React Batching: Optimalisering av tilstandsoppdateringer for ytelse

I det stadig utviklende landskapet for webutvikling er optimalisering av applikasjonsytelse avgjørende. React, et ledende JavaScript-bibliotek for å bygge brukergrensesnitt, tilbyr flere mekanismer for å forbedre effektiviteten. En slik mekanisme, som ofte jobber i bakgrunnen, er batching. Denne artikkelen gir en omfattende utforskning av React batching, dets fordeler, begrensninger og avanserte teknikker for å optimalisere tilstandsoppdateringer for å levere en jevnere og mer responsiv brukeropplevelse.

Hva er React Batching?

React batching er en ytelsesoptimaliseringsteknikk der React grupperer flere tilstandsoppdateringer til én enkelt re-rendring. Dette betyr at i stedet for å re-rendre komponenten flere ganger for hver tilstandsendring, venter React til alle tilstandsoppdateringene er fullført og utfører deretter én enkelt oppdatering. Dette reduserer antallet re-rendringer betydelig, noe som fører til forbedret ytelse og et mer responsivt brukergrensesnitt.

Før React 18 skjedde batching kun innenfor Reacts hendelseshåndterere. Tilstandsoppdateringer utenfor disse håndtererne, som de i setTimeout, promises eller native hendelseshåndterere, ble ikke batchet. Dette førte ofte til uventede re-rendringer og ytelsesflaskehalser.

Med introduksjonen av automatisk batching i React 18 er denne begrensningen overvunnet. React batcher nå automatisk tilstandsoppdateringer i flere scenarioer, inkludert:

• Reacts hendelseshåndterere (f.eks. onClick, onChange)
• Asynkrone JavaScript-funksjoner (f.eks. setTimeout, Promise.then)
• Native hendelseshåndterere (f.eks. hendelseslyttere festet direkte til DOM-elementer)

Fordeler med React Batching

Fordelene med React batching er betydelige og påvirker brukeropplevelsen direkte:

• Forbedret ytelse: Å redusere antallet re-rendringer minimerer tiden som brukes på å oppdatere DOM, noe som resulterer i raskere rendring og et mer responsivt brukergrensesnitt.
• Redusert ressursforbruk: Færre re-rendringer betyr mindre CPU- og minnebruk, noe som fører til bedre batterilevetid for mobile enheter og lavere serverkostnader for applikasjoner med server-side rendering.
• Forbedret brukeropplevelse: Et jevnere og mer responsivt brukergrensesnitt bidrar til en bedre generell brukeropplevelse, og får applikasjonen til å føles mer polert og profesjonell.
• Forenklet kode: Automatisk batching forenkler utviklingen ved å fjerne behovet for manuelle optimaliseringsteknikker, slik at utviklere kan fokusere på å bygge funksjoner i stedet for å finjustere ytelsen.

Hvordan React Batching fungerer

Reacts batching-mekanisme er innebygd i dens avstemmingsprosess (reconciliation). Når en tilstandsoppdatering utløses, re-rendrer ikke React komponenten umiddelbart. I stedet legger den oppdateringen i en kø. Hvis flere oppdateringer skjer innenfor en kort periode, samler React dem til én enkelt oppdatering. Denne samlede oppdateringen brukes deretter til å re-rendre komponenten én gang, og reflekterer alle endringene i én omgang.

La oss se på et enkelt eksempel:

            
import React, { useState } from 'react';

function ExampleComponent() {
  const [count1, setCount1] = useState(0);
  const [count2, setCount2] = useState(0);

  const handleClick = () => {
    setCount1(count1 + 1);
    setCount2(count2 + 1);
  };

  console.log('Komponenten ble re-rendret');

  return (
    <div>
      <p>Count 1: {count1}</p>
      <p>Count 2: {count2}</p>
      <button onClick={handleClick}>Increment Both</button>
    </div>
  );
}

export default ExampleComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

I dette eksempelet, når knappen klikkes, kalles både setCount1 og setCount2 innenfor samme hendelseshåndterer. React vil batche disse to tilstandsoppdateringene og re-rendre komponenten kun én gang. Du vil bare se "Komponenten ble re-rendret" logget til konsollen én gang per klikk, noe som demonstrerer batching i praksis.

Ikke-batchede oppdateringer: Når batching ikke gjelder

Selv om React 18 introduserte automatisk batching for de fleste scenarioer, finnes det situasjoner der du kanskje vil omgå batching og tvinge React til å oppdatere komponenten umiddelbart. Dette er vanligvis nødvendig når du trenger å lese den oppdaterte DOM-verdien umiddelbart etter en tilstandsoppdatering.

React tilbyr flushSync API-et for dette formålet. flushSync tvinger React til å synkront tømme alle ventende oppdateringer og umiddelbart oppdatere DOM.

