M

MLOG

Polski

Kompleksowy przewodnik po procesie reconciliation w React, omawiający algorytm porównujący wirtualny DOM, techniki optymalizacji i jego wpływ na wydajność.

React Reconciliation: Odsłaniamy algorytm porównujący wirtualny DOM

React, popularna biblioteka JavaScript do budowania interfejsów użytkownika, zawdzięcza swoją wydajność i efektywność procesowi zwanemu reconciliation (uzgadnianie). W sercu tego procesu leży algorytm porównujący (diffing) wirtualny DOM, zaawansowany mechanizm, który określa, jak zaktualizować rzeczywisty DOM (Document Object Model) w możliwie najbardziej efektywny sposób. Ten artykuł stanowi dogłębne omówienie procesu reconciliation w React, wyjaśniając wirtualny DOM, algorytm porównujący oraz praktyczne strategie optymalizacji wydajności.

Czym jest wirtualny DOM?

Wirtualny DOM (VDOM) to lekka, przechowywana w pamięci reprezentacja rzeczywistego DOM. Można go traktować jak schemat rzeczywistego interfejsu użytkownika. Zamiast bezpośrednio manipulować DOM przeglądarki, React pracuje z tą wirtualną reprezentacją. Gdy dane w komponencie React ulegają zmianie, tworzone jest nowe drzewo wirtualnego DOM. To nowe drzewo jest następnie porównywane z poprzednim drzewem wirtualnego DOM.

Kluczowe korzyści z używania wirtualnego DOM:

Proces Reconciliation: Jak React aktualizuje DOM

Reconciliation to proces, za pomocą którego React synchronizuje wirtualny DOM z rzeczywistym DOM. Gdy stan komponentu się zmienia, React wykonuje następujące kroki:

  1. Ponowne renderowanie komponentu: React ponownie renderuje komponent i tworzy nowe drzewo wirtualnego DOM.
  2. Porównywanie nowego i starego drzewa (Diffing): React porównuje nowe drzewo wirtualnego DOM z poprzednim. To tutaj do gry wchodzi algorytm porównujący.
  3. Określanie minimalnego zestawu zmian: Algorytm porównujący identyfikuje minimalny zestaw zmian wymaganych do aktualizacji rzeczywistego DOM.
  4. Zastosowanie zmian (Committing): React stosuje tylko te konkretne zmiany w rzeczywistym DOM.

Algorytm porównujący (Diffing): Zrozumienie zasad

Algorytm porównujący jest rdzeniem procesu reconciliation w React. Używa heurystyk, aby znaleźć najbardziej efektywny sposób aktualizacji DOM. Chociaż nie gwarantuje absolutnie minimalnej liczby operacji w każdym przypadku, zapewnia doskonałą wydajność w większości scenariuszy. Algorytm działa w oparciu o następujące założenia:

Szczegółowe wyjaśnienie algorytmu porównującego

Przeanalizujmy bardziej szczegółowo, jak działa algorytm porównujący:

  1. Porównanie typów elementów: Najpierw React porównuje elementy główne obu drzew. Jeśli mają różne typy, React niszczy stare drzewo i buduje nowe od zera. Obejmuje to usunięcie starego węzła DOM i utworzenie nowego węzła DOM z nowym typem elementu.
  2. Aktualizacje właściwości DOM: Jeśli typy elementów są takie same, React porównuje atrybuty (props) obu elementów. Identyfikuje, które atrybuty się zmieniły, i aktualizuje tylko te atrybuty w rzeczywistym elemencie DOM. Na przykład, jeśli atrybut className elementu <div> uległ zmianie, React zaktualizuje atrybut className w odpowiadającym mu węźle DOM.
  3. Aktualizacje komponentów: Gdy React napotka element komponentu, rekurencyjnie aktualizuje ten komponent. Obejmuje to ponowne renderowanie komponentu i zastosowanie algorytmu porównującego do wyniku działania komponentu.
  4. Porównywanie list (z użyciem kluczy): Efektywne porównywanie list elementów potomnych jest kluczowe dla wydajności. Podczas renderowania listy React oczekuje, że każdy element potomny będzie miał unikalny atrybut key. Atrybut key pozwala Reactowi zidentyfikować, które elementy zostały dodane, usunięte lub miały zmienioną kolejność.

