Конкурентный режим React: раскрытие прерываемого рендеринга для более плавного пользовательского опыта

React стал основной библиотекой для создания динамичных и интерактивных пользовательских интерфейсов. По мере роста сложности приложений поддержание отзывчивости и обеспечение бесшовного пользовательского опыта становится все более сложной задачей. Конкурентный режим React — это набор новых функций, который помогает решить эти проблемы, включая прерываемый рендеринг, что позволяет React работать над несколькими задачами одновременно, не блокируя основной поток.

Что такое конкурентный режим?

Конкурентный режим — это не просто переключатель, который вы включаете; это фундаментальное изменение в том, как React обрабатывает обновления и рендеринг. Он вводит концепцию приоритизации задач и прерывания длительных процессов рендеринга для поддержания отзывчивости пользовательского интерфейса. Представьте себе это как умелого дирижера, управляющего оркестром – он управляет разными инструментами (задачами) и обеспечивает гармоничное исполнение (пользовательский опыт).

Традиционно React использовал синхронную модель рендеринга. Когда происходило обновление, React блокировал основной поток, вычислял изменения в DOM и обновлял пользовательский интерфейс. Это могло приводить к заметным задержкам, особенно в приложениях со сложными компонентами или частыми обновлениями. Конкурентный режим, с другой стороны, позволяет React приостанавливать, возобновлять или даже отменять задачи рендеринга в зависимости от приоритета, отдавая более высокий приоритет задачам, которые напрямую влияют на взаимодействие с пользователем, таким как ввод с клавиатуры или нажатия кнопок.

Ключевые концепции конкурентного режима

Чтобы понять, как работает конкурентный режим, важно ознакомиться со следующими ключевыми концепциями:

1. React Fiber

Fiber — это внутренняя архитектура React, которая делает возможным конкурентный режим. Это перереализация основного алгоритма React. Вместо рекурсивного обхода дерева компонентов и синхронного обновления DOM, Fiber разбивает процесс рендеринга на более мелкие единицы работы, которые можно приостанавливать, возобновлять или отменять. Каждая единица работы представлена узлом Fiber, который хранит информацию о компоненте, его пропсах и состоянии.

Думайте о Fiber как о внутренней системе управления проектами React. Она отслеживает ход выполнения каждой задачи рендеринга и позволяет React переключаться между задачами в зависимости от приоритета и доступных ресурсов.

2. Планирование и приоритизация

Конкурентный режим вводит сложный механизм планирования, который позволяет React приоритизировать различные типы обновлений. Обновления можно разделить на категории:

• Срочные обновления: Эти обновления требуют немедленного внимания, например, пользовательский ввод или анимации. React приоритизирует эти обновления для обеспечения отзывчивого пользовательского опыта.
• Обычные обновления: Эти обновления менее критичны и могут быть отложены без значительного влияния на пользовательский опыт. Примеры включают получение данных или фоновые обновления.
• Низкоприоритетные обновления: Эти обновления являются наименее критичными и могут быть отложены на еще более длительные периоды. Примером может служить обновление графика, который в данный момент не виден на экране.

React использует эту приоритизацию для планирования обновлений таким образом, чтобы минимизировать блокировку основного потока. Он чередует высокоприоритетные обновления с низкоприоритетными, создавая впечатление плавного и отзывчивого интерфейса.

3. Прерываемый рендеринг

Это ядро конкурентного режима. Прерываемый рендеринг позволяет React приостановить задачу рендеринга, если поступает обновление с более высоким приоритетом. Затем React может переключиться на задачу с более высоким приоритетом, завершить ее, а затем возобновить исходную задачу рендеринга. Это предотвращает блокировку основного потока длительными процессами рендеринга и зависание пользовательского интерфейса.

Представьте, что вы редактируете большой документ. С конкурентным режимом, если вам внезапно понадобится прокрутить страницу или нажать кнопку, React может приостановить процесс редактирования документа, обработать прокрутку или нажатие кнопки, а затем возобновить редактирование документа без заметной задержки. Это значительное улучшение по сравнению с традиционной синхронной моделью рендеринга, где процесс редактирования должен был бы завершиться, прежде чем React смог бы отреагировать на взаимодействие пользователя.

4. Нарезка времени (Time Slicing)

Нарезка времени — это техника, используемая в конкурентном режиме для разделения длительных задач рендеринга на более мелкие части работы. Каждая часть работы выполняется в течение короткого временного среза, что позволяет React периодически возвращать управление основному потоку. Это предотвращает блокировку основного потока одной задачей рендеринга на слишком долгое время, обеспечивая отзывчивость пользовательского интерфейса.

