React Scheduler-profilering: Avsløring av oppgavekjøring for optimalisert ytelse

I en verden av moderne webutvikling er det avgjørende å levere en jevn og responsiv brukeropplevelse. React, med sin komponentbaserte arkitektur og virtuelle DOM, har blitt en hjørnestein for å bygge komplekse brukergrensesnitt. Men selv med Reacts optimaliseringer kan ytelsesflaskehalser oppstå, spesielt i store og intrikate applikasjoner. Å forstå hvordan React planlegger og utfører oppgaver er avgjørende for å identifisere og løse disse ytelsesproblemene. Denne artikkelen dykker ned i verdenen av React Scheduler-profilering, og gir en omfattende guide til å analysere oppgavekjøring og optimalisere dine React-applikasjoner for topp ytelse.

Forståelse av React Scheduler

Før vi dykker ned i profileringsteknikker, la oss etablere en grunnleggende forståelse av React Scheduler. React Scheduler er ansvarlig for å administrere utførelsen av arbeid i en React-applikasjon. Den prioriterer oppgaver, bryter dem ned i mindre arbeidsenheter, og planlegger dem for utførelse på en måte som minimerer blokkering av hovedtråden. Denne planleggingen er kritisk for å opprettholde et responsivt brukergrensesnitt.

React benytter en Fiber-arkitektur, som lar den bryte ned rendring i mindre, avbrytbare arbeidsenheter. Disse enhetene kalles Fibers, og React Scheduler administrerer disse Fibers for å sikre at høyt prioriterte oppgaver (som brukerinput) håndteres raskt. Scheduler bruker en prioritetskø for å administrere Fibers, noe som gjør det mulig å prioritere oppdateringer basert på hvor presserende de er.

Nøkkelkonsepter:

• Fiber: En arbeidsenhet som representerer en komponentinstans.
• Scheduler: Modulen som er ansvarlig for å prioritere og planlegge Fibers.
• WorkLoop: Funksjonen som itererer gjennom Fiber-treet og utfører oppdateringer.
• Prioritetskø: En datastruktur som brukes til å administrere Fibers basert på deres prioritet.

Viktigheten av profilering

Profilering er prosessen med å måle og analysere ytelseskarakteristikkene til applikasjonen din. I konteksten av React lar profilering deg forstå hvordan React Scheduler utfører oppgaver, identifisere langvarige operasjoner, og peke ut områder der optimalisering kan ha størst innvirkning. Uten profilering flyr du i blinde, og stoler på gjetting for å forbedre ytelsen.

Tenk deg et scenario der applikasjonen din opplever merkbar forsinkelse når en bruker samhandler med en spesifikk komponent. Profilering kan avsløre om forsinkelsen skyldes en kompleks rendringsoperasjon i den komponenten, en ineffektiv datainnhentingsprosess, eller overdreven re-rendring utløst av tilstandsoppdateringer. Ved å identifisere årsaken kan du fokusere optimaliseringsinnsatsen på de områdene som vil gi de mest betydelige ytelsesgevinstene.

Verktøy for React Scheduler-profilering

Flere kraftige verktøy er tilgjengelige for å profilere React-applikasjoner og få innsikt i oppgavekjøring i React Scheduler:

1. Ytelsesfanen i Chrome DevTools

Ytelsesfanen i Chrome DevTools er et allsidig verktøy for å profilere ulike aspekter av webapplikasjoner, inkludert React-ytelse. Den gir en detaljert tidslinje over alle aktiviteter som skjer i nettleseren, inkludert JavaScript-kjøring, rendring, maling og nettverksforespørsler. Ved å ta opp en ytelsesprofil mens du samhandler med React-applikasjonen din, kan du identifisere ytelsesflaskehalser og analysere kjøringen av React-oppgaver.

Slik bruker du det:

1. Åpne Chrome DevTools (Ctrl+Shift+I eller Cmd+Option+I).
2. Naviger til "Performance"-fanen.
3. Klikk på "Record"-knappen.
4. Samhandle med React-applikasjonen din for å utløse atferden du vil profilere.
5. Klikk på "Stop"-knappen for å stoppe opptaket.
6. Analyser den genererte tidslinjen for å identifisere ytelsesflaskehalser.

Ytelsesfanen gir ulike visninger for å analysere de innsamlede dataene, inkludert:

• Flammediagram (Flame Chart): Visualiserer kallstakken til JavaScript-funksjoner, slik at du kan identifisere funksjoner som bruker mest tid.
• Bottom-Up: Aggregerer tiden brukt i hver funksjon og dens kallere, og hjelper deg med å identifisere de dyreste operasjonene.
• Kalltre (Call Tree): Viser kallstakken i et hierarkisk format, og gir en klar oversikt over kjøringsflyten.

I ytelsesfanen, se etter oppføringer relatert til React, som "Update" (representerer en komponentoppdatering) eller "Commit" (representerer den endelige rendringen av den oppdaterte DOM-en). Disse oppføringene kan gi verdifull innsikt i tiden som brukes på å rendre komponenter.

2. React DevTools Profiler

React DevTools Profiler er et spesialisert verktøy bygget spesifikt for å profilere React-applikasjoner. Det gir en mer fokusert visning av Reacts interne operasjoner, noe som gjør det lettere å identifisere ytelsesproblemer relatert til komponentrendring, tilstandsoppdateringer og prop-endringer.

Installasjon:

React DevTools Profiler er tilgjengelig som en nettleserutvidelse for Chrome, Firefox og Edge. Du kan installere den fra den respektive nettleserens utvidelsesbutikk.

Bruk:

1. Åpne React DevTools-panelet i nettleseren din.
2. Naviger til "Profiler"-fanen.
3. Klikk på "Record"-knappen.
4. Samhandle med React-applikasjonen din for å utløse atferden du vil profilere.
5. Klikk på "Stop"-knappen for å stoppe opptaket.

Profiler gir to hovedvisninger for å analysere de innsamlede dataene:

• Flamegraph: En visuell representasjon av komponenttreet, der hver bjelke representerer en komponent og bredden representerer tiden som ble brukt på å rendre den komponenten.
• Rangert (Ranked): En liste over komponenter rangert etter tiden det tok å rendre dem, slik at du raskt kan identifisere de dyreste komponentene.

React DevTools Profiler gir også funksjoner for:

• Utheving av oppdateringer: Viser visuelt hvilke komponenter som re-rendrer, og hjelper deg med å identifisere unødvendige re-rendringer.
• Inspeksjon av komponent-props og -state: Undersøker props og state for komponenter for å forstå hvorfor de re-rendrer.
• Filtrering av komponenter: Fokuserer på spesifikke komponenter eller deler av komponenttreet.

3. React.Profiler-komponenten

React.Profiler-komponenten er et innebygd React API som lar deg måle rendringsytelsen til spesifikke deler av applikasjonen din. Den gir en programmatisk måte å samle inn profileringsdata på uten å være avhengig av eksterne verktøy.

Bruk:

Pakk komponentene du vil profilere inn i React.Profiler-komponenten. Gi en id-prop for å identifisere profileren og en onRender-prop, som er en tilbakekallingsfunksjon som vil bli kalt etter hver rendring.

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`);
}

onRender-tilbakekallingsfunksjonen mottar flere argumenter som gir informasjon om rendringsprosessen:

• id: id-propen til React.Profiler-komponenten.
• phase: Indikerer om komponenten nettopp ble montert eller oppdatert.
• actualDuration: Tiden brukt på å rendre komponenten i denne oppdateringen.
• baseDuration: Den estimerte tiden for å rendre komponenttreet uten memoization.
• startTime: Når React begynte å rendre denne oppdateringen.
• commitTime: Når React committet denne oppdateringen.
• interactions: Settet med "interaksjoner" som ble sporet da denne oppdateringen ble planlagt.

Du kan bruke disse dataene til å spore rendringsytelsen til komponentene dine og identifisere områder der optimalisering er nødvendig.

Analyse av profileringsdata

Når du har samlet inn profileringsdata ved hjelp av ett av verktøyene nevnt ovenfor, er neste trinn å analysere dataene og identifisere ytelsesflaskehalser. Her er noen nøkkelområder å fokusere på:

1. Identifisere trege rendringskomponenter

Flamegraph- og Rangert-visningene i React DevTools Profiler er spesielt nyttige for å identifisere komponenter som tar lang tid å rendre. Se etter komponenter med brede bjelker i Flamegraph eller komponenter som vises øverst i Rangert-listen. Disse komponentene er sannsynlige kandidater for optimalisering.