Przykład: Porównywanie z kluczami i bez nich

Bez kluczy:

// Początkowy render
<ul>
  <li>Element 1</li>
  <li>Element 2</li>
</ul>

// Po dodaniu elementu na początku
<ul>
  <li>Element 0</li>
  <li>Element 1</li>
  <li>Element 2</li>
</ul>

Bez kluczy React założy, że wszystkie trzy elementy uległy zmianie. Zaktualizuje węzły DOM dla każdego elementu, mimo że dodano tylko nowy element. Jest to nieefektywne.

Z kluczami:

// Początkowy render
<ul>
  <li key="item1">Element 1</li>
  <li key="item2">Element 2</li>
</ul>

// Po dodaniu elementu na początku
<ul>
  <li key="item0">Element 0</li>
  <li key="item1">Element 1</li>
  <li key="item2">Element 2</li>
</ul>

Dzięki kluczom React może łatwo zidentyfikować, że "item0" to nowy element, a "item1" i "item2" zostały po prostu przesunięte. Doda tylko nowy element i zmieni kolejność istniejących, co skutkuje znacznie lepszą wydajnością.

Techniki optymalizacji wydajności

Chociaż proces reconciliation w React jest wydajny, istnieje kilka technik, których można użyć do dalszej optymalizacji wydajności:

Praktyczne przykłady i scenariusze

Rozważmy kilka praktycznych przykładów, aby zilustrować, jak można zastosować te techniki optymalizacji.

Przykład 1: Zapobieganie niepotrzebnym ponownym renderowaniom za pomocą React.memo

Wyobraź sobie komponent, który wyświetla informacje o użytkowniku. Komponent otrzymuje imię i wiek użytkownika jako propsy. Jeśli imię i wiek użytkownika się nie zmieniają, nie ma potrzeby ponownego renderowania komponentu. Możesz użyć React.memo, aby zapobiec niepotrzebnym ponownym renderowaniom.

import React from 'react';

const UserInfo = React.memo(function UserInfo(props) {
  console.log('Renderowanie komponentu UserInfo');
  return (
    <div>
      <p>Imię: {props.name}</p>
      <p>Wiek: {props.age}</p>
    </div>
  );
});

export default UserInfo;

React.memo wykonuje płytkie porównanie propsów komponentu. Jeśli propsy są takie same, pomija ponowne renderowanie.

Przykład 2: Używanie niezmiennych struktur danych

Rozważ komponent, który otrzymuje listę elementów jako prop. Jeśli lista jest mutowana bezpośrednio, React może nie wykryć zmiany i nie renderować ponownie komponentu. Używanie niezmiennych struktur danych może zapobiec temu problemowi.

import React from 'react';
import { List } from 'immutable';

function ItemList(props) {
  console.log('Renderowanie komponentu ItemList');
  return (
    <ul>
      {props.items.map(item => (
        <li key={item.id}>{item.name}</li>
      ))}
    </ul>
  );
}

export default ItemList;

W tym przykładzie prop items powinien być niezmienną listą (List) z biblioteki Immutable.js. Gdy lista jest aktualizowana, tworzona jest nowa niezmienna lista, którą React może łatwo wykryć.

Częste pułapki i jak ich unikać

Istnieje kilka częstych pułapek, które mogą obniżać wydajność aplikacji React. Zrozumienie i unikanie tych pułapek jest kluczowe.

Globalne aspekty w tworzeniu aplikacji React

Podczas tworzenia aplikacji React dla globalnej publiczności, weź pod uwagę następujące kwestie:

Podsumowanie

Zrozumienie procesu reconciliation w React i algorytmu porównującego wirtualny DOM jest niezbędne do budowania wysokowydajnych aplikacji React. Poprzez prawidłowe używanie kluczy, zapobieganie niepotrzebnym ponownym renderowaniom i stosowanie innych technik optymalizacji, możesz znacznie poprawić wydajność i responsywność swoich aplikacji. Pamiętaj, aby uwzględnić czynniki globalne, takie jak internacjonalizacja, dostępność i wydajność dla użytkowników o niskiej przepustowości, tworząc aplikacje dla zróżnicowanej publiczności.

Ten kompleksowy przewodnik stanowi solidną podstawę do zrozumienia procesu reconciliation w React. Stosując te zasady i techniki, możesz tworzyć wydajne i performatywne aplikacje React, które zapewniają doskonałe doświadczenie użytkownika dla wszystkich.