Obsługa błędów współbieżnych w React: Budowanie odpornych interfejsów użytkownika

Tryb współbieżny React otwiera nowe możliwości tworzenia responsywnych i interaktywnych interfejsów użytkownika. Jednak z wielką mocą wiąże się wielka odpowiedzialność. Operacje asynchroniczne i pobieranie danych, będące fundamentem trybu współbieżnego, wprowadzają potencjalne punkty awarii, które mogą zakłócić działanie użytkownika. Ten artykuł zagłębia się w solidne strategie obsługi błędów w środowisku współbieżnym React, zapewniając, że Twoje aplikacje pozostaną odporne i przyjazne dla użytkownika, nawet w przypadku nieoczekiwanych problemów.

Zrozumienie trybu współbieżnego i jego wpływu na obsługę błędów

Tradycyjne aplikacje React wykonują się synchronicznie, co oznacza, że każda aktualizacja blokuje główny wątek do momentu jej zakończenia. Tryb współbieżny z drugiej strony pozwala React przerywać, wstrzymywać lub porzucać aktualizacje, aby nadać priorytet interakcjom użytkownika i zachować responsywność. Osiąga się to za pomocą technik takich jak time slicing i Suspense.

Jednak ta asynchroniczna natura wprowadza nowe scenariusze błędów. Komponenty mogą próbować renderować dane, które są wciąż pobierane, lub operacje asynchroniczne mogą niespodziewanie zawieść. Bez odpowiedniej obsługi błędów problemy te mogą prowadzić do uszkodzonych interfejsów użytkownika i frustrującego doświadczenia użytkownika.

Ograniczenia tradycyjnych bloków try/catch w komponentach React

Chociaż bloki try/catch są podstawą obsługi błędów w JavaScript, mają one ograniczenia w komponentach React, szczególnie w kontekście renderowania. Blok try/catch umieszczony bezpośrednio w metodzie render() komponentu *nie* przechwyci błędów zgłaszanych podczas samego renderowania. Dzieje się tak, ponieważ proces renderowania React odbywa się poza zakresem kontekstu wykonania bloku try/catch.

Rozważ ten przykład (który *nie* będzie działał zgodnie z oczekiwaniami):

function MyComponent() {
  try {
    // To zgłosi błąd, jeśli `data` jest niezdefiniowane lub nullem
    const value = data.property;
    return <div>{value}</div>;
  } catch (error) {
    console.error("Błąd podczas renderowania:", error);
    return <div>Wystąpił błąd!</div>;
  }
}

Jeśli `data` jest niezdefiniowane podczas renderowania tego komponentu, dostęp do `data.property` spowoduje zgłoszenie błędu. Jednak blok try/catch *nie* przechwyci tego błędu. Błąd rozprzestrzeni się w górę drzewa komponentów React, potencjalnie powodując awarię całej aplikacji.

Wprowadzenie do granic błędów: Wbudowany mechanizm obsługi błędów React

React udostępnia wyspecjalizowany komponent o nazwie Granica Błędu, specjalnie zaprojektowany do obsługi błędów podczas renderowania, metod cyklu życia i konstruktorów jego komponentów potomnych. Granice Błędów działają jak sieć bezpieczeństwa, zapobiegając awariom całej aplikacji z powodu błędów i zapewniając elegancki interfejs zastępczy.

Jak działają granice błędów

Granice błędów to komponenty klasowe React, które implementują jedną z tych metod cyklu życia (lub obie):

• static getDerivedStateFromError(error): Ta metoda cyklu życia jest wywoływana po zgłoszeniu błędu przez komponent potomny. Otrzymuje błąd jako argument i pozwala na aktualizację stanu, aby wskazać, że wystąpił błąd.
• componentDidCatch(error, info): Ta metoda cyklu życia jest wywoływana po zgłoszeniu błędu przez komponent potomny. Otrzymuje błąd i obiekt `info` zawierający informacje o stosie komponentów, w którym wystąpił błąd. Ta metoda jest idealna do rejestrowania błędów lub wykonywania efektów ubocznych, takich jak zgłaszanie błędu do usługi śledzenia błędów (np. Sentry, Rollbar lub Bugsnag).

