React Concurrent Mode og tidssklisning: Allokering av renderingsbudsjett

React Concurrent Mode er en banebrytende funksjon som låser opp et nytt nivå av respons og ytelse i React-applikasjoner. Kjernen i Concurrent Mode er konseptet tidssklisning (time slicing), som lar React bryte ned langvarige renderingsoppgaver i mindre, mer håndterbare biter. Dette blogginnlegget vil dykke ned i detaljene rundt tidssklisning, allokering av renderingsbudsjett, og hvordan det bidrar til en betydelig forbedret brukeropplevelse.

Forstå behovet for Concurrent Mode

Tradisjonell React opererer på en synkron måte. Når en komponent oppdateres, blokkerer React hovedtråden til hele komponenttreet er re-rendret. Dette kan føre til merkbare forsinkelser, spesielt i komplekse applikasjoner med mange komponenter eller beregningsintensiv renderingslogikk. Disse forsinkelsene kan manifestere seg som:

• Hakkete animasjoner: Animasjoner virker ujevne fordi nettleseren er blokkert under rendering.
• Ikke-responsivt brukergrensesnitt: Applikasjonen slutter å svare på brukerinput (klikk, tastetrykk) mens React render.
• Dårlig opplevd ytelse: Brukere opplever applikasjonen som treg og slapp, selv om den underliggende datahentingen er rask.

Concurrent Mode løser disse problemene ved å la React jobbe asynkront, slik at det kan veksle mellom renderingsoppgaver og andre operasjoner, som å håndtere brukerinput eller oppdatere brukergrensesnittet. Tidssklisning er en sentral mekanisme som gjør dette mulig.

Hva er tidssklisning?

Tidssklisning (time slicing), også kjent som kooperativ multitasking, er en teknikk der en langvarig oppgave deles opp i mindre arbeidsenheter. Reacts Fiber-arkitektur, som danner grunnlaget for Concurrent Mode, lar React pause, gjenoppta og til og med avbryte renderingsarbeid etter behov. I stedet for å blokkere hovedtråden under hele varigheten av en renderingsoppdatering, kan React periodisk gi kontrollen tilbake til nettleseren, slik at den kan håndtere andre hendelser og opprettholde et responsivt brukergrensesnitt.

Tenk på det slik: forestill deg at du maler et stort veggmaleri. I stedet for å prøve å male hele veggmaleriet i én kontinuerlig økt, deler du det opp i mindre seksjoner og jobber med hver seksjon i en kort periode. Dette lar deg ta pauser, svare på spørsmål fra forbipasserende og sikre at veggmaleriet skrider jevnt frem uten å overvelde deg. På samme måte deler React renderingsoppgaver inn i mindre "skiver" og veksler mellom dem og andre nettleseraktiviteter.

Allokering av renderingsbudsjett

Et avgjørende aspekt ved tidssklisning er tildelingen av et renderingsbudsjett. Dette refererer til hvor lang tid React har lov til å bruke på rendering før kontrollen gis tilbake til nettleseren. Nettleseren får da en mulighet til å håndtere brukerinput, oppdatere skjermen og utføre andre oppgaver. Etter at nettleseren har hatt sin tur, kan React gjenoppta renderingen der den slapp, ved å bruke en ny "skive" av sitt tildelte tidsbudsjett.

Det spesifikke tidsbudsjettet som tildeles React, bestemmes av nettleseren og tilgjengelige ressurser. React har som mål å være en god "samfunnsborger" og unngå å monopolisere hovedtråden, for å sikre at nettleseren forblir responsiv overfor brukerinteraksjoner.

Hvordan React håndterer tidsbudsjettet

React bruker `requestIdleCallback`-API-et (eller en lignende polyfill for eldre nettlesere) for å planlegge renderingsarbeid. `requestIdleCallback` lar React utføre bakgrunnsoppgaver når nettleseren er inaktiv, noe som betyr at den ikke er opptatt med å håndtere brukerinput eller utføre andre kritiske operasjoner. Callback-funksjonen som gis til `requestIdleCallback` mottar et `deadline`-objekt, som indikerer hvor mye tid som gjenstår i den nåværende inaktive perioden. React bruker denne tidsfristen til å bestemme hvor mye renderingsarbeid den kan utføre før den gir kontrollen tilbake til nettleseren.

