useDeferredValue w React: Kompletny przewodnik po wydajności nieblokującego interfejsu użytkownika

W świecie nowoczesnego programowania webowego, doświadczenie użytkownika (user experience) jest najważniejsze. Szybki, responsywny interfejs to już nie luksus—to oczekiwanie. Dla użytkowników na całym świecie, korzystających z szerokiej gamy urządzeń i warunków sieciowych, opóźniający się, zacinający interfejs może być różnicą między powracającym klientem a utraconym. W tym miejscu do gry wchodzą współbieżne funkcje React 18, a w szczególności hak useDeferredValue.

Jeśli kiedykolwiek tworzyłeś aplikację w React z polem wyszukiwania filtrującym dużą listę, siatką danych aktualizującą się w czasie rzeczywistym lub złożonym pulpitem nawigacyjnym, prawdopodobnie napotkałeś na przerażające zamrożenie interfejsu. Użytkownik pisze, a na ułamek sekundy cała aplikacja przestaje odpowiadać. Dzieje się tak, ponieważ tradycyjne renderowanie w React jest blokujące. Aktualizacja stanu wyzwala ponowne renderowanie i nic innego nie może się wydarzyć, dopóki się ono nie zakończy.

Ten kompleksowy przewodnik zabierze Cię w głąb haka useDeferredValue. Zbadamy problem, który rozwiązuje, jak działa pod maską z nowym silnikiem współbieżnym Reacta oraz jak możesz go wykorzystać do tworzenia niewiarygodnie responsywnych aplikacji, które wydają się szybkie, nawet gdy wykonują dużo pracy. Omówimy praktyczne przykłady, zaawansowane wzorce i kluczowe dobre praktyki dla globalnej publiczności.

Zrozumienie głównego problemu: Blokujący interfejs użytkownika

Zanim docenimy rozwiązanie, musimy w pełni zrozumieć problem. W wersjach Reacta wcześniejszych niż 18, renderowanie było procesem synchronicznym i nieprzerywalnym. Wyobraź sobie jednopasmową drogę: gdy samochód (render) wjeżdża, żaden inny nie może przejechać, dopóki ten nie dotrze do końca. Tak właśnie działał React.

Rozważmy klasyczny scenariusz: przeszukiwalna lista produktów. Użytkownik wpisuje tekst w pole wyszukiwania, a lista tysięcy pozycji poniżej filtruje się na podstawie jego danych wejściowych.

Typowa (i powolna) implementacja

Oto jak mógłby wyglądać kod w świecie przed React 18 lub bez użycia funkcji współbieżnych:

Struktura komponentu:

Plik: SearchPage.js

import React, { useState } from 'react'; import ProductList from './ProductList'; import { generateProducts } from './data'; // a function that creates a large array const allProducts = generateProducts(20000); // Let's imagine 20,000 products function SearchPage() { const [query, setQuery] = useState(''); const filteredProducts = allProducts.filter(product => { return product.name.toLowerCase().includes(query.toLowerCase()); }); function handleChange(e) { setQuery(e.target.value); } return (

); } export default SearchPage;

Dlaczego to jest wolne?

Prześledźmy działanie użytkownika:

1. Użytkownik wpisuje literę, powiedzmy 'a'.
2. Wydarzenie onChange jest wywoływane, uruchamiając handleChange.
3. Wywoływane jest setQuery('a'). To planuje ponowne renderowanie komponentu SearchPage.
4. React rozpoczyna ponowne renderowanie.
5. Wewnątrz renderowania, wykonywana jest linia const filteredProducts = allProducts.filter(...). To jest kosztowna część. Filtrowanie tablicy 20 000 elementów, nawet przy prostym sprawdzeniu 'includes', zajmuje czas.
6. Podczas gdy to filtrowanie ma miejsce, główny wątek przeglądarki jest całkowicie zajęty. Nie może przetwarzać żadnych nowych danych wejściowych od użytkownika, nie może wizualnie zaktualizować pola wejściowego i nie może uruchomić żadnego innego kodu JavaScript. Interfejs jest zablokowany.
7. Gdy filtrowanie jest zakończone, React przechodzi do renderowania komponentu ProductList, co samo w sobie może być ciężką operacją, jeśli renderuje tysiące węzłów DOM.
8. Wreszcie, po całej tej pracy, DOM jest aktualizowany. Użytkownik widzi literę 'a' pojawiającą się w polu wejściowym, a lista się aktualizuje.

