Интеграция планировщика React Concurrent Mode: Координация очереди задач

React Concurrent Mode представляет собой значительный сдвиг в том, как приложения React обрабатывают обновления и рендеринг. В его основе лежит сложный планировщик, который управляет задачами и приоритизирует их, чтобы обеспечить плавный и отзывчивый пользовательский опыт, даже в сложных приложениях. В этой статье исследуются внутренние механизмы планировщика React Concurrent Mode, с упором на то, как он координирует очереди задач и приоритизирует различные типы обновлений.

Понимание React's Concurrent Mode

Прежде чем углубляться в особенности координации очереди задач, давайте кратко повторим, что такое Concurrent Mode и почему он важен. Concurrent Mode позволяет React разбивать задачи рендеринга на более мелкие, прерываемые единицы. Это означает, что длительные обновления не будут блокировать основной поток, предотвращая зависание браузера и обеспечивая отзывчивость пользовательских взаимодействий. Ключевые особенности включают в себя:

• Прерываемый рендеринг: React может приостанавливать, возобновлять или отменять задачи рендеринга в зависимости от приоритета.
• Разделение по времени: Большие обновления разбиваются на более мелкие части, позволяя браузеру обрабатывать другие задачи между ними.
• Suspense: Механизм для обработки асинхронной выборки данных и отображения заполнителей во время загрузки данных.

Роль планировщика

Основные обязанности планировщика:

• Приоритизация задач: Определение срочности различных обновлений.
• Управление очередью задач: Поддержание очереди ожидающих обновлений.
• Управление выполнением: Принятие решений о том, когда начинать, приостанавливать, возобновлять или отменять задачи.
• Передача управления браузеру: Предоставление управления браузеру, чтобы позволить ему обрабатывать пользовательский ввод и другие важные задачи.

Координация очереди задач в деталях

Типы очередей задач:

React использует различные уровни приоритета для различных типов обновлений. Конкретное количество и названия этих уровней приоритета могут незначительно отличаться между версиями React, но общий принцип остается прежним. Вот общая разбивка:

• Немедленный приоритет: Используется для задач, которые необходимо выполнить как можно скорее, таких как обработка пользовательского ввода или реагирование на критические события. Эти задачи прерывают любую текущую задачу.
• Приоритет, блокирующий пользователя: Используется для задач, которые напрямую влияют на пользовательский опыт, таких как обновление пользовательского интерфейса в ответ на взаимодействие с пользователем (например, ввод в поле ввода). Эти задачи также имеют относительно высокий приоритет.
• Нормальный приоритет: Используется для задач, которые важны, но не критичны по времени, таких как обновление пользовательского интерфейса на основе сетевых запросов или других асинхронных операций.
• Низкий приоритет: Используется для задач, которые менее важны и могут быть отложены при необходимости, таких как фоновые обновления или отслеживание аналитики.
• Приоритет простоя: Используется для задач, которые могут быть выполнены, когда браузер простаивает, таких как предварительная загрузка ресурсов или выполнение длительных вычислений.

Сопоставление конкретных действий с уровнями приоритета имеет решающее значение для поддержания отзывчивого пользовательского интерфейса. Например, прямой ввод пользователя всегда будет обрабатываться с наивысшим приоритетом, чтобы немедленно предоставить обратную связь пользователю, в то время как задачи ведения журнала могут быть безопасно отложены до состояния простоя.

Пример: Приоритизация пользовательского ввода

Рассмотрим сценарий, когда пользователь вводит текст в поле ввода. Каждое нажатие клавиши вызывает обновление состояния компонента, которое, в свою очередь, вызывает повторный рендеринг. В Concurrent Mode этим обновлениям присваивается высокий приоритет (блокировка пользователя), чтобы обеспечить обновление поля ввода в режиме реального времени. Между тем, другие менее важные задачи, такие как выборка данных из API, имеют более низкий приоритет (нормальный или низкий) и могут быть отложены до тех пор, пока пользователь не закончит ввод текста.

            
function MyInput() {
 const [value, setValue] = React.useState('');

 const handleChange = (event) => {
 setValue(event.target.value);
 };

 return (
  <input type="text" value={value} onChange={handleChange} />
 );
}

            

              
                Copy
              
            
          

В этом простом примере функция handleChange, которая вызывается вводом пользователя, будет автоматически приоритизирована планировщиком React. React неявно обрабатывает приоритизацию на основе источника события, обеспечивая плавный пользовательский опыт.