Tworzenie prostej granicy błędów

Oto podstawowy przykład komponentu Granica Błędu:

class ErrorBoundary extends React.Component {
  constructor(props) {
    super(props);
    this.state = { hasError: false };
  }

  static getDerivedStateFromError(error) {
    // Zaktualizuj stan, aby następne renderowanie pokazało zastępczy interfejs użytkownika.
    return { hasError: true };
  }

  componentDidCatch(error, info) {
    // Przykład "componentStack":
    //   in ComponentThatThrows (created by App)
    //   in MyErrorBoundary (created by App)
    //   in div (created by App)
    //   in App
    console.error("ErrorBoundary złapał błąd:", error, info.componentStack);
    // Możesz również zalogować błąd do usługi raportowania błędów
    // logErrorToMyService(error, info.componentStack);
  }

  render() {
    if (this.state.hasError) {
      // Możesz renderować dowolny niestandardowy zastępczy interfejs użytkownika
      return <h1>Coś poszło nie tak.</h1>;
    }

    return this.props.children; 
  }
}

Używanie granicy błędów

Aby użyć Granicy Błędu, po prostu owiń dowolny komponent, który może zgłosić błąd:

function MyComponentThatMightError() {
  // Ten komponent może zgłosić błąd podczas renderowania
  if (Math.random() < 0.5) {
    throw new Error("Komponent zawiódł!");
  }
  return <div>Wszystko w porządku!</div>;
}

function App() {
  return (
    <ErrorBoundary>
      <MyComponentThatMightError />
    </ErrorBoundary>
  );
}

Jeśli MyComponentThatMightError zgłosi błąd, Granica Błędu przechwyci go, zaktualizuje swój stan i wyrenderuje zastępczy interfejs użytkownika ("Coś poszło nie tak."). Reszta aplikacji będzie działać normalnie.

Ważne uwagi dotyczące granic błędów

• Szczegółowość: Umieść granice błędów strategicznie. Owinięcie całej aplikacji w pojedynczą granicę błędów może być kuszące, ale często lepiej jest użyć wielu granic błędów, aby izolować błędy i zapewnić bardziej specyficzne interfejsy zastępcze. Na przykład możesz mieć oddzielne Granice Błędów dla różnych sekcji aplikacji, takich jak sekcja profilu użytkownika lub komponent wizualizacji danych.
• Rejestrowanie błędów: Zaimplementuj componentDidCatch, aby rejestrować błędy w usłudze zdalnej. Umożliwia to śledzenie błędów w produkcji i identyfikację obszarów aplikacji, które wymagają uwagi. Usługi takie jak Sentry, Rollbar i Bugsnag zapewniają narzędzia do śledzenia i raportowania błędów.
• Zastępczy interfejs użytkownika: Zaprojektuj informacyjne i przyjazne dla użytkownika zastępcze interfejsy użytkownika. Zamiast wyświetlać ogólny komunikat o błędzie, podaj kontekst i wskazówki dla użytkownika. Na przykład możesz zasugerować odświeżenie strony, skontaktowanie się z pomocą techniczną lub wypróbowanie innej akcji.
• Odzyskiwanie po błędzie: Rozważ wdrożenie mechanizmów odzyskiwania po błędach. Na przykład możesz udostępnić przycisk, który pozwala użytkownikowi ponowić nieudaną operację. Należy jednak uważać, aby unikać pętli nieskończonych, zapewniając, że logika ponawiania próby zawiera odpowiednie zabezpieczenia.
• Granice błędów przechwytują błędy tylko w komponentach *poniżej* nich w drzewie. Granica Błędu nie może przechwytywać błędów w sobie. Jeśli Granica Błędu zawiedzie przy próbie wyrenderowania komunikatu o błędzie, błąd rozprzestrzeni się do najbliższej Granicy Błędu powyżej.

Obsługa błędów podczas operacji asynchronicznych z Suspense i granicami błędów

Komponent Suspense React zapewnia deklaratywny sposób obsługi operacji asynchronicznych, takich jak pobieranie danych. Kiedy komponent "zawiesza się" (wstrzymuje renderowanie), ponieważ czeka na dane, Suspense wyświetla zastępczy interfejs użytkownika. Granice Błędów można łączyć z Suspense, aby obsługiwać błędy, które występują podczas tych operacji asynchronicznych.

Używanie Suspense do pobierania danych

Aby użyć Suspense, potrzebujesz biblioteki pobierania danych, która go obsługuje. Biblioteki takie jak `react-query`, `swr` i niektóre niestandardowe rozwiązania, które opakowują `fetch` interfejsem zgodnym z Suspense, mogą to osiągnąć.

