Lås opp Reacts potensial: En dypdykk i samtidige funksjoner, prioritetsfelt og Scheduler-integrasjon

I den dynamiske verdenen av webutvikling er det avgjørende å levere en sømløs og responsiv brukeropplevelse. Etter hvert som applikasjoner blir mer komplekse og brukernes forventninger øker, spesielt på tvers av ulike globale markeder, kan ytelsesflaskehalser betydelig svekke brukertilfredsheten. React, et ledende JavaScript-bibliotek for å bygge brukergrensesnitt, har kontinuerlig utviklet seg for å møte disse utfordringene. En av de mest virkningsfulle fremskrittene de siste årene er introduksjonen av samtidige funksjoner, drevet av en sofistikert underliggende Scheduler og konseptet prioritetsfelt.

Denne omfattende guiden vil avmystifisere Reacts samtidige funksjoner, forklare Schedulerens rolle, og illustrere hvordan prioritetsfelt muliggjør mer intelligent og effektiv gjengivelse. Vi vil utforske 'hvorfor' og 'hvordan' bak disse kraftige mekanismene, og gi praktiske innsikter og eksempler relevante for å bygge ytelsesfokuserte applikasjoner for et globalt publikum.

Behovet for samtidighet i React

Tradisjonelt var Reacts gjengivelsesprosess synkron. Når en oppdatering skjedde, blokkerte React hovedtråden til hele brukergrensesnittet var gjengitt på nytt. Selv om denne tilnærmingen er grei, presenterer den et betydelig problem: langvarige gjengivelser kan fryse brukergrensesnittet. Tenk deg en bruker som samhandler med en nettbutikk, prøver å filtrere produkter eller legge en vare i handlekurven, mens en stor datahenting eller kompleks beregning foregår samtidig. Brukergrensesnittet kan bli uresponsivt, noe som fører til en frustrerende opplevelse. Dette problemet forsterkes globalt, der brukere kan ha varierende internetthastigheter og enhetskapasiteter, noe som gjør trege gjengivelser enda mer virkningsfulle.

Samtidighet i React tar sikte på å løse dette ved å la React avbryte, prioritere og gjenoppta gjengivelsesoppgaver. I stedet for en enkelt, monolittisk gjengivelse, bryter samtidighet gjengivelse ned i mindre, håndterbare biter. Dette betyr at React kan flette sammen forskjellige oppgaver, og sikre at de viktigste oppdateringene (som brukerinteraksjoner) håndteres raskt, selv om andre mindre kritiske oppdateringer fortsatt pågår.

Viktige fordeler med samtidig React:

• Forbedret responsivitet: Brukerinteraksjoner føles raskere ettersom React kan prioritere dem fremfor bakgrunnsoppdateringer.
• Bedre brukeropplevelse: Forhindrer at brukergrensesnittet fryser, noe som gir en jevnere og mer engasjerende opplevelse for brukere over hele verden.
• Effektiv ressursutnyttelse: Muliggjør mer intelligent planlegging av arbeid, noe som gir bedre utnyttelse av nettleserens hovedtråd.
• Muliggjør nye funksjoner: Låser opp avanserte funksjoner som overganger, streaming servergjengivelse og samtidig Suspense.

Introduserer React Scheduler

Hjertet i Reacts samtidige kapabiliteter ligger i React Scheduler. Denne interne modulen er ansvarlig for å administrere og orkestrere utførelsen av ulike gjengivelsesoppgaver. Det er en sofistikert teknologi som bestemmer 'hva' som gjengis, 'når', og i 'hvilken rekkefølge'.

Scheduleren opererer på prinsippet om kooperativ multitasking. Den avbryter ikke tvingende annen JavaScript-kode; i stedet gir den fra seg kontrollen tilbake til nettleseren periodisk, slik at essensielle oppgaver som brukerinput-håndtering, animasjoner og andre pågående JavaScript-operasjoner kan fortsette. Denne gi-fra-mekanismen er avgjørende for å holde hovedtråden ulåst.

Scheduleren fungerer ved å dele opp arbeid i diskrete enheter. Når en komponent må gjengis eller oppdateres, oppretter Scheduleren en oppgave for den. Den plasserer deretter disse oppgavene i en kø og behandler dem basert på deres tildelte prioritet. Det er her prioritetsfelt kommer inn.