Совместное планирование

Планировщик React использует метод, называемый совместным планированием. Это означает, что каждая задача отвечает за периодическую передачу управления обратно планировщику, позволяя ему проверять наличие задач с более высоким приоритетом и потенциально прерывать текущую задачу. Эта передача достигается с помощью таких методов, как requestIdleCallback и setTimeout, которые позволяют React планировать работу в фоновом режиме, не блокируя основной поток.

Однако прямое использование этих API браузера обычно абстрагируется внутренней реализацией React. Разработчикам обычно не нужно вручную передавать управление; архитектура Fiber и планировщик React обрабатывают это автоматически на основе характера выполняемой работы.

Согласование и дерево Fiber

Планировщик тесно сотрудничает с алгоритмом согласования React и деревом Fiber. Когда запускается обновление, React создает новое дерево Fiber, которое представляет желаемое состояние пользовательского интерфейса. Затем алгоритм согласования сравнивает новое дерево Fiber с существующим деревом Fiber, чтобы определить, какие компоненты необходимо обновить. Этот процесс также прерываем; React может приостановить согласование в любой момент и возобновить его позже, позволяя планировщику приоритизировать другие задачи.

Практические примеры координации очереди задач

Давайте рассмотрим несколько практических примеров того, как координация очереди задач работает в реальных приложениях React.

Пример 1: Отложенная загрузка данных с помощью Suspense

Рассмотрим сценарий, когда вы получаете данные из удаленного API. Используя React Suspense, вы можете отобразить резервный пользовательский интерфейс во время загрузки данных. Самой операции выборки данных может быть присвоен нормальный или низкий приоритет, в то время как рендерингу резервного пользовательского интерфейса присваивается более высокий приоритет, чтобы немедленно предоставить обратную связь пользователю.

            
import React, { Suspense } from 'react';

const fetchData = () => {
  return new Promise(resolve => {
    setTimeout(() => {
      resolve('Data loaded!');
    }, 2000);
  });
};

const Resource = React.createContext(null);

const createResource = () => {
  let status = 'pending';
  let result;
  let suspender = fetchData().then(
    (r) => {
      status = 'success';
      result = r;
    },
    (e) => {
      status = 'error';
      result = e;
    }
  );

  return {
    read() {
      if (status === 'pending') {
        throw suspender;
      } else if (status === 'error') {
        throw result;
      } else if (status === 'success') {
        return result;
      }
    },
  };
};

const DataComponent = () => {
  const resource = React.useContext(Resource);
  const data = resource.read();
  return <p>{data}</p>;
};

function MyComponent() {
  const resource = createResource();

  return (
    <Resource.Provider value={resource}>
      <Suspense fallback=<p>Loading data...</p>>
        <DataComponent />
      </Suspense>
    </Resource.Provider>
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

В этом примере компонент <Suspense fallback=<p>Loading data...</p>> отобразит сообщение «Загрузка данных...», пока обещание fetchData находится в состоянии ожидания. Планировщик приоритизирует немедленное отображение этого резерва, обеспечивая лучший пользовательский опыт, чем пустой экран. После загрузки данных отображается <DataComponent />.

Пример 2: Debouncing Input с помощью useDeferredValue

Еще один распространенный сценарий - debouncing ввода, чтобы избежать чрезмерных повторных рендерингов. Хук useDeferredValue React позволяет вам откладывать обновления до менее срочного приоритета. Это может быть полезно в сценариях, когда вы хотите обновить пользовательский интерфейс на основе ввода пользователя, но не хотите запускать повторные рендеринги при каждом нажатии клавиши.

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

function MyComponent() {
 const [value, setValue] = useState('');
 const deferredValue = useDeferredValue(value);

 const handleChange = (event) => {
  setValue(event.target.value);
 };

 return (
  <div>
  <input type="text" value={value} onChange={handleChange} />
  <p>Value: {deferredValue}</p>
  </div>
 );
}

            

              
                Copy
              
            
          

В этом примере deferredValue будет немного отставать от фактического value. Это означает, что пользовательский интерфейс будет обновляться реже, что уменьшит количество повторных рендерингов и повысит производительность. Фактический ввод текста будет казаться отзывчивым, потому что поле ввода напрямую обновляет состояние value, но последующие эффекты этого изменения состояния откладываются.

Пример 3: Пакетная обработка обновлений состояния с помощью useTransition

Хук useTransition React позволяет выполнять пакетную обработку обновлений состояния. Переход - это способ пометить определенные обновления состояния как несрочные, позволяя React откладывать их и предотвращать блокировку основного потока. Это особенно полезно при работе со сложными обновлениями, которые включают несколько переменных состояния.