Oto uproszczony przykład używający hipotetycznej funkcji `fetchData`, która zwraca obietnicę i jest zgodna z Suspense:

import React, { Suspense } from 'react';

// Hipotetyczna funkcja fetchData, która obsługuje Suspense
const fetchData = (url) => {
  // ... (Implementacja, która zgłasza Promise, gdy dane nie są jeszcze dostępne)
};

const Resource = {
  data: fetchData('/api/data')
};

function MyComponent() {
  const data = Resource.data.read(); // Zgłasza Promise, jeśli dane nie są gotowe
  return <div>{data.value}</div>;
}

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

W tym przykładzie:

• fetchData to funkcja, która pobiera dane z punktu końcowego API. Została zaprojektowana tak, aby zgłaszać Promise, gdy dane nie są jeszcze dostępne. To klucz do prawidłowego działania Suspense.
• Resource.data.read() próbuje odczytać dane. Jeśli dane nie są jeszcze dostępne (obietnica nie została spełniona), zgłasza obietnicę, powodując zawieszenie komponentu.
• Suspense wyświetla zastępczy interfejs użytkownika fallback (
  Ładowanie...
  ), podczas gdy dane są pobierane.
• ErrorBoundary przechwytuje wszelkie błędy, które wystąpią podczas renderowania MyComponent lub podczas procesu pobierania danych. Jeśli wywołanie API zakończy się niepowodzeniem, Granica Błędu przechwyci błąd i wyświetli swój zastępczy interfejs użytkownika.

Obsługa błędów w obrębie Suspense z granicami błędów

Kluczem do niezawodnej obsługi błędów za pomocą Suspense jest owinięcie komponentu Suspense w ErrorBoundary. Zapewnia to, że wszelkie błędy, które wystąpią podczas pobierania danych lub renderowania komponentów w obrębie granicy Suspense, są przechwytywane i obsługiwane w elegancki sposób.

Jeśli funkcja fetchData zawiedzie lub MyComponent zgłosi błąd, Granica Błędu przechwyci błąd i wyświetli swój zastępczy interfejs użytkownika. Zapobiega to awarii całej aplikacji i zapewnia bardziej przyjazne dla użytkownika doświadczenie.

Konkretne strategie obsługi błędów dla różnych scenariuszy trybu współbieżnego

Oto kilka konkretnych strategii obsługi błędów dla typowych scenariuszy trybu współbieżnego:

1. Obsługa błędów w komponentach React.lazy

React.lazy umożliwia dynamiczne importowanie komponentów, zmniejszając początkowy rozmiar pakietu aplikacji. Jednak operacja dynamicznego importu może się nie powieść, na przykład, jeśli sieć jest niedostępna lub serwer jest wyłączony.

Aby obsłużyć błędy podczas używania React.lazy, owiń komponent ładowany metodą lazy w komponent Suspense i ErrorBoundary:

import React, { Suspense, lazy } from 'react';

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

function App() {
  return (
    <ErrorBoundary>
      <Suspense fallback={<div>Ładowanie komponentu...</div>}>
        <MyLazyComponent />
      </Suspense>
    </ErrorBoundary>
  );
}

Jeśli dynamiczny import nie powiedzie się, Granica Błędu przechwyci błąd i wyświetli swój zastępczy interfejs użytkownika. Komponent Suspense wyświetli komunikat "Ładowanie komponentu..." podczas gdy React próbuje załadować komponent.

2. Obsługa błędów podczas mutacji danych

Mutacje danych (np. aktualizacje, tworzenie, usuwanie) często obejmują operacje asynchroniczne, które mogą się nie powieść. Podczas obsługi mutacji danych ważne jest, aby dostarczyć użytkownikowi informacje o powodzeniu lub niepowodzeniu operacji.

Oto przykład używający hipotetycznej funkcji `updateData`:

import React, { useState } from 'react';

function MyComponent() {
  const [isUpdating, setIsUpdating] = useState(false);
  const [updateError, setUpdateError] = useState(null);

  const handleUpdate = async () => {
    setIsUpdating(true);
    setUpdateError(null);
    try {
      await updateData(someData);
      // Aktualizacja zakończona pomyślnie
      console.log("Aktualizacja zakończona pomyślnie!");
    } catch (error) {
      // Aktualizacja nie powiodła się
      console.error("Aktualizacja nie powiodła się:", error);
      setUpdateError(error.message || "Wystąpił błąd podczas aktualizacji.");
    } finally {
      setIsUpdating(false);
    }
  };

  return (
    <div>
      <button onClick={handleUpdate} disabled={isUpdating}>
        {isUpdating ? 'Aktualizowanie...' : 'Aktualizuj'}
      </button>
      {updateError && <div className="error">Błąd: {updateError}</div>}
    </div>
  );
}

W tym przykładzie:

• Zmienna stanu isUpdating śledzi, czy operacja aktualizacji jest w toku.
• Zmienna stanu updateError przechowuje wszelkie błędy, które wystąpią podczas aktualizacji.
• Funkcja handleUpdate używa bloku try/catch do obsługi potencjalnych błędów podczas wywołania updateData.
• Komponent wyświetla wskaźnik ładowania, gdy aktualizacja jest w toku, i komunikat o błędzie, jeśli aktualizacja się nie powiedzie.

3. Obsługa błędów z bibliotekami innych firm

Podczas korzystania z bibliotek innych firm ważne jest, aby zrozumieć, w jaki sposób obsługują błędy i jak można je zintegrować ze strategią obsługi błędów React. Wiele bibliotek udostępnia własne mechanizmy obsługi błędów, takie jak wywołania zwrotne, obietnice lub detektory zdarzeń.

Na przykład, jeśli używasz biblioteki wykresów, może być konieczne obsłużenie błędów, które występują podczas procesu renderowania wykresu. Możesz użyć mechanizmów obsługi błędów biblioteki, aby przechwycić te błędy i wyświetlić zastępczy interfejs użytkownika lub zarejestrować błąd w usłudze zdalnej. Zawsze zapoznaj się z dokumentacją biblioteki innej firmy, aby uzyskać zalecane procedury obsługi błędów.

Najlepsze praktyki dla obsługi błędów współbieżnych w React

Oto kilka najlepszych praktyk, o których należy pamiętać podczas wdrażania obsługi błędów w aplikacjach React:

• Bądź Proaktywny: Nie czekaj na wystąpienie błędów, zanim pomyślisz o obsłudze błędów. Zaprojektuj swoją aplikację z myślą o obsłudze błędów od samego początku.
• Zapewnij jasne informacje zwrotne: Informuj użytkowników o błędach w jasny i zwięzły sposób. Unikaj wyświetlania enigmatycznych komunikatów o błędach, których nie zrozumieją. Udostępnij wskazówki, jak rozwiązać błąd.
• Rejestruj błędy: Rejestruj błędy w usłudze zdalnej w celu śledzenia i analizy. Pomoże to zidentyfikować i naprawić problemy w aplikacji.
• Przetestuj obsługę błędów: Dokładnie przetestuj kod obsługi błędów, aby upewnić się, że działa zgodnie z oczekiwaniami. Symuluj różne scenariusze błędów, aby sprawdzić, czy aplikacja może je obsłużyć w elegancki sposób.
• Monitoruj swoją aplikację: Monitoruj swoją aplikację w środowisku produkcyjnym, aby zidentyfikować i rozwiązać wszelkie nowe błędy, które mogą wystąpić.
• Weź pod uwagę dostępność: Upewnij się, że komunikaty o błędach są dostępne dla użytkowników z niepełnosprawnościami. Użyj atrybutów ARIA, aby zapewnić dodatkowy kontekst i informacje.
• Nie przesadzaj z obsługą: Unikaj niepotrzebnego przechwytywania błędów. Przechwytuj tylko te błędy, które możesz obsłużyć w sensowny sposób. Pozwól, aby inne błędy rozprzestrzeniały się w górę drzewa komponentów, aby mogły zostać obsłużone przez granice błędów wyższego poziomu.

Zaawansowane techniki obsługi błędów

1. Niestandardowe usługi raportowania błędów

Chociaż usługi takie jak Sentry i Rollbar są doskonałym wyborem do śledzenia błędów, możesz mieć specyficzne wymagania, które wymagają zbudowania niestandardowej usługi raportowania błędów. Może to obejmować integrację z wewnętrznymi systemami rejestrowania lub przestrzeganie określonych zasad bezpieczeństwa.

Podczas budowania niestandardowej usługi raportowania błędów, rozważ następujące kwestie:

• Gromadzenie danych: Zbieraj istotne informacje o błędzie, takie jak komunikat o błędzie, ślad stosu, stos komponentów, informacje o użytkowniku i szczegóły przeglądarki.
• Przetwarzanie danych: Przetwórz dane o błędach, aby usunąć poufne informacje i sformatować je do przechowywania i analizy.
• Przechowywanie danych: Przechowuj dane o błędach w bezpiecznej i skalowalnej bazie danych.
• Analiza danych: Zapewnij narzędzia do analizy danych o błędach, takie jak pulpity nawigacyjne, raporty i alerty.
• Integracja: Zintegruj usługę raportowania błędów z istniejącymi przepływami pracy programistycznej i operacyjnej.

2. Wzorzec Circuit Breaker

Wzorzec Circuit Breaker to wzorzec projektowy oprogramowania służący do zapobiegania wielokrotnym próbom wykonania operacji, która prawdopodobnie zakończy się niepowodzeniem. Jest to szczególnie przydatne podczas interakcji z zawodnymi usługami zewnętrznymi.

W kontekście React można zaimplementować wzorzec Circuit Breaker, aby zapobiec wielokrotnym próbom pobierania danych przez komponenty z zawodnego punktu końcowego API. Circuit Breaker można zaimplementować jako komponent wyższego rzędu lub niestandardowy hook.

Circuit Breaker ma zwykle trzy stany:

• Zamknięty: Operacja jest wykonywana normalnie. Jeśli operacja się nie powiedzie, Circuit Breaker przechodzi do stanu Otwartego.
• Otwarty: Operacja nie jest wykonywana. Zamiast tego wyświetlany jest zastępczy interfejs użytkownika. Po upływie określonego czasu Circuit Breaker przechodzi do stanu Półotwartego.
• Półotwarty: Operacja może być wykonywana ograniczoną liczbę razy. Jeśli operacja zakończy się powodzeniem, Circuit Breaker przechodzi do stanu Zamkniętego. Jeśli operacja się nie powiedzie, Circuit Breaker przechodzi z powrotem do stanu Otwartego.

3. Używanie niestandardowego hooka `useErrorBoundary`

W przypadku komponentów funkcyjnych tworzenie dedykowanego komponentu Granica Błędu dla każdego wystąpienia może wydawać się rozwlekłe. Możesz zawrzeć logikę obsługi błędów w niestandardowym hooku o nazwie `useErrorBoundary`.

import { useState, useCallback } from 'react';

function useErrorBoundary() {
  const [error, setError] = useState(null);

  const resetError = useCallback(() => {
    setError(null);
  }, []);

  const captureError = useCallback((e) => {
    setError(e);
  }, []);

  return {
    error,
    captureError,
    resetError,
  };
}

export default useErrorBoundary;

Teraz możesz użyć tego hooka w swoich komponentach funkcyjnych:

import useErrorBoundary from './useErrorBoundary';

function MyComponent() {
  const { error, captureError, resetError } = useErrorBoundary();

  if (error) {
    return (
      <div>
        <h1>Coś poszło nie tak!</h1>
        <p>{error.message}</p>
        <button onClick={resetError}>Spróbuj ponownie</button>
      </div>
    );
  }

  try {
    // Logika komponentu, która może zgłaszać błąd
    const result = performDangerousOperation();
    return <div>{result}</div>;
  } catch (e) {
    captureError(e);
    return null; // Lub jakiś inny fallback
  }
}

Ten wzorzec upraszcza obsługę błędów w komponentach funkcyjnych, kapsułkując stan i logikę w wielokrotnym hooku.

Wnioski

Obsługa błędów jest krytycznym aspektem budowania niezawodnych i przyjaznych dla użytkownika aplikacji React, szczególnie w kontekście trybu współbieżnego. Rozumiejąc ograniczenia tradycyjnych bloków try/catch, wykorzystując granice błędów i Suspense oraz przestrzegając najlepszych praktyk, możesz tworzyć aplikacje odporne na błędy i zapewnić bezproblemową obsługę użytkownika. Pamiętaj, aby dostosować swoje strategie obsługi błędów do specyficznych potrzeb Twojej aplikacji i stale monitorować swoją aplikację w środowisku produkcyjnym, aby identyfikować i rozwiązywać wszelkie nowe błędy, które mogą wystąpić. Inwestując w kompleksową obsługę błędów, możesz zapewnić, że Twoje aplikacje React będą niezawodne, łatwe w utrzymaniu i przyjemne w użyciu dla użytkowników na całym świecie. Nie zapomnij o znaczeniu jasnych i informacyjnych komunikatów o błędach, które są pomocne dla użytkowników z różnych środowisk. Biorąc pod uwagę internacjonalizację i lokalizację podczas procesu projektowania obsługi błędów, Twoje aplikacje mogą być bardziej inkluzywne i skuteczne dla globalnej publiczności.