Hvordan Scheduleren fungerer (konseptuell oversikt):

1. Oppgaveopprettelse: Når en React-tilstandsoppdatering eller en ny gjengivelse initieres, oppretter Scheduleren en tilsvarende oppgave.
2. Prioritetstildeling: Hver oppgave tildeles et prioritetsnivå basert på dens natur (f.eks. brukerinteraksjon vs. bakgrunn datahenting).
3. Kølegging: Oppgaver plasseres i en prioritetskø.
4. Utførelse og gi fra seg: Scheduleren velger den høyeste prioriterte oppgaven fra køen. Den begynner å utføre oppgaven. Hvis oppgaven er lang, vil Scheduleren periodisk gi fra seg kontrollen tilbake til nettleseren, slik at andre viktige hendelser kan behandles.
5. Gjenopptakelse: Etter å ha gitt fra seg kontrollen, kan Scheduleren gjenoppta den avbrutte oppgaven eller velge en annen høy-prioritert oppgave.

Scheduleren er designet for å være svært effektiv og for å integreres sømløst med nettleserens hendelsesløkke. Den bruker teknikker som requestIdleCallback og requestAnimationFrame (når det er hensiktsmessig) for å planlegge arbeid uten å blokkere hovedtråden.

Prioritetsfelt: Orkestrering av gjengivelsespipelinen

Konseptet prioritetsfelt er grunnleggende for hvordan React Scheduler administrerer og prioriterer gjengivelsesarbeid. Tenk deg en motorvei med forskjellige felt, hver utpekt for kjøretøy som reiser med forskjellige hastigheter eller med forskjellige nivåer av hastighet. Prioritetsfelt i React fungerer på lignende måte, og tildeler en 'prioritet' til forskjellige typer oppdateringer og oppgaver. Dette lar React dynamisk justere hvilket arbeid det utfører neste gang, og sikrer at kritiske operasjoner ikke blir sultet av mindre viktige.

React definerer flere prioritetsnivåer, hver som tilsvarer et spesifikt 'felt'. Disse feltene hjelper til med å kategorisere hastesituasjonen for en gjengivelsesoppdatering. Her er en forenklet oversikt over vanlige prioritetsnivåer:

• NoPriority: Den laveste prioriteten, vanligvis brukt for oppgaver som kan utsettes på ubestemt tid.
• UserBlockingPriority: Høy prioritet, brukt for oppgaver som er direkte utløst av brukerinteraksjoner og krever en umiddelbar visuell respons. Eksempler inkluderer å skrive i et inndatafelt, klikke på en knapp, eller at en modal vises. Disse oppdateringene skal ikke avbrytes.
• NormalPriority: Standard prioritet for de fleste oppdateringer som ikke er direkte knyttet til umiddelbar brukerinteraksjon, men som fortsatt krever tidsriktig gjengivelse.
• LowPriority: Lavere prioritet for oppdateringer som kan utsettes, for eksempel animasjoner som ikke er kritiske for den umiddelbare brukeropplevelsen, eller bakgrunn datahenting som kan forsinkes om nødvendig.
• ContinuousPriority: Veldig høy prioritet, brukt for kontinuerlige oppdateringer som animasjoner eller sporing av skrol hendelser, og sikrer at de gjengis jevnt.

Scheduleren bruker disse prioritetsfeltene til å bestemme hvilken oppgave den skal utføre. Når flere oppdateringer er ventende, vil React alltid velge oppgaven fra det høyeste tilgjengelige prioritetsfeltet. Hvis en høy-prioritert oppgave (f.eks. et brukerklikk) ankommer mens React jobber med en lavere-prioritert oppgave (f.eks. gjengivelse av en liste over ikke-kritiske elementer), kan React avbryte den lavere-prioriterte oppgaven, gjengi den høy-prioriterte oppdateringen, og deretter gjenoppta den avbrutte oppgaven.

Illustrativt eksempel: Brukerinteraksjon vs. bakgrunnsdata

Vurder en nettbutikkapplikasjon som viser en produktliste. Brukeren ser for øyeblikket listen, og en bakgrunnsprosess henter ytterligere produktdetaljer som ikke er umiddelbart synlige. Plutselig klikker brukeren på et produkt for å se detaljene.

