Integrácia plánovača React Concurrent Mode: Koordinácia frontu úloh

React Concurrent Mode predstavuje významný posun v spôsobe, akým aplikácie React spracovávajú aktualizácie a vykresľovanie. Jeho jadrom je sofistikovaný plánovač, ktorý spravuje úlohy a určuje ich priority, aby zabezpečil plynulý a pohotový používateľský zážitok, a to aj v zložitých aplikáciách. Tento článok skúma vnútorné fungovanie plánovača React Concurrent Mode so zameraním na to, ako koordinuje fronty úloh a uprednostňuje rôzne typy aktualizácií.

Pochopenie Concurrent Mode v Reacte

Predtým, ako sa ponoríme do špecifík koordinácie frontu úloh, si stručne zopakujme, čo je Concurrent Mode a prečo je dôležitý. Concurrent Mode umožňuje Reactu rozdeliť úlohy vykresľovania na menšie, prerušiteľné jednotky. To znamená, že dlhotrvajúce aktualizácie nebudú blokovať hlavné vlákno, čím sa zabráni zamrznutiu prehliadača a zabezpečí sa, že interakcie používateľa zostanú pohotové. Medzi kľúčové funkcie patria:

• Prerušiteľné vykresľovanie: React môže pozastaviť, obnoviť alebo zrušiť úlohy vykresľovania na základe priority.
• Časové rozdelenie: Veľké aktualizácie sú rozdelené na menšie časti, čo umožňuje prehliadaču spracovávať medzi nimi aj iné úlohy.
• Suspense: Mechanizmus na spracovanie asynchrónneho načítavania dát a vykresľovanie zástupných symbolov počas načítavania dát.

Úloha plánovača

Kľúčové zodpovednosti plánovača:

• Určovanie priorít úloh: Určenie naliehavosti rôznych aktualizácií.
• Správa frontu úloh: Udržiavanie frontu čakajúcich aktualizácií.
• Kontrola vykonávania: Rozhodovanie o tom, kedy začať, pozastaviť, obnoviť alebo zrušiť úlohy.
• Uvoľnenie kontroly prehliadaču: Uvoľnenie kontroly prehliadaču, aby mohol spracovávať vstupy používateľa a iné kritické úlohy.

Koordinácia frontu úloh podrobne

Typy frontov úloh:

React používa rôzne úrovne priority pre rôzne typy aktualizácií. Špecifický počet a názvy týchto úrovní priority sa môžu medzi verziami Reactu mierne líšiť, ale všeobecný princíp zostáva rovnaký. Tu je bežný rozpis:

• Okamžitá priorita: Používa sa pre úlohy, ktoré je potrebné dokončiť čo najskôr, ako napríklad spracovanie vstupu používateľa alebo reakcia na kritické udalosti. Tieto úlohy prerušia akúkoľvek aktuálne spustenú úlohu.
• Priorita blokovania používateľa: Používa sa pre úlohy, ktoré priamo ovplyvňujú používateľský zážitok, ako napríklad aktualizácia používateľského rozhrania v reakcii na interakcie používateľa (napr. písanie do vstupného poľa). Tieto úlohy majú tiež relatívne vysokú prioritu.
• Normálna priorita: Používa sa pre úlohy, ktoré sú dôležité, ale nie sú časovo kritické, ako napríklad aktualizácia používateľského rozhrania na základe sieťových požiadaviek alebo iných asynchrónnych operácií.
• Nízka priorita: Používa sa pre úlohy, ktoré sú menej dôležité a v prípade potreby sa môžu odložiť, ako napríklad aktualizácie na pozadí alebo sledovanie analýz.
• Priorita nečinnosti: Používa sa pre úlohy, ktoré sa môžu vykonávať, keď je prehliadač nečinný, ako napríklad prednačítavanie zdrojov alebo vykonávanie dlhotrvajúcich výpočtov.

Mapovanie špecifických akcií na úrovne priority je kľúčové pre udržanie pohotového používateľského rozhrania. Napríklad, priamy vstup používateľa sa bude vždy spracovávať s najvyššou prioritou, aby sa používateľovi poskytla okamžitá spätná väzba, zatiaľ čo úlohy protokolovania sa môžu bezpečne odložiť do stavu nečinnosti.

Príklad: Určovanie priorít vstupu používateľa

Zvážte scenár, v ktorom používateľ píše do vstupného poľa. Každý stisk klávesu spustí aktualizáciu stavu komponentu, čo následne spustí opätovné vykreslenie. V Concurrent Mode sú týmto aktualizáciám priradená vysoká priorita (Blokovanie používateľa), aby sa zabezpečilo, že sa vstupné pole aktualizuje v reálnom čase. Medzitým sú iné menej kritické úlohy, ako napríklad načítavanie dát z API, priradené s nižšou prioritou (Normálna alebo Nízka) a môžu sa odložiť, kým používateľ nedokončí písanie.

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

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

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

            

              
                Copy
              
            
          

V tomto jednoduchom príklade by funkcia handleChange, ktorá sa spúšťa vstupom používateľa, bola automaticky uprednostnená plánovačom Reactu. React implicitne spracováva určovanie priorít na základe zdroja udalosti, čím zabezpečuje plynulý používateľský zážitok.