Рассмотрим сложную визуализацию данных, требующую множества вычислений. С помощью нарезки времени React может разбить визуализацию на более мелкие части и рендерить каждую часть в отдельном временном срезе. Это предотвращает блокировку основного потока визуализацией и позволяет пользователю взаимодействовать с интерфейсом во время ее рендеринга.

5. Suspense

Suspense — это механизм для декларативной обработки асинхронных операций, таких как получение данных. Он позволяет обернуть асинхронные компоненты границей <Suspense> и указать запасной UI, который будет отображаться во время загрузки данных. Когда данные будут доступны, React автоматически отрендерит компонент с данными. Suspense без проблем интегрируется с конкурентным режимом, позволяя React приоритизировать рендеринг запасного UI, пока данные загружаются в фоновом режиме.

Например, вы можете использовать Suspense для отображения индикатора загрузки при получении данных из API. Когда данные поступят, React автоматически заменит индикатор загрузки фактическими данными, обеспечивая плавный и бесшовный пользовательский опыт.

Преимущества конкурентного режима

Конкурентный режим предлагает несколько значительных преимуществ для приложений на React:

• Улучшенная отзывчивость: Позволяя React прерывать длительные процессы рендеринга и приоритизировать взаимодействия с пользователем, конкурентный режим делает приложения более отзывчивыми и интерактивными.
• Улучшенный пользовательский опыт: Возможность отображать запасные UI во время загрузки данных и приоритизировать критические обновления приводит к более плавному и бесшовному пользовательскому опыту.
• Лучшая производительность: Хотя конкурентный режим не обязательно делает рендеринг быстрее в целом, он распределяет работу более равномерно, предотвращая длительные периоды блокировки и улучшая воспринимаемую производительность.
• Упрощенная обработка асинхронности: Suspense упрощает процесс обработки асинхронных операций, облегчая создание сложных приложений, которые зависят от получения данных.

Сценарии использования конкурентного режима

Конкурентный режим особенно полезен для приложений со следующими характеристиками:

• Сложный UI: Приложения с большим количеством компонентов или сложной логикой рендеринга.
• Частые обновления: Приложения, требующие частых обновлений UI, такие как дашборды в реальном времени или приложения с большим объемом данных.
• Асинхронное получение данных: Приложения, которые зависят от получения данных из API или других асинхронных источников.
• Анимации: Приложения, которые используют анимации для улучшения пользовательского опыта.

Вот несколько конкретных примеров того, как конкурентный режим можно использовать в реальных приложениях:

• Сайты электронной коммерции: Улучшение отзывчивости списков товаров и результатов поиска. Использование Suspense для отображения индикаторов загрузки во время получения изображений и описаний товаров.
• Платформы социальных сетей: Улучшение пользовательского опыта путем приоритизации обновлений ленты пользователя и уведомлений. Использование конкурентного режима для плавной обработки анимаций и переходов.
• Дашборды для визуализации данных: Улучшение производительности сложных визуализаций данных путем их разбиения на более мелкие части и рендеринга в отдельных временных срезах.
• Редакторы совместной работы над документами: Обеспечение отзывчивого редактирования путем приоритизации ввода пользователя и предотвращения блокировки основного потока длительными операциями.

Как включить конкурентный режим

Чтобы включить конкурентный режим, вам нужно использовать один из новых корневых API, представленных в React 18:

• createRoot: Это рекомендуемый способ включения конкурентного режима для новых приложений. Он создает корень, который использует конкурентный режим по умолчанию.
• hydrateRoot: Используется для серверного рендеринга (SSR) и гидратации. Он позволяет постепенно гидратировать приложение, улучшая время начальной загрузки.

Вот пример использования createRoot:

import React from 'react';
import { createRoot } from 'react-dom/client';
import App from './App';

const container = document.getElementById('root');
const root = createRoot(container); // Создаем корень.
root.render(<App />);

Примечание: ReactDOM.render устарел в React 18 при использовании конкурентного режима. Вместо него используйте createRoot или hydrateRoot.

Внедрение конкурентного режима: постепенный подход

Миграция существующего приложения React на конкурентный режим не всегда является простым процессом. Часто это требует тщательного планирования и постепенного подхода. Вот предлагаемая стратегия:

1. Обновитесь до React 18: Первый шаг — обновить ваше приложение до React 18.
2. Включите конкурентный режим: Используйте createRoot или hydrateRoot для включения конкурентного режима.
3. Определите потенциальные проблемы: Используйте React DevTools Profiler для выявления компонентов, которые вызывают узкие места в производительности или неожиданное поведение.
4. Устраните проблемы совместимости: Некоторые сторонние библиотеки или старые паттерны React могут быть не полностью совместимы с конкурентным режимом. Вам может потребоваться обновить эти библиотеки или рефакторить ваш код для решения этих проблем.
5. Внедрите Suspense: Используйте Suspense для обработки асинхронных операций и улучшения пользовательского опыта.
6. Тщательно протестируйте: Тщательно протестируйте ваше приложение, чтобы убедиться, что конкурентный режим работает как ожидалось и что нет регрессий в функциональности или производительности.