Jeśli użytkownik pisze szybko – powiedzmy "apple" – cały ten blokujący proces dzieje się dla 'a', potem 'ap', 'app', 'appl' i 'apple'. Rezultatem jest zauważalne opóźnienie, w którym pole wejściowe zacina się i ma problemy z nadążeniem za pisaniem użytkownika. To jest słabe doświadczenie użytkownika, zwłaszcza na mniej wydajnych urządzeniach, powszechnych w wielu częściach świata.

Wprowadzenie do współbieżności w React 18

React 18 fundamentalnie zmienia ten paradygmat, wprowadzając współbieżność. Współbieżność to nie to samo co równoległość (robienie wielu rzeczy w tym samym czasie). Zamiast tego jest to zdolność Reacta do wstrzymywania, wznawiania lub porzucania renderowania. Jednopasmowa droga ma teraz pasy do wyprzedzania i kontrolera ruchu.

Dzięki współbieżności React może kategoryzować aktualizacje na dwa typy:

• Pilne aktualizacje (Urgent Updates): To rzeczy, które muszą wydawać się natychmiastowe, takie jak pisanie w polu tekstowym, klikanie przycisku czy przeciąganie suwaka. Użytkownik oczekuje natychmiastowej informacji zwrotnej.
• Aktualizacje przejściowe (Transition Updates): To aktualizacje, które mogą zmieniać widok interfejsu. Jest akceptowalne, jeśli ich pojawienie się zajmie chwilę. Filtrowanie listy czy ładowanie nowej treści to klasyczne przykłady.

React może teraz rozpocząć niepilne renderowanie "przejściowe", a jeśli nadejdzie pilniejsza aktualizacja (jak kolejne naciśnięcie klawisza), może wstrzymać długotrwałe renderowanie, obsłużyć najpierw pilne zadanie, a następnie wznowić swoją pracę. Zapewnia to, że interfejs pozostaje interaktywny przez cały czas. Hak useDeferredValue jest głównym narzędziem do wykorzystania tej nowej mocy.

Czym jest `useDeferredValue`? Szczegółowe wyjaśnienie

W swej istocie useDeferredValue to hak, który pozwala powiedzieć Reactowi, że określona wartość w komponencie nie jest pilna. Przyjmuje wartość i zwraca nową kopię tej wartości, która będzie "pozostawać w tyle", jeśli będą miały miejsce pilne aktualizacje.

Składnia

Hak jest niezwykle prosty w użyciu:

import { useDeferredValue } from 'react'; const deferredValue = useDeferredValue(value);

To wszystko. Przekazujesz mu wartość, a on daje ci odroczoną wersję tej wartości.

Jak to działa pod maską

Odkryjmy tę magię. Gdy używasz useDeferredValue(query), oto co robi React:

1. Pierwsze renderowanie: Podczas pierwszego renderowania, deferredQuery będzie takie samo jak początkowe query.
2. Następuje pilna aktualizacja: Użytkownik wpisuje nowy znak. Stan query aktualizuje się z 'a' na 'ap'.
3. Renderowanie o wysokim priorytecie: React natychmiast wyzwala ponowne renderowanie. Podczas tego pierwszego, pilnego renderowania, useDeferredValue wie, że trwa pilna aktualizacja. Dlatego nadal zwraca poprzednią wartość, czyli 'a'. Twój komponent renderuje się szybko, ponieważ wartość pola wejściowego staje się 'ap' (ze stanu), ale część interfejsu zależna od deferredQuery (wolna lista) nadal używa starej wartości i nie musi być ponownie obliczana. Interfejs pozostaje responsywny.
4. Renderowanie o niskim priorytecie: Zaraz po zakończeniu pilnego renderowania, React rozpoczyna drugie, niepilne renderowanie w tle. W *tym* renderowaniu useDeferredValue zwraca nową wartość, 'ap'. To renderowanie w tle jest tym, co wyzwala kosztowną operację filtrowania.
5. Przerywalność: Oto kluczowa część. Jeśli użytkownik wpisze kolejną literę ('app'), podczas gdy renderowanie o niskim priorytecie dla 'ap' jest wciąż w toku, React odrzuci to renderowanie w tle i zacznie od nowa. Priorytetem staje się nowa pilna aktualizacja ('app'), a następnie planuje nowe renderowanie w tle z najnowszą odroczoną wartością.