I ytelsesfanen i Chrome DevTools, se etter "Update"-oppføringer som bruker betydelig tid. Disse oppføringene representerer komponentoppdateringer, og tiden brukt innenfor disse oppføringene indikerer rendringskostnaden for de tilsvarende komponentene.

2. Finne unødvendige re-rendringer

Unødvendige re-rendringer kan ha en betydelig innvirkning på ytelsen, spesielt i komplekse applikasjoner. React DevTools Profiler kan hjelpe deg med å identifisere komponenter som re-rendrer selv når deres props eller state ikke har endret seg.

Aktiver alternativet "Highlight updates when components render" i React DevTools-innstillingene. Dette vil visuelt utheve komponenter som re-rendrer, noe som gjør det enkelt å oppdage unødvendige re-rendringer. Undersøk årsakene til at disse komponentene re-rendrer og implementer teknikker for å forhindre dem, som å bruke React.memo eller useMemo.

3. Undersøke kostbare beregninger

Langvarige beregninger i komponentene dine kan blokkere hovedtråden og forårsake ytelsesproblemer. Ytelsesfanen i Chrome DevTools er et verdifullt verktøy for å identifisere disse beregningene.

Se etter JavaScript-funksjoner som bruker betydelig tid i Flammediagram- eller Bottom-Up-visningene. Disse funksjonene kan utføre komplekse beregninger, datatransformasjoner eller andre kostbare operasjoner. Vurder å optimalisere disse funksjonene ved å bruke memoization, caching eller mer effektive algoritmer.

4. Analysere nettverksforespørsler

Nettverksforespørsler kan også bidra til ytelsesflaskehalser, spesielt hvis de er trege eller hyppige. Nettverksfanen i Chrome DevTools gir innsikt i nettverksaktiviteten til applikasjonen din.

Se etter forespørsler som tar lang tid å fullføre eller forespørsler som gjøres gjentatte ganger. Vurder å optimalisere disse forespørslene ved å bruke caching, paginering eller mer effektive datainnhentingsstrategier.

5. Forstå Scheduler-interaksjoner

Å få en dypere forståelse av hvordan React Scheduler prioriterer og utfører oppgaver kan være uvurderlig for å optimalisere ytelsen. Selv om ytelsesfanen i Chrome DevTools og React DevTools Profiler gir en viss synlighet i Schedulerens operasjoner, krever analyse av de innsamlede dataene en mer nyansert forståelse av Reacts interne virkemåte.

Fokuser på interaksjonene mellom komponenter og Scheduler. Hvis visse komponenter konsekvent utløser høyt prioriterte oppdateringer, analyser hvorfor disse oppdateringene er nødvendige og om de kan utsettes eller optimaliseres. Følg med på hvordan Scheduler fletter sammen ulike typer oppgaver, som rendring, layout og maling. Hvis Scheduler konstant bytter mellom oppgaver, kan det indikere at applikasjonen opplever "thrashing", noe som kan føre til ytelsesforringelse.

Optimaliseringsteknikker

Når du har identifisert ytelsesflaskehalser gjennom profilering, er neste trinn å implementere optimaliseringsteknikker for å forbedre applikasjonens ytelse. Her er noen vanlige optimaliseringsstrategier:

1. Memoization

Memoization er en teknikk for å cache resultatene av kostbare funksjonskall og returnere det cachede resultatet når de samme inputene oppstår igjen. I React kan du bruke React.memo til å memoize funksjonelle komponenter og useMemo-hooken til å memoize resultatene av beregninger.

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. Virtualisering

Virtualisering er en teknikk for å rendre store lister eller tabeller effektivt ved kun å rendre de synlige elementene. Biblioteker som react-window og react-virtualized tilbyr komponenter for å virtualisere lister og tabeller i React-applikasjoner.

3. Kodesplitting

Kodesplitting er en teknikk for å bryte applikasjonen din ned i mindre biter og laste dem ved behov. Dette kan redusere den initiale lastetiden for applikasjonen din og forbedre den generelle ytelsen. React støtter kodesplitting ved hjelp av dynamiske importer og React.lazy- og Suspense-komponentene.

import React, { Suspense } from 'react';

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

function App() {
  return (
    Loading...