Her er et eksempel:

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

function ExampleComponent() {
  const [text, setText] = useState('');

  const handleChange = (event) => {
    flushSync(() => {
      setText(event.target.value);
    });
    console.log('Input-verdi etter oppdatering:', event.target.value);
  };

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

export default ExampleComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

I dette eksempelet brukes flushSync for å sikre at text-tilstanden oppdateres umiddelbart etter at input-verdien endres. Dette lar deg lese den oppdaterte verdien i handleChange-funksjonen uten å vente på neste rendringssyklus. Bruk imidlertid flushSync med måte, da det kan påvirke ytelsen negativt.

Avanserte optimaliseringsteknikker

Selv om React batching gir en betydelig ytelsesforbedring, finnes det ytterligere optimaliseringsteknikker du kan bruke for å forbedre applikasjonens ytelse ytterligere.

1. Bruk av funksjonelle oppdateringer

Når du oppdaterer tilstand basert på dens forrige verdi, er det beste praksis å bruke funksjonelle oppdateringer. Funksjonelle oppdateringer sikrer at du jobber med den mest oppdaterte tilstandsverdien, spesielt i scenarioer som involverer asynkrone operasjoner eller batchede oppdateringer.

I stedet for:

            
setCount(count + 1);

            

              
                Copy
              
            
          

Bruk:

            
setCount((prevCount) => prevCount + 1);

            

              
                Copy
              
            
          

Funksjonelle oppdateringer forhindrer problemer relatert til "stale closures" og sikrer nøyaktige tilstandsoppdateringer.

2. Uforanderlighet (Immutability)

Å behandle tilstand som uforanderlig er avgjørende for effektiv rendring i React. Når tilstanden er uforanderlig, kan React raskt avgjøre om en komponent trenger å re-rendres ved å sammenligne referansene til de gamle og nye tilstandsverdiene. Hvis referansene er forskjellige, vet React at tilstanden har endret seg og en re-rendring er nødvendig. Hvis referansene er de samme, kan React hoppe over re-rendringen, og spare verdifull prosesseringstid.

Når du jobber med objekter eller arrays, unngå å modifisere den eksisterende tilstanden direkte. Lag i stedet en ny kopi av objektet eller arrayet med de ønskede endringene.

For eksempel, i stedet for:

            
const updatedItems = items;
updatedItems.push(newItem);
setItems(updatedItems);

            

              
                Copy
              
            
          

Bruk:

            
setItems([...items, newItem]);

            

              
                Copy
              
            
          

Spredningsoperatoren (...) lager en ny array med de eksisterende elementene og det nye elementet lagt til på slutten.

3. Memoization

Memoization er en kraftig optimaliseringsteknikk som innebærer å cache resultatene av kostbare funksjonskall og returnere det cachede resultatet når de samme inputene oppstår igjen. React tilbyr flere memoization-verktøy, inkludert React.memo, useMemo og useCallback.

• React.memo: Dette er en høyere-ordens komponent som memoizerer en funksjonell komponent. Den forhindrer komponenten i å re-rendre hvis dens props ikke har endret seg.
• useMemo: Denne hooken memoizerer resultatet av en funksjon. Den beregner bare verdien på nytt når dens avhengigheter endres.
• useCallback: Denne hooken memoizerer en funksjon selv. Den returnerer en memoizert versjon av funksjonen som bare endres når dens avhengigheter endres. Dette er spesielt nyttig for å sende callbacks til barnekomponenter, og forhindrer unødvendige re-rendringer.

Her er et eksempel på bruk av React.memo:

            
import React from 'react';

const MyComponent = React.memo(({ data }) => {
  console.log('MyComponent re-rendered');
  return <div>{data.name}</div>;
});

export default MyComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

I dette eksempelet vil MyComponent kun re-rendre hvis data-propen endres.

4. Kodesplitting (Code Splitting)

Kodesplitting er praksisen med å dele opp applikasjonen din i mindre biter (chunks) som kan lastes ved behov. Dette reduserer den opprinnelige lastetiden og forbedrer den generelle ytelsen til applikasjonen din. React tilbyr flere måter å implementere kodesplitting på, inkludert dynamiske importer og komponentene React.lazy og Suspense.

Her er et eksempel på bruk av React.lazy og Suspense:

            
import React, { Suspense } from 'react';

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

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

export default App;

            

              
                Copy
              
            
          

I dette eksempelet lastes MyComponent asynkront ved hjelp av React.lazy. Suspense-komponenten viser et fallback-grensesnitt mens komponenten lastes.

5. Virtualisering

Virtualisering er en teknikk for å rendre store lister eller tabeller effektivt. I stedet for å rendre alle elementene samtidig, rendrer virtualisering kun de elementene som er synlige på skjermen. Når brukeren scroller, rendres nye elementer og gamle elementer fjernes fra DOM.

Biblioteker som react-virtualized og react-window tilbyr komponenter for å implementere virtualisering i React-applikasjoner.

6. Debouncing og Throttling

Debouncing og throttling er teknikker for å begrense frekvensen en funksjon utføres med. Debouncing utsetter utførelsen av en funksjon til etter en viss periode med inaktivitet. Throttling utfører en funksjon maksimalt én gang innenfor en gitt tidsperiode.