Her er en forenklet illustrasjon av hvordan React kan håndtere tidsbudsjettet:

1. React planlegger renderingsarbeid ved hjelp av `requestIdleCallback`.
2. Når `requestIdleCallback` utføres, mottar React et `deadline`-objekt.
3. React begynner å rendere komponenter.
4. Mens React render, sjekker den `deadline`-objektet for å se hvor mye tid som gjenstår.
5. Hvis React går tom for tid (dvs. tidsfristen er nådd), pauser den renderingen og gir kontrollen tilbake til nettleseren.
6. Nettleseren håndterer brukerinput, oppdaterer skjermen, osv.
7. Når nettleseren er inaktiv igjen, gjenopptar React renderingen der den slapp, ved å bruke en ny "skive" av sitt tildelte tidsbudsjett.
8. Denne prosessen fortsetter til alle komponenter er rendret.

Fordeler med tidssklisning

Tidssklisning gir flere betydelige fordeler for React-applikasjoner:

• Forbedret respons: Ved å bryte ned renderingsoppgaver i mindre biter og veksle mellom dem og andre operasjoner, forhindrer tidssklisning at brukergrensesnittet blir ikke-responsivt under langvarige oppdateringer. Brukere kan fortsette å samhandle jevnt med applikasjonen, selv mens React render i bakgrunnen.
• Forbedret opplevd ytelse: Selv om den totale renderingstiden forblir den samme, kan tidssklisning få applikasjonen til å føles mye raskere. Ved å la nettleseren oppdatere skjermen oftere, kan React gi visuell tilbakemelding til brukeren raskere, noe som skaper en illusjon av en mer responsiv applikasjon.
• Bedre brukeropplevelse: Kombinasjonen av forbedret respons og forbedret opplevd ytelse fører til en betydelig bedre brukeropplevelse. Brukere er mindre tilbøyelige til å oppleve frustrasjon eller irritasjon på grunn av forsinkelser eller manglende respons.
• Prioritering av viktige oppdateringer: Concurrent Mode lar React prioritere viktige oppdateringer, som de som er relatert til brukerinput. Dette sikrer at brukergrensesnittet forblir responsivt overfor brukerinteraksjoner, selv når andre mindre kritiske oppdateringer pågår.

Slik utnytter du tidssklisning i dine React-applikasjoner

For å dra nytte av tidssklisning, må du aktivere Concurrent Mode i React-applikasjonen din. Dette kan gjøres ved å bruke de riktige API-ene for å opprette en rot:

For React 18 og nyere:

            import { createRoot } from 'react-dom/client';

const container = document.getElementById('root');
const root = createRoot(container); // Create a root
root.render(<App />);

            

              
                Copy
              
            
          

For React 17 og eldre (ved å bruke `react-dom/unstable_concurrentMode`-inngangspunktet):

            import ReactDOM from 'react-dom';

ReactDOM.unstable_createRoot(document.getElementById('root')).render(<App />);

            

              
                Copy
              
            
          

Når Concurrent Mode er aktivert, vil React automatisk anvende tidssklisning på renderingsoppdateringer. Det er imidlertid noen ekstra trinn du kan ta for å optimalisere applikasjonen din ytterligere for Concurrent Mode:

1. Omfavn Suspense

Suspense er en innebygd React-komponent som lar deg håndtere asynkrone operasjoner, som datahenting, på en elegant måte. Når en komponent som er omsluttet av Suspense prøver å rendere data som ennå ikke er tilgjengelig, vil Suspense suspendere renderingsprosessen og vise et reserve-UI (f.eks. en lastespinner). Når dataene er tilgjengelige, vil Suspense automatisk gjenoppta renderingen av komponenten.