To zapewnia, że kosztowna praca jest zawsze wykonywana na najnowszych danych i nigdy nie blokuje użytkownika przed wprowadzaniem nowych danych. Jest to potężny sposób na obniżenie priorytetu ciężkich obliczeń bez skomplikowanej, ręcznej logiki debouncingu czy throttlingu.

Praktyczna implementacja: Naprawiamy nasze powolne wyszukiwanie

Zrefaktoryzujmy nasz poprzedni przykład, używając useDeferredValue, aby zobaczyć go w akcji.

Plik: SearchPage.js (Zoptymalizowany)

import React, { useState, useDeferredValue, useMemo } from 'react'; import ProductList from './ProductList'; import { generateProducts } from './data'; const allProducts = generateProducts(20000); // A component to display the list, memoized for performance const MemoizedProductList = React.memo(ProductList); function SearchPage() { const [query, setQuery] = useState(''); // 1. Odrocz wartość query. Ta wartość będzie opóźniona w stosunku do stanu 'query'. const deferredQuery = useDeferredValue(query); // 2. Kosztowne filtrowanie jest teraz napędzane przez deferredQuery. // Dla dalszej optymalizacji opakowujemy to w useMemo. const filteredProducts = useMemo(() => { console.log('Filtering for:', deferredQuery); return allProducts.filter(product => { return product.name.toLowerCase().includes(deferredQuery.toLowerCase()); }); }, [deferredQuery]); // Oblicza ponownie tylko wtedy, gdy zmieni się deferredQuery function handleChange(e) { // Ta aktualizacja stanu jest pilna i zostanie przetworzona natychmiast setQuery(e.target.value); } return (

); } export default SearchPage;

Transformacja doświadczenia użytkownika

Dzięki tej prostej zmianie, doświadczenie użytkownika ulega transformacji:

• Użytkownik pisze w polu wejściowym, a tekst pojawia się natychmiast, bez żadnych opóźnień. Dzieje się tak, ponieważ value pola wejściowego jest bezpośrednio powiązane ze stanem query, co jest pilną aktualizacją.
• Lista produktów poniżej może potrzebować ułamka sekundy, aby nadążyć, ale jej proces renderowania nigdy nie blokuje pola wejściowego.
• Jeśli użytkownik pisze szybko, lista może zaktualizować się tylko raz, na samym końcu, z ostatecznym terminem wyszukiwania, ponieważ React odrzuca pośrednie, nieaktualne renderowania w tle.

Aplikacja teraz wydaje się znacznie szybsza i bardziej profesjonalna.

`useDeferredValue` kontra `useTransition`: Jaka jest różnica?

To jeden z najczęstszych punktów konfuzji dla programistów uczących się współbieżnego Reacta. Zarówno useDeferredValue, jak i useTransition służą do oznaczania aktualizacji jako niepilnych, ale są stosowane w różnych sytuacjach.

Kluczowe rozróżnienie to: gdzie masz kontrolę?

`useTransition`

Używasz useTransition, gdy masz kontrolę nad kodem, który wyzwala aktualizację stanu. Daje ci funkcję, zwykle nazywaną startTransition, do opakowania aktualizacji stanu.

const [isPending, startTransition] = useTransition(); function handleChange(e) { const nextValue = e.target.value; // Natychmiast zaktualizuj pilną część setInputValue(nextValue); // Opakuj powolną aktualizację w startTransition startTransition(() => { setSearchQuery(nextValue); }); }

• Kiedy używać: Gdy sam ustawiasz stan i możesz opakować wywołanie setState.
• Kluczowa cecha: Dostarcza flagę boolean isPending. Jest to niezwykle przydatne do pokazywania wskaźników ładowania lub innych informacji zwrotnych podczas przetwarzania przejścia.

`useDeferredValue`

Używasz useDeferredValue, gdy nie kontrolujesz kodu, który aktualizuje wartość. Dzieje się tak często, gdy wartość pochodzi z propsów, od komponentu nadrzędnego lub z innego haka dostarczonego przez bibliotekę zewnętrzną.

function SlowList({ valueFromParent }) { // Nie kontrolujemy, jak ustawiana jest wartość valueFromParent. // Po prostu ją otrzymujemy i chcemy odroczyć renderowanie na jej podstawie. const deferredValue = useDeferredValue(valueFromParent); // ... użyj deferredValue do renderowania powolnej części komponentu }

• Kiedy używać: Gdy masz tylko ostateczną wartość i nie możesz opakować kodu, który ją ustawił.
• Kluczowa cecha: Bardziej "reaktywne" podejście. Po prostu reaguje na zmianę wartości, bez względu na jej pochodzenie. Nie dostarcza wbudowanej flagi isPending, ale można ją łatwo stworzyć samemu.