Disse teknikkene er spesielt nyttige for å håndtere hendelser som utløses raskt, som scroll-hendelser, resize-hendelser og input-hendelser. Ved å debounce eller throttle disse hendelsene kan du forhindre overdreven re-rendring og forbedre ytelsen.

For eksempel kan du bruke lodash.debounce-funksjonen til å debounce en input-hendelse:

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

function ExampleComponent() {
  const [text, setText] = useState('');

  const handleChange = useCallback(
    debounce((event) => {
      setText(event.target.value);
    }, 300),
    []
  );

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

export default ExampleComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

I dette eksempelet er handleChange-funksjonen debounced med en forsinkelse på 300 millisekunder. Dette betyr at setText-funksjonen kun vil bli kalt etter at brukeren har sluttet å skrive i 300 millisekunder.

Eksempler fra den virkelige verden og casestudier

For å illustrere den praktiske effekten av React batching og optimaliseringsteknikker, la oss se på noen eksempler fra den virkelige verden:

• E-handelsnettsted: Et e-handelsnettsted med en kompleks produktoppføringsside kan dra betydelig nytte av batching. Å oppdatere flere filtre (f.eks. prisklasse, merke, rangering) samtidig kan utløse flere tilstandsoppdateringer. Batching sikrer at disse oppdateringene samles i én enkelt re-rendring, noe som forbedrer responsen til produktoppføringen.
• Sanntids-dashbord: Et sanntids-dashbord som viser data som oppdateres hyppig, kan utnytte batching for å optimalisere ytelsen. Ved å batche oppdateringene fra datastrømmen kan dashbordet unngå unødvendige re-rendringer og opprettholde et jevnt og responsivt brukergrensesnitt.
• Interaktivt skjema: Et komplekst skjema med flere inputfelt og valideringsregler kan også dra nytte av batching. Å oppdatere flere skjemafelt samtidig kan utløse flere tilstandsoppdateringer. Batching sikrer at disse oppdateringene samles i én enkelt re-rendring, noe som forbedrer skjemaets respons.

Feilsøking av Batching-problemer

Selv om batching generelt forbedrer ytelsen, kan det oppstå scenarioer der du trenger å feilsøke problemer relatert til batching. Her er noen tips for feilsøking av batching-problemer:

• Bruk React DevTools: React DevTools lar deg inspisere komponenttreet og overvåke re-rendringer. Dette kan hjelpe deg med å identifisere komponenter som re-rendres unødvendig.
• Bruk console.log-setninger: Å legge til console.log-setninger i komponentene dine kan hjelpe deg med å spore når de re-rendres og hva som utløser re-rendringene.
• Bruk why-did-you-update-biblioteket: Dette biblioteket hjelper deg med å identifisere hvorfor en komponent re-rendres ved å sammenligne de forrige og nåværende props- og tilstandsverdiene.
• Se etter unødvendige tilstandsoppdateringer: Pass på at du ikke oppdaterer tilstanden unødvendig. Unngå for eksempel å oppdatere tilstanden basert på samme verdi eller å oppdatere tilstanden i hver rendringssyklus.
• Vurder å bruke flushSync: Hvis du mistenker at batching forårsaker problemer, prøv å bruke flushSync for å tvinge React til å oppdatere komponenten umiddelbart. Bruk imidlertid flushSync med måte, da det kan påvirke ytelsen negativt.

Beste praksis for optimalisering av tilstandsoppdateringer

For å oppsummere, her er noen beste praksiser for å optimalisere tilstandsoppdateringer i React:

• Forstå React Batching: Vær klar over hvordan React batching fungerer og dets fordeler og begrensninger.
• Bruk funksjonelle oppdateringer: Bruk funksjonelle oppdateringer når du oppdaterer tilstand basert på dens forrige verdi.
• Behandle tilstand som uforanderlig: Behandle tilstand som uforanderlig og unngå å modifisere eksisterende tilstandsverdier direkte.
• Bruk Memoization: Bruk React.memo, useMemo og useCallback for å memoizere komponenter og funksjonskall.
• Implementer kodesplitting: Implementer kodesplitting for å redusere den opprinnelige lastetiden til applikasjonen din.
• Bruk virtualisering: Bruk virtualisering for å rendre store lister og tabeller effektivt.
• Debounce og Throttle hendelser: Debounce og throttle hendelser som utløses raskt for å forhindre overdreven re-rendring.
• Profiler applikasjonen din: Bruk React Profiler for å identifisere ytelsesflaskehalser og optimalisere koden din deretter.

Konklusjon

React batching er en kraftig optimaliseringsteknikk som kan forbedre ytelsen til dine React-applikasjoner betydelig. Ved å forstå hvordan batching fungerer og anvende ytterligere optimaliseringsteknikker, kan du levere en jevnere, mer responsiv og mer behagelig brukeropplevelse. Omfavn disse prinsippene og streb etter kontinuerlig forbedring i dine React-utviklingspraksiser.

Ved å følge disse retningslinjene og kontinuerlig overvåke applikasjonens ytelse, kan du lage React-applikasjoner som er både effektive og behagelige å bruke for et globalt publikum.