Suspense fungerer sømløst med Concurrent Mode, og lar React prioritere rendering av andre deler av applikasjonen mens den venter på at data skal lastes. Dette kan forbedre brukeropplevelsen betydelig ved å forhindre at hele brukergrensesnittet blokkeres mens man venter på data.

Eksempel:

            import React, { Suspense } from 'react';

const ProfileDetails = React.lazy(() => import('./ProfileDetails')); // Lazy load the component

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

export default MyComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

I dette eksempelet blir `ProfileDetails`-komponenten lastet inn "lazy" med `React.lazy`. Dette betyr at komponenten kun lastes når den faktisk trengs. `Suspense`-komponenten omslutter `ProfileDetails` og viser en lastemelding mens komponenten lastes. Dette forhindrer at hele applikasjonen blokkeres mens man venter på at komponenten skal lastes.

2. Bruk Transitions

Transitions er en mekanisme for å markere oppdateringer som ikke-hastende. Når du omslutter en oppdatering i `useTransition`, vil React prioritere hastende oppdateringer (som de relatert til brukerinput) over overgangsoppdateringen. Dette lar deg utsette ikke-kritiske oppdateringer til nettleseren har tid til å behandle dem uten å blokkere brukergrensesnittet.

Transitions er spesielt nyttige for oppdateringer som kan utløse beregningsintensiv rendering, som å filtrere en stor liste eller oppdatere et komplekst diagram. Ved å markere disse oppdateringene som ikke-hastende, kan du sikre at brukergrensesnittet forblir responsivt overfor brukerinteraksjoner, selv mens oppdateringene pågår.

Eksempel:

            import React, { useState, useTransition } from 'react';

function MyComponent() {
 const [query, setQuery] = useState('');
 const [list, setList] = useState(initialList);
 const [isPending, startTransition] = useTransition();

 const handleChange = (e) => {
 const newQuery = e.target.value;
 setQuery(newQuery);

 startTransition(() => {
 // Filter the list based on the query
 setList(initialList.filter(item => item.toLowerCase().includes(newQuery.toLowerCase())));
 });
 };

 return (
 <div>
 <input type="text" value={query} onChange={handleChange} />
 {isPending ? <p>Filtering...</p> : null}
 <ul>
 {list.map(item => (<li key={item}>{item}</li>))}
 </ul>
 </div>
 );
}

export default MyComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

I dette eksempelet filtrerer `handleChange`-funksjonen en liste basert på brukerens input. `startTransition`-funksjonen brukes til å omslutte `setList`-kallet, og markerer oppdateringen som ikke-hastende. Dette lar React prioritere andre oppdateringer, som å oppdatere input-feltet, over listefiltreringen. `isPending`-tilstandsvariabelen indikerer om overgangen pågår, slik at du kan vise en lasteindikator.

3. Optimaliser komponent-rendering

Selv med tidssklisning er det fortsatt viktig å optimalisere komponent-renderingen din for å minimere mengden arbeid React må utføre. Noen strategier for å optimalisere komponent-rendering inkluderer:

• Memoization: Bruk `React.memo` eller `useMemo` for å forhindre at komponenter re-render unødvendig.
• Kodedeling (Code Splitting): Bryt ned applikasjonen din i mindre biter og last dem ved behov ved hjelp av `React.lazy` og `Suspense`.
• Virtualisering: Bruk biblioteker som `react-window` eller `react-virtualized` for å effektivt rendere store lister og tabeller.
• Effektive datastrukturer: Bruk effektive datastrukturer (f.eks. Maps, Sets) for å forbedre ytelsen til datamanipulasjonsoperasjoner.

4. Profiler applikasjonen din

Bruk React Profiler for å identifisere ytelsesflaskehalser i applikasjonen din. Profiler lar deg registrere renderingstiden for hver komponent og identifisere områder hvor du kan forbedre ytelsen.