Podsumowanie porównania

Cecha	`useTransition`	`useDeferredValue`
Co opakowuje	Funkcję aktualizującą stan (np., startTransition(() => setState(...)))	Wartość (np., useDeferredValue(myValue))
Punkt kontrolny	Gdy kontrolujesz obsługę zdarzenia lub wyzwalacz aktualizacji.	Gdy otrzymujesz wartość (np. z propsów) i nie masz kontroli nad jej źródłem.
Stan ładowania	Dostarcza wbudowaną wartość logiczną `isPending`.	Brak wbudowanej flagi, ale można ją uzyskać za pomocą `const isStale = originalValue !== deferredValue;`.
Analogia	Jesteś dyspozytorem, decydującym, który pociąg (aktualizacja stanu) odjeżdża na wolniejszy tor.	Jesteś kierownikiem stacji, widząc wartość przybywającą pociągiem i decydując się na chwilowe zatrzymanie jej na stacji przed wyświetleniem na głównej tablicy.

Zaawansowane przypadki użycia i wzorce

Poza prostym filtrowaniem list, useDeferredValue odblokowuje kilka potężnych wzorców do budowania zaawansowanych interfejsów użytkownika.

Wzorzec 1: Wyświetlanie "nieaktualnego" interfejsu jako informacji zwrotnej

Interfejs, który aktualizuje się z lekkim opóźnieniem bez żadnej wizualnej informacji zwrotnej, może wydawać się użytkownikowi wadliwy. Może się zastanawiać, czy jego dane wejściowe zostały zarejestrowane. Świetnym wzorcem jest dostarczenie subtelnej wskazówki, że dane się aktualizują.

Można to osiągnąć, porównując oryginalną wartość z wartością odroczoną. Jeśli są różne, oznacza to, że renderowanie w tle jest w toku.

function SearchPage() { const [query, setQuery] = useState(''); const deferredQuery = useDeferredValue(query); // Ta wartość logiczna mówi nam, czy lista jest opóźniona w stosunku do pola wejściowego const isStale = query !== deferredQuery; const filteredProducts = useMemo(() => { // ... kosztowne filtrowanie przy użyciu deferredQuery }, [deferredQuery]); return (

); }

W tym przykładzie, jak tylko użytkownik zacznie pisać, isStale staje się prawdą. Lista lekko blaknie, wskazując, że zaraz się zaktualizuje. Gdy odroczone renderowanie się zakończy, query i deferredQuery znów stają się równe, isStale staje się fałszem, a lista wraca do pełnej przezroczystości z nowymi danymi. Jest to odpowiednik flagi isPending z useTransition.

Wzorzec 2: Odroczenie aktualizacji na wykresach i wizualizacjach

Wyobraź sobie złożoną wizualizację danych, taką jak mapa geograficzna lub wykres finansowy, która renderuje się ponownie w oparciu o suwak kontrolowany przez użytkownika dla zakresu dat. Przeciąganie suwaka może być niezwykle zacinające, jeśli wykres renderuje się przy każdym pojedynczym pikselu ruchu.

Odroczenie wartości suwaka zapewnia, że sam suwak pozostaje płynny i responsywny, podczas gdy ciężki komponent wykresu renderuje się płynnie w tle.

function ChartDashboard() { const [year, setYear] = useState(2023); const deferredYear = useDeferredValue(year); // HeavyChart to zmemoizowany komponent wykonujący kosztowne obliczenia // Zrenderuje się ponownie tylko wtedy, gdy wartość deferredYear się ustabilizuje. const chartData = useMemo(() => computeChartData(deferredYear), [deferredYear]); return (

); }

Dobre praktyki i częste pułapki

Chociaż useDeferredValue jest potężny, należy go używać rozsądnie. Oto kilka kluczowych dobrych praktyk do naśladowania:

• Najpierw profiluj, potem optymalizuj: Nie rozrzucaj useDeferredValue wszędzie. Użyj profilera React DevTools, aby zidentyfikować rzeczywiste wąskie gardła wydajności. Ten hak jest przeznaczony specjalnie do sytuacji, w których ponowne renderowanie jest naprawdę powolne i powoduje złe wrażenia użytkownika.
• Zawsze memoizuj odroczony komponent: Główna korzyść z odroczenia wartości polega na unikaniu niepotrzebnego ponownego renderowania powolnego komponentu. Ta korzyść jest w pełni realizowana, gdy powolny komponent jest owinięty w React.memo. Zapewnia to, że renderuje się on ponownie tylko wtedy, gdy jego propsy (w tym odroczona wartość) faktycznie się zmieniają, a nie podczas początkowego renderowania o wysokim priorytecie, gdy odroczona wartość jest jeszcze stara.
• Dostarczaj informacji zwrotnej użytkownikowi: Jak omówiono we wzorcu "nieaktualnego UI", nigdy nie pozwól, aby interfejs aktualizował się z opóźnieniem bez jakiejś formy wizualnej wskazówki. Brak informacji zwrotnej może być bardziej mylący niż pierwotne opóźnienie.
• Nie odraczaj samej wartości pola wejściowego: Częstym błędem jest próba odroczenia wartości, która kontroluje pole wejściowe. Prop value pola wejściowego powinien zawsze być powiązany ze stanem o wysokim priorytecie, aby zapewnić jego natychmiastowe działanie. Odraczasz wartość przekazywaną do powolnego komponentu.
• Zrozum opcję `timeoutMs` (Używaj z ostrożnością): useDeferredValue przyjmuje opcjonalny drugi argument dla limitu czasu: useDeferredValue(value, { timeoutMs: 500 }). Mówi to Reactowi, jak długo maksymalnie powinien odraczać wartość. Jest to zaawansowana funkcja, która może być przydatna w niektórych przypadkach, ale generalnie lepiej pozwolić Reactowi zarządzać czasem, ponieważ jest on zoptymalizowany pod kątem możliwości urządzenia.

Wpływ na globalne doświadczenie użytkownika (UX)

Przyjęcie narzędzi takich jak useDeferredValue to nie tylko techniczna optymalizacja; to zobowiązanie do lepszego, bardziej inkluzywnego doświadczenia użytkownika dla globalnej publiczności.

• Równość urządzeń: Programiści często pracują na wysokiej klasy maszynach. Interfejs, który wydaje się szybki na nowym laptopie, może być nieużyteczny na starszym, słabszym telefonie komórkowym, który jest głównym urządzeniem internetowym dla znacznej części światowej populacji. Nieblokujące renderowanie sprawia, że Twoja aplikacja jest bardziej odporna i wydajna na szerszej gamie sprzętu.
• Poprawiona dostępność: Zacinający się interfejs może być szczególnie trudny dla użytkowników czytników ekranu i innych technologii wspomagających. Utrzymanie głównego wątku wolnym zapewnia, że te narzędzia mogą nadal działać płynnie, zapewniając bardziej niezawodne i mniej frustrujące doświadczenie dla wszystkich użytkowników.
• Zwiększona postrzegana wydajność: Psychologia odgrywa ogromną rolę w doświadczeniu użytkownika. Interfejs, który natychmiast reaguje na dane wejściowe, nawet jeśli niektóre części ekranu potrzebują chwili na aktualizację, wydaje się nowoczesny, niezawodny i dobrze wykonany. Ta postrzegana prędkość buduje zaufanie i satysfakcję użytkownika.

Podsumowanie

Hak useDeferredValue w React to zmiana paradygmatu w podejściu do optymalizacji wydajności. Zamiast polegać na ręcznych i często złożonych technikach, takich jak debouncing i throttling, możemy teraz deklaratywnie powiedzieć Reactowi, które części naszego interfejsu są mniej krytyczne, pozwalając mu na planowanie pracy renderowania w znacznie bardziej inteligentny i przyjazny dla użytkownika sposób.

Rozumiejąc podstawowe zasady współbieżności, wiedząc, kiedy używać useDeferredValue w porównaniu z useTransition, oraz stosując dobre praktyki, takie jak memoizacja i informacja zwrotna dla użytkownika, możesz wyeliminować zacinanie się interfejsu i tworzyć aplikacje, które są nie tylko funkcjonalne, ale i przyjemne w użyciu. Na konkurencyjnym rynku globalnym dostarczanie szybkiego, responsywnego i dostępnego doświadczenia użytkownika jest ostateczną cechą, a useDeferredValue jest jednym z najpotężniejszych narzędzi w Twoim arsenale, aby to osiągnąć.