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

function MyComponent() {
 const [isPending, startTransition] = useTransition();
 const [count, setCount] = useState(0);

 const handleClick = () => {
  startTransition(() => {
  setCount(c => c + 1);
  });
 };

 return (
  <div>
  <button onClick={handleClick}>Increment</button>
  <p>Count: {count}</p>
  {isPending ? <p>Updating...</p> : null}
  </div>
 );
}

            

              
                Copy
              
            
          

В этом примере обновление setCount обернуто в блок startTransition. Это говорит React рассматривать обновление как несрочный переход. Переменная состояния isPending может использоваться для отображения индикатора загрузки во время выполнения перехода.

Оптимизация скорости реагирования приложения

Эффективная координация очереди задач имеет решающее значение для оптимизации скорости реагирования приложений React. Вот несколько лучших практик, которые следует помнить:

• Приоритизируйте взаимодействие с пользователем: Убедитесь, что обновления, вызванные взаимодействием с пользователем, всегда имеют наивысший приоритет.
• Отложите некритичные обновления: Отложите менее важные обновления в очереди с более низким приоритетом, чтобы избежать блокировки основного потока.
• Используйте Suspense для выборки данных: Используйте React Suspense для обработки асинхронной выборки данных и отображения резервного пользовательского интерфейса во время загрузки данных.
• Debounce Input: Используйте useDeferredValue для debouncing ввода и избегайте чрезмерных повторных рендерингов.
• Пакетная обработка обновлений состояния: Используйте useTransition для пакетной обработки обновлений состояния и предотвращения блокировки основного потока.
• Профилируйте свое приложение: Используйте React DevTools для профилирования своего приложения и выявления узких мест производительности.
• Оптимизируйте компоненты: Мемоизируйте компоненты, используя React.memo, чтобы предотвратить ненужные повторные рендеринги.
• Разделение кода: Используйте разделение кода, чтобы сократить время начальной загрузки вашего приложения.
• Оптимизация изображений: Оптимизируйте изображения, чтобы уменьшить размер их файлов и ускорить время загрузки. Это особенно важно для глобально распределенных приложений, где задержка сети может быть значительной.
• Рассмотрите возможность рендеринга на стороне сервера (SSR) или статической генерации сайтов (SSG): Для приложений с большим объемом контента SSR или SSG могут улучшить время начальной загрузки и SEO.

Глобальные соображения

При разработке приложений React для глобальной аудитории важно учитывать такие факторы, как задержка сети, возможности устройств и языковая поддержка. Вот несколько советов по оптимизации вашего приложения для глобальной аудитории:

• Сеть доставки контента (CDN): Используйте CDN для распространения ресурсов вашего приложения на серверы по всему миру. Это может значительно снизить задержку для пользователей в разных географических регионах.
• Адаптивная загрузка: Реализуйте стратегии адаптивной загрузки для обслуживания различных активов в зависимости от сетевого подключения и возможностей устройства пользователя.
• Интернационализация (i18n): Используйте библиотеку i18n для поддержки нескольких языков и региональных вариантов.
• Локализация (l10n): Адаптируйте свое приложение к различным локалям, предоставляя локализованные форматы даты, времени и валюты.
• Специальные возможности (a11y): Убедитесь, что ваше приложение доступно для пользователей с ограниченными возможностями, следуя рекомендациям WCAG. Это включает в себя предоставление альтернативного текста для изображений, использование семантического HTML и обеспечение навигации с помощью клавиатуры.
• Оптимизация для устройств нижнего уровня: Помните о пользователях на старых или менее мощных устройствах. Минимизируйте время выполнения JavaScript и уменьшите размер ваших активов.
• Тестируйте в разных регионах: Используйте такие инструменты, как BrowserStack или Sauce Labs, для тестирования своего приложения в разных географических регионах и на разных устройствах.
• Используйте соответствующие форматы данных: При обработке дат и чисел помните о различных региональных соглашениях. Используйте такие библиотеки, как date-fns или Numeral.js, для форматирования данных в соответствии с языковым стандартом пользователя.

Заключение

Планировщик React Concurrent Mode и его сложные механизмы координации очереди задач необходимы для создания отзывчивых и производительных приложений React. Понимая, как планировщик приоритизирует задачи и управляет различными типами обновлений, разработчики могут оптимизировать свои приложения, чтобы обеспечить плавный и приятный пользовательский опыт для пользователей по всему миру. Используя такие функции, как Suspense, useDeferredValue и useTransition, вы можете точно настроить скорость реагирования своего приложения и обеспечить отличный опыт, даже на более медленных устройствах или в сетях.

Поскольку React продолжает развиваться, Concurrent Mode, вероятно, станет еще более интегрированным в структуру, что сделает его все более важной концепцией для освоения разработчиками React.