• Uten samtidighet: React ville fullføre gjengivelsen av bakgrunnsproduktdetaljene før behandling av brukerens klikk, noe som potensielt kan forårsake en forsinkelse og få appen til å føles treg.
• Med samtidighet: Brukerens klikk utløser en oppdatering med UserBlockingPriority. React Scheduler, som ser denne høy-prioriterte oppgaven, kan avbryte gjengivelsen av bakgrunnsproduktdetaljer (som har en lavere prioritet, kanskje NormalPriority eller LowPriority). React prioriterer deretter og gjengir produktdetaljene brukeren ba om. Når det er fullført, kan den gjenoppta gjengivelsen av bakgrunnsdataene. Brukeren oppfatter en umiddelbar respons på klikket sitt, selv om annet arbeid pågikk.

Overganger: Merking av ikke-hastende oppdateringer

React 18 introduserte konseptet Overganger (Transitions), som er en måte å eksplisitt merke oppdateringer som ikke er hastesaker. Overganger brukes vanligvis for ting som navigering mellom sider eller filtrering av store datasett, der en liten forsinkelse er akseptabel, og det er avgjørende å holde brukergrensesnittet responsivt for brukerinput i mellomtiden.

Ved å bruke startTransition API-et, kan du pakke inn tilstandsoppdateringer som skal behandles som overganger. Reacts Scheduler vil deretter gi disse oppdateringene lavere prioritet enn hastesaker (som å skrive i et inputfelt). Dette betyr at hvis en bruker skriver mens en overgang pågår, vil React pause overgangen, gjengi den hastesaken inputoppdateringen, og deretter gjenoppta overgangen.

Eksempel som bruker startTransition:

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

function App() {
  const [inputVal, setInputVal] = useState('');
  const [listItems, setListItems] = useState([]);
  const [isPending, startTransition] = useTransition();

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

    // Merk denne oppdateringen som en overgang
    startTransition(() => {
      // Simuler henting eller filtrering av en stor liste basert på input
      const newList = Array.from({ length: 5000 }, (_, i) => `Item ${i + 1} - ${e.target.value}`);
      setListItems(newList);
    });
  };

  return (
    

      
      {isPending && 
Laster...
}
      

        {listItems.map((item, index) => (
          
{item}
        ))}
      
    
  );
}

export default App;

            

              
                Copy
              
            
          

I dette eksemplet er det å skrive i inputfeltet (`setInputVal`) en hastesak oppdatering. Imidlertid er filtrering eller re-henting av `listItems` basert på den inputen en overgang. Ved å pakke inn `setListItems` i startTransition, forteller vi React at denne oppdateringen kan avbrytes av mer hastesaker. Hvis brukeren skriver raskt, vil inputfeltet forbli responsivt fordi React vil pause den potensielt trege listeoppdateringen for å gjengi tegnet brukeren nettopp skrev.

Integrere Scheduleren og prioritetsfelt i React-applikasjonen din

Som utvikler samhandler du ikke direkte med lavnivå implementasjonsdetaljer for React Scheduler eller dens prioritetsfelt i de fleste tilfeller. Reacts samtidige funksjoner er designet for å utnyttes gjennom API-er og mønstre på høyere nivå.

Viktige API-er og mønstre for samtidig React:

• createRoot: Inngangspunktet for å bruke samtidige funksjoner. Du må bruke ReactDOM.createRoot i stedet for den eldre ReactDOM.render. Dette muliggjør samtidig gjengivelse for applikasjonen din.

              
  import { createRoot } from 'react-dom/client';
  import App from './App';
  
  const container = document.getElementById('root');
  const root = createRoot(container);
  root.render();
      
              
  
                
                  Copy
                
              
            

• Suspense: Lar deg utsette gjengivelsen av en del av komponenttreet ditt til en betingelse er oppfylt. Dette fungerer hånd i hånd med den samtidige gjengiveren for å gi lastetilstander for datahenting, kodsplitting eller andre asynkrone operasjoner. Når en komponent som suspenderer inne i en <Suspense>-grense gjengis, vil React automatisk planlegge den med en passende prioritet.

              
  import React, { Suspense } from 'react';
  import UserProfile from './UserProfile'; // Anta at UserProfile henter data og kan suspendere
  
  function App() {
    return (
      
  
        
  Brukerdashbord
        Laster brukerprofil...
  }>
          
        
      

  ); } export default App;
  Copy