Vurderinger og potensielle ulemper

Selv om Concurrent Mode og tidssklisning gir betydelige fordeler, er det også noen vurderinger og potensielle ulemper å huske på:

• Økt kompleksitet: Concurrent Mode kan legge til kompleksitet i applikasjonen din, spesielt hvis du ikke er kjent med asynkrone programmeringskonsepter.
• Kompatibilitetsproblemer: Noen eldre biblioteker og komponenter er kanskje ikke fullt kompatible med Concurrent Mode. Du må kanskje oppdatere eller erstatte disse bibliotekene for å sikre at applikasjonen din fungerer korrekt.
• Feilsøkingsutfordringer: Feilsøking av asynkron kode kan være mer utfordrende enn feilsøking av synkron kode. Du må kanskje bruke spesialiserte feilsøkingsverktøy for å forstå utførelsesflyten i applikasjonen din.
• Potensial for hakking: I sjeldne tilfeller kan tidssklisning føre til en liten hakkeeffekt hvis React konstant pauser og gjenopptar rendering. Dette kan vanligvis reduseres ved å optimalisere komponent-rendering og bruke transitions på en passende måte.

Eksempler og bruksområder fra den virkelige verden

Tidssklisning er spesielt fordelaktig i applikasjoner med følgende egenskaper:

• Komplekse brukergrensesnitt: Applikasjoner med store komponenttrær eller beregningsintensiv renderingslogikk.
• Hyppige oppdateringer: Applikasjoner som krever hyppige oppdateringer av brukergrensesnittet, som sanntids-dashboards eller interaktive visualiseringer.
• Treg nettverkstilkobling: Applikasjoner som må håndtere trege nettverkstilkoblinger på en elegant måte.
• Store datasett: Applikasjoner som må vise og manipulere store datasett.

Her er noen spesifikke eksempler på hvordan tidssklisning kan brukes i virkelige applikasjoner:

• E-handelsnettsteder: Forbedre responsen til produktlister og søkeresultater ved å utsette mindre kritiske oppdateringer.
• Sosiale medieplattformer: Sikre at brukergrensesnittet forblir responsivt overfor brukerinteraksjoner mens nye innlegg og kommentarer lastes.
• Kartapplikasjoner: Gjøre rendering av komplekse kart og geografiske data jevnere ved å bryte ned renderingsoppgaver i mindre biter.
• Finansielle dashboards: Gi sanntidsoppdateringer av finansielle data uten å blokkere brukergrensesnittet.
• Samarbeidsverktøy for redigering: Gjøre det mulig for flere brukere å redigere dokumenter samtidig uten å oppleve forsinkelse eller manglende respons.

Konklusjon

Tidssklisningsfunksjonen i React Concurrent Mode er et kraftig verktøy for å forbedre responsen og den opplevde ytelsen til React-applikasjoner. Ved å bryte ned renderingsoppgaver i mindre biter og veksle mellom dem og andre operasjoner, forhindrer tidssklisning at brukergrensesnittet blir ikke-responsivt under langvarige oppdateringer. Ved å omfavne Suspense, Transitions og andre optimaliseringsteknikker kan du låse opp det fulle potensialet i Concurrent Mode og skape en betydelig bedre brukeropplevelse.

Selv om Concurrent Mode kan legge til kompleksitet i applikasjonen din, er fordelene det gir når det gjelder ytelse og brukeropplevelse vel verdt innsatsen. Ettersom React fortsetter å utvikle seg, vil Concurrent Mode sannsynligvis bli en stadig viktigere del av React-økosystemet. Å forstå tidssklisning og allokering av renderingsbudsjett er avgjørende for å bygge høytytende, responsive React-applikasjoner som leverer en herlig brukeropplevelse til et globalt publikum, fra travle metropoler som Tokyo i Japan til avsidesliggende områder med begrenset båndbredde i land som Mongolia. Enten brukerne dine er på avanserte stasjonære datamaskiner eller mobile enheter med lav ytelse, kan Concurrent Mode hjelpe deg med å gi en jevn og responsiv opplevelse.