Потенциальные проблемы и соображения

Хотя конкурентный режим предлагает значительные преимущества, важно знать о некоторых потенциальных проблемах и соображениях:

• Проблемы совместимости: Как упоминалось ранее, некоторые сторонние библиотеки или старые паттерны React могут быть не полностью совместимы с конкурентным режимом. Вам может потребоваться обновить эти библиотеки или рефакторить ваш код для решения этих проблем. Это может включать переписывание определенных методов жизненного цикла или использование новых API, предоставляемых React 18.
• Сложность кода: Конкурентный режим может добавить сложности в вашу кодовую базу, особенно при работе с асинхронными операциями и Suspense. Важно понимать лежащие в основе концепции и писать код таким образом, чтобы он был совместим с конкурентным режимом.
• Отладка: Отладка приложений в конкурентном режиме может быть сложнее, чем отладка традиционных приложений React. React DevTools Profiler является ценным инструментом для выявления узких мест в производительности и понимания поведения конкурентного режима.
• Кривая обучения: С конкурентным режимом связана кривая обучения. Разработчикам необходимо понять новые концепции и API для его эффективного использования. Инвестирование времени в изучение конкурентного режима и его лучших практик является обязательным.
• Серверный рендеринг (SSR): Убедитесь, что ваша настройка SSR совместима с конкурентным режимом. Использование hydrateRoot имеет решающее значение для правильной гидратации приложения на стороне клиента после серверного рендеринга.

Лучшие практики для конкурентного режима

Чтобы извлечь максимальную пользу из конкурентного режима, следуйте этим лучшим практикам:

• Делайте компоненты маленькими и сфокусированными: Маленькие компоненты легче рендерить и обновлять, что может улучшить производительность. Разбивайте большие компоненты на более мелкие, управляемые единицы.
• Избегайте побочных эффектов в рендере: Избегайте выполнения побочных эффектов (например, получение данных, манипуляции с DOM) непосредственно в методе рендеринга. Используйте хук useEffect для побочных эффектов.
• Оптимизируйте производительность рендеринга: Используйте такие техники, как мемоизация (React.memo), shouldComponentUpdate и PureComponent, чтобы предотвратить ненужные повторные рендеры.
• Используйте Suspense для асинхронных операций: Оборачивайте асинхронные компоненты границами <Suspense>, чтобы предоставить запасной UI во время загрузки данных.
• Профилируйте ваше приложение: Используйте React DevTools Profiler для выявления узких мест в производительности и оптимизации вашего кода.
• Тщательно тестируйте: Тщательно тестируйте ваше приложение, чтобы убедиться, что конкурентный режим работает как ожидалось и что нет регрессий в функциональности или производительности.

Будущее React и конкурентного режима

Конкурентный режим представляет собой значительный шаг вперед в эволюции React. Он открывает новые возможности для создания отзывчивых и интерактивных пользовательских интерфейсов. По мере дальнейшего развития React мы можем ожидать появления еще более продвинутых функций и оптимизаций, построенных на основе конкурентного режима. React все чаще используется в различных глобальных контекстах, от Латинской Америки до Юго-Восточной Азии. Обеспечение хорошей производительности приложений React, особенно на менее мощных устройствах и при медленном сетевом соединении, распространенном во многих частях мира, имеет решающее значение.

Приверженность React производительности в сочетании с мощью конкурентного режима делает его привлекательным выбором для создания современных веб-приложений, которые обеспечивают отличный пользовательский опыт для пользователей по всему миру. По мере того, как все больше разработчиков будут внедрять конкурентный режим, мы можем ожидать появления нового поколения приложений на React, которые будут более отзывчивыми, производительными и удобными для пользователя.

Заключение

Конкурентный режим React — это мощный набор функций, который обеспечивает прерываемый рендеринг, приоритизацию обновлений и улучшенную обработку асинхронных операций. Понимая ключевые концепции конкурентного режима и следуя лучшим практикам, вы можете раскрыть весь потенциал React и создавать приложения, которые обеспечивают более плавный и отзывчивый пользовательский опыт для пользователей по всему миру. Примите конкурентный режим и начните строить будущее веба с React!