React Batched Updates: Optimalisering av tilstandsendringer for ytelse

Reacts ytelse er avgjørende for å skape jevne og responsive brukergrensesnitt. En av de viktigste mekanismene React bruker for å optimalisere ytelsen er batched updates. Denne teknikken grupperer flere tilstandsoppdateringer i en enkelt re-render-syklus, noe som betydelig reduserer antall unødvendige re-renders og forbedrer applikasjonens generelle responsivitet. Denne artikkelen dykker ned i detaljene rundt batched updates i React, og forklarer hvordan de fungerer, deres fordeler, begrensninger, og hvordan du kan utnytte dem effektivt for å bygge høyytelses React-applikasjoner.

Forstå Reacts renderingsprosess

Før vi dykker ned i batched updates, er det viktig å forstå Reacts renderingsprosess. Hver gang en komponents tilstand endres, må React re-rendre komponenten og dens barn for å reflektere den nye tilstanden i brukergrensesnittet. Denne prosessen innebærer følgende trinn:

1. Tilstandsoppdatering: En komponents tilstand oppdateres ved hjelp av setState-metoden (eller en hook som useState).
2. Avstemming (Reconciliation): React sammenligner den nye virtuelle DOM-en med den forrige for å identifisere forskjellene ("diff").
3. Commit: React oppdaterer den faktiske DOM-en basert på de identifiserte forskjellene. Det er her endringene blir synlige for brukeren.

Re-rendering kan være en beregningsmessig kostbar operasjon, spesielt for komplekse komponenter med dype komponenttrær. Hyppige re-renders kan føre til ytelsesflaskehalser og en treg brukeropplevelse.

Hva er Batched Updates?

Batched updates er en ytelsesoptimaliseringsteknikk der React grupperer flere tilstandsoppdateringer i en enkelt re-render-syklus. I stedet for å re-rendre komponenten etter hver individuelle tilstandsendring, venter React til alle tilstandsoppdateringene innenfor et spesifikt omfang er fullført, og utfører deretter en enkelt re-render. Dette reduserer betydelig antall ganger DOM-en oppdateres, noe som fører til forbedret ytelse.

Hvordan Batched Updates fungerer

React grupperer automatisk tilstandsoppdateringer som skjer innenfor sitt kontrollerte miljø, slik som:

• Hendelseshåndterere: Tilstandsoppdateringer innenfor hendelseshåndterere som onClick, onChange og onSubmit blir gruppert.
• Reacts livssyklusmetoder (klassekomponenter): Tilstandsoppdateringer innenfor livssyklusmetoder som componentDidMount og componentDidUpdate blir også gruppert.
• React Hooks: Tilstandsoppdateringer utført via useState eller egendefinerte hooks utløst av hendelseshåndterere blir gruppert.

Når flere tilstandsoppdateringer skjer innenfor disse kontekstene, setter React dem i kø og utfører deretter en enkelt avstemmings- og commit-fase etter at hendelseshåndtereren eller livssyklusmetoden er fullført.

Eksempel:

import React, { useState } from 'react';

function Counter() {
  const [count, setCount] = useState(0);

  const handleClick = () => {
    setCount(count + 1);
    setCount(count + 1);
    setCount(count + 1);
  };

  return (
    

      
Count: {count}
      Increment
    
  );
}

export default Counter;

I dette eksemplet utløser et klikk på "Increment"-knappen handleClick-funksjonen, som kaller setCount tre ganger. React vil gruppere disse tre tilstandsoppdateringene i én enkelt oppdatering. Som et resultat vil komponenten kun re-rendre én gang, og count vil øke med 3, ikke 1 for hver setCount-kall. Hvis React ikke grupperte oppdateringer, ville komponenten re-rendret tre ganger, noe som er mindre effektivt.

Fordeler med Batched Updates

Den primære fordelen med batched updates er forbedret ytelse ved å redusere antall re-renders. Dette fører til:

• Raskere UI-oppdateringer: Reduserte re-renders resulterer i raskere oppdateringer av brukergrensesnittet, noe som gjør applikasjonen mer responsiv.
• Reduserte DOM-manipulasjoner: Færre DOM-oppdateringer betyr mindre arbeid for nettleseren, noe som fører til bedre ytelse og lavere ressursforbruk.
• Forbedret generell applikasjonsytelse: Batched updates bidrar til en jevnere og mer effektiv brukeropplevelse, spesielt i komplekse applikasjoner med hyppige tilstandsendringer.

Når Batched Updates ikke gjelder

Selv om React automatisk grupperer oppdateringer i mange scenarier, finnes det situasjoner der gruppering ikke skjer:

• Asynkrone operasjoner (utenfor Reacts kontroll): Tilstandsoppdateringer utført inne i asynkrone operasjoner som setTimeout, setInterval, eller promises blir generelt ikke gruppert automatisk. Dette er fordi React ikke har kontroll over utførelseskonteksten til disse operasjonene.
• Native hendelseshåndterere: Hvis du bruker native hendelseslyttere (f.eks. ved å knytte lyttere direkte til DOM-elementer med addEventListener), blir ikke tilstandsoppdateringer innenfor disse håndtererne gruppert.

Eksempel (Asynkron operasjon):

import React, { useState } from 'react';

function DelayedCounter() {
  const [count, setCount] = useState(0);

  const handleClick = () => {
    setTimeout(() => {
      setCount(count + 1);
      setCount(count + 1);
      setCount(count + 1);
    }, 0);
  };

  return (
    

      
Count: {count}
      Increment
    
  );
}

export default DelayedCounter;

I dette eksemplet, selv om setCount kalles tre ganger på rad, er de inne i en setTimeout-callback. Som et resultat vil React *ikke* gruppere disse oppdateringene, og komponenten vil re-rendre tre ganger, og øke telleren med 1 i hver re-render. Denne oppførselen er avgjørende å forstå for å kunne optimalisere komponentene dine riktig.

Tvinge gruppering av oppdateringer med unstable_batchedUpdates

I scenarier der React ikke automatisk grupperer oppdateringer, kan du bruke unstable_batchedUpdates fra react-dom for å tvinge gruppering. Denne funksjonen lar deg pakke flere tilstandsoppdateringer inn i en enkelt gruppe, og sikrer at de blir behandlet sammen i en enkelt re-render-syklus.

Merk: unstable_batchedUpdates-API-et anses som ustabilt og kan endres i fremtidige React-versjoner. Bruk det med forsiktighet og vær forberedt på å justere koden din om nødvendig. Likevel er det et nyttig verktøy for å eksplisitt kontrollere grupperingsatferd.

Eksempel (Bruk av unstable_batchedUpdates):

import React, { useState } from 'react';
import { unstable_batchedUpdates } from 'react-dom';

function DelayedCounter() {
  const [count, setCount] = useState(0);

  const handleClick = () => {
    setTimeout(() => {
      unstable_batchedUpdates(() => {
        setCount(count + 1);
        setCount(count + 1);
        setCount(count + 1);
      });
    }, 0);
  };

  return (
    

      
Count: {count}
      Increment
    
  );
}

export default DelayedCounter;

I dette modifiserte eksemplet brukes unstable_batchedUpdates til å pakke inn de tre setCount-kallene innenfor setTimeout-callbacken. Dette tvinger React til å gruppere disse oppdateringene, noe som resulterer i en enkelt re-render og en økning av telleren med 3.

React 18 og automatisk gruppering

React 18 introduserte automatisk gruppering for flere scenarier. Dette betyr at React automatisk vil gruppere tilstandsoppdateringer, selv når de skjer inne i timeouts, promises, native hendelseshåndterere eller enhver annen hendelse. Dette forenkler ytelsesoptimalisering betraktelig og reduserer behovet for å manuelt bruke unstable_batchedUpdates.

Eksempel (React 18 automatisk gruppering):

import React, { useState } from 'react';

function DelayedCounter() {
  const [count, setCount] = useState(0);

  const handleClick = () => {
    setTimeout(() => {
      setCount(count + 1);
      setCount(count + 1);
      setCount(count + 1);
    }, 0);
  };

  return (
    

      
Count: {count}
      Increment
    
  );
}

export default DelayedCounter;

I React 18 vil eksemplet ovenfor automatisk gruppere setCount-kallene, selv om de er inne i en setTimeout. Dette er en betydelig forbedring i Reacts ytelsesoptimaliseringsevner.

Beste praksis for å utnytte Batched Updates

For å effektivt utnytte batched updates og optimalisere React-applikasjonene dine, bør du vurdere følgende beste praksis:

• Grupper relaterte tilstandsoppdateringer: Når det er mulig, grupper relaterte tilstandsoppdateringer innenfor den samme hendelseshåndtereren eller livssyklusmetoden for å maksimere fordelene med gruppering.
• Unngå unødvendige tilstandsoppdateringer: Minimer antall tilstandsoppdateringer ved å designe komponentens tilstand nøye og unngå unødvendige oppdateringer som ikke påvirker brukergrensesnittet. Vurder å bruke teknikker som memoization (f.eks. React.memo) for å forhindre re-renders av komponenter hvis props ikke har endret seg.
• Bruk funksjonelle oppdateringer: Når du oppdaterer tilstand basert på den forrige tilstanden, bruk funksjonelle oppdateringer. Dette sikrer at du jobber med den korrekte tilstandsverdien, selv når oppdateringer er gruppert. Funksjonelle oppdateringer sender en funksjon til setState (eller useState-setteren) som mottar den forrige tilstanden som et argument.
• Vær oppmerksom på asynkrone operasjoner: I eldre versjoner av React (før 18), vær klar over at tilstandsoppdateringer innenfor asynkrone operasjoner ikke grupperes automatisk. Bruk unstable_batchedUpdates ved behov for å tvinge gruppering. For nye prosjekter anbefales det imidlertid på det sterkeste å oppgradere til React 18 for å dra nytte av automatisk gruppering.
• Optimaliser hendelseshåndterere: Optimaliser koden i hendelseshåndtererne dine for å unngå unødvendige beregninger eller DOM-manipulasjoner som kan senke renderingsprosessen.
• Profiler applikasjonen din: Bruk Reacts profileringsverktøy for å identifisere ytelsesflaskehalser og områder der batched updates kan optimaliseres ytterligere. React DevTools' Performance-fanen kan hjelpe deg med å visualisere re-renders og identifisere forbedringsmuligheter.

Eksempel (Funksjonelle oppdateringer):

import React, { useState } from 'react';

function Counter() {
  const [count, setCount] = useState(0);

  const handleClick = () => {
    setCount(prevCount => prevCount + 1);
    setCount(prevCount => prevCount + 1);
    setCount(prevCount => prevCount + 1);
  };

  return (
    

      
Count: {count}
      Increment
    
  );
}

export default Counter;

I dette eksemplet brukes funksjonelle oppdateringer for å øke count basert på den forrige verdien. Dette sikrer at count økes korrekt, selv når oppdateringene er gruppert.

Konklusjon

Reacts batched updates er en kraftig mekanisme for å optimalisere ytelsen ved å redusere unødvendige re-renders. Å forstå hvordan batched updates fungerer, deres begrensninger, og hvordan man kan utnytte dem effektivt, er avgjørende for å bygge høyytelses React-applikasjoner. Ved å følge beste praksis beskrevet i denne artikkelen, kan du betydelig forbedre responsiviteten og den generelle brukeropplevelsen i dine React-applikasjoner. Med React 18 som introduserer automatisk gruppering, blir optimalisering av tilstandsendringer enda enklere og mer effektivt, slik at utviklere kan fokusere på å bygge fantastiske brukergrensesnitt.