Kooperatívne plánovanie

Plánovač Reactu používa techniku nazývanú kooperatívne plánovanie. To znamená, že každá úloha je zodpovedná za to, že pravidelne uvoľňuje kontrolu späť plánovaču, čo mu umožňuje skontrolovať úlohy s vyššou prioritou a potenciálne prerušiť aktuálnu úlohu. Toto uvoľnenie sa dosahuje prostredníctvom techník, ako sú requestIdleCallback a setTimeout, ktoré umožňujú Reactu naplánovať prácu na pozadí bez blokovania hlavného vlákna.

Používanie týchto API prehliadača je však zvyčajne abstrahované internou implementáciou Reactu. Vývojári zvyčajne nemusia manuálne uvoľňovať kontrolu; Architektúra Fiber a plánovač Reactu to spracovávajú automaticky na základe povahy vykonávanej práce.

Zosúladenie a strom Fiber

Plánovač úzko spolupracuje s algoritmom zosúladenia Reactu a stromom Fiber. Keď sa spustí aktualizácia, React vytvorí nový strom Fiber, ktorý reprezentuje požadovaný stav používateľského rozhrania. Algoritmus zosúladenia potom porovná nový strom Fiber s existujúcim stromom Fiber, aby určil, ktoré komponenty je potrebné aktualizovať. Tento proces je tiež prerušiteľný; React môže kedykoľvek pozastaviť zosúladenie a neskôr ho obnoviť, čo umožňuje plánovaču uprednostniť iné úlohy.

Praktické príklady koordinácie frontu úloh

Poďme preskúmať niektoré praktické príklady toho, ako funguje koordinácia frontu úloh v reálnych aplikáciách React.

Príklad 1: Oneskorené načítavanie dát so Suspense

Zvážte scenár, v ktorom načítavate dáta zo vzdialeného API. Pomocou React Suspense môžete zobraziť záložné používateľské rozhranie počas načítavania dát. Samotná operácia načítavania dát môže byť priradená s Normálnou alebo Nízkou prioritou, zatiaľ čo vykresľovanie záložného používateľského rozhrania je priradené s vyššou prioritou, aby sa používateľovi poskytla okamžitá spätná väzba.

            
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
              
            
          

V tomto príklade komponent <Suspense fallback=<p>Loading data...</p>> zobrazí správu "Načítavajú sa dáta...", kým je prísľub fetchData v stave pending. Plánovač uprednostňuje okamžité zobrazenie tohto záložného symbolu, čím poskytuje lepší používateľský zážitok ako prázdna obrazovka. Po načítaní dát sa vykreslí <DataComponent />.

Príklad 2: Obmedzenie vstupu pomocou useDeferredValue

Ďalším bežným scenárom je obmedzenie vstupu, aby sa predišlo nadmernému opätovnému vykresľovaniu. Hook useDeferredValue Reactu vám umožňuje odložiť aktualizácie na menej naliehavú prioritu. To môže byť užitočné v scenároch, keď chcete aktualizovať používateľské rozhranie na základe vstupu používateľa, ale nechcete spúšťať opätovné vykresľovanie pri každom stisku klávesu.

            
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
              
            
          

V tomto príklade sa bude deferredValue mierne oneskorovať za skutočnou hodnotou value. To znamená, že používateľské rozhranie sa bude aktualizovať menej často, čím sa zníži počet opätovných vykreslení a zlepší sa výkon. Samotné písanie bude pôsobiť pohotovo, pretože vstupné pole priamo aktualizuje stav value, ale následné účinky tejto zmeny stavu sa odložia.

Príklad 3: Zoskupovanie aktualizácií stavu pomocou useTransition

Hook useTransition Reactu umožňuje zoskupovanie aktualizácií stavu. Prechod je spôsob, ako označiť špecifické aktualizácie stavu ako nenaliehavé, čo umožňuje Reactu ich odložiť a zabrániť blokovaniu hlavného vlákna. To je obzvlášť užitočné pri práci so zložitými aktualizáciami, ktoré zahŕňajú viacero stavových premenných.

            
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
              
            
          

V tomto príklade je aktualizácia setCount zabalená v bloku startTransition. To hovorí Reactu, aby s aktualizáciou zaobchádzal ako s nenaliehavým prechodom. Stavová premenná isPending sa môže použiť na zobrazenie indikátora načítavania počas prebiehajúceho prechodu.

Optimalizácia odozvy aplikácie

Efektívna koordinácia frontu úloh je kľúčová pre optimalizáciu odozvy aplikácií React. Tu je niekoľko osvedčených postupov, ktoré je potrebné mať na pamäti:

• Uprednostňujte interakcie používateľa: Zabezpečte, aby aktualizácie spúšťané interakciami používateľa mali vždy najvyššiu prioritu.
• Odložte nekritické aktualizácie: Odložte menej dôležité aktualizácie do frontov s nižšou prioritou, aby ste predišli blokovaniu hlavného vlákna.
• Používajte Suspense na načítavