de React DevTools Profiler zijn bijzonder nuttig voor het identificeren van componenten die lang duren om te renderen. Zoek naar componenten met brede balken in de Flamegraph of componenten die bovenaan de Ranked-lijst verschijnen. Deze componenten zijn waarschijnlijk kandidaten voor optimalisatie.

Zoek in het Chrome DevTools Performance-tabblad naar "Update"-vermeldingen die een aanzienlijke hoeveelheid tijd in beslag nemen. Deze vermeldingen vertegenwoordigen componentupdates, en de tijd die binnen deze vermeldingen wordt doorgebracht, geeft de weergavekosten van de corresponderende componenten aan.

2. Onnodige herweergaven opsporen

Onnodige herweergaven kunnen de prestaties aanzienlijk beïnvloeden, vooral in complexe applicaties. De React DevTools Profiler kan u helpen componenten te identificeren die opnieuw worden gerenderd, zelfs als hun props of state niet zijn veranderd.

Schakel de optie "Highlight updates when components render" in de React DevTools-instellingen in. Dit zal componenten die opnieuw worden gerenderd visueel markeren, waardoor het gemakkelijk wordt om onnodige herweergaven te spotten. Onderzoek de redenen waarom deze componenten opnieuw worden gerenderd en implementeer technieken om dit te voorkomen, zoals het gebruik van React.memo of useMemo.

3. Dure berekeningen onderzoeken

Langlopende berekeningen binnen uw componenten kunnen de main thread blokkeren en prestatieproblemen veroorzaken. Het Chrome DevTools Performance-tabblad is een waardevol hulpmiddel om deze berekeningen te identificeren.

Zoek naar JavaScript-functies die een aanzienlijke hoeveelheid tijd in beslag nemen in de Flame Chart- of Bottom-Up-weergaven. Deze functies kunnen complexe berekeningen, datatransformaties of andere dure operaties uitvoeren. Overweeg deze functies te optimaliseren door memoization, caching of efficiëntere algoritmen te gebruiken.

4. Netwerkverzoeken analyseren

Netwerkverzoeken kunnen ook bijdragen aan prestatieknelpunten, vooral als ze traag of frequent zijn. Het Chrome DevTools Network-tabblad biedt inzicht in de netwerkactiviteit van uw applicatie.

Zoek naar verzoeken die lang duren om te voltooien of verzoeken die herhaaldelijk worden gedaan. Overweeg deze verzoeken te optimaliseren door caching, paginering of efficiëntere strategieën voor het ophalen van gegevens te gebruiken.

5. Interacties met de Scheduler begrijpen

Een dieper begrip van hoe de React Scheduler taken prioriteert en uitvoert, kan van onschatbare waarde zijn voor het optimaliseren van de prestaties. Hoewel het Chrome DevTools Performance-tabblad en de React DevTools Profiler enige zichtbaarheid bieden in de werking van de Scheduler, vereist het analyseren van de vastgelegde gegevens een genuanceerder begrip van de interne werking van React.

Focus op de interacties tussen componenten en de Scheduler. Als bepaalde componenten consequent updates met hoge prioriteit activeren, analyseer dan waarom deze updates nodig zijn en of ze kunnen worden uitgesteld of geoptimaliseerd. Let op hoe de Scheduler verschillende soorten taken door elkaar weeft, zoals weergave, layout en painting. Als de Scheduler constant tussen taken schakelt, kan dit erop wijzen dat de applicatie last heeft van 'thrashing', wat kan leiden tot prestatievermindering.

Optimalisatietechnieken

Nadat u prestatieknelpunten hebt geïdentificeerd door middel van profiling, is de volgende stap het implementeren van optimalisatietechnieken om de prestaties van uw applicatie te verbeteren. Hier zijn enkele veelvoorkomende optimalisatiestrategieën:

1. Memoization

Memoization is een techniek voor het cachen van de resultaten van dure functieaanroepen en het teruggeven van het gecachte resultaat wanneer dezelfde invoer opnieuw voorkomt. In React kunt u React.memo gebruiken om functionele componenten te memoizen en de useMemo-hook om de resultaten van berekeningen te memoizen.

import React, { useMemo } from 'react';

const MyComponent = React.memo(function MyComponent(props) {
  // ... component logic
});

function MyComponentWithMemoizedValue() {
  const expensiveValue = useMemo(() => {
    // ... expensive computation
    return result;
  }, [dependencies]);

  return (
    

      {expensiveValue}
    
  );
}

2. Virtualisatie

Virtualisatie is een techniek voor het efficiënt renderen van grote lijsten of tabellen door alleen de zichtbare items te renderen. Bibliotheken zoals react-window en react-virtualized bieden componenten voor het virtualiseren van lijsten en tabellen in React-applicaties.

3. Code Splitting

Code splitting is een techniek om uw applicatie op te breken in kleinere stukjes en deze op aanvraag te laden. Dit kan de initiële laadtijd van uw applicatie verkorten en de algehele prestaties verbeteren. React ondersteunt code splitting met dynamische imports en de React.lazy en Suspense componenten.

import React, { Suspense } from 'react';

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

function App() {
  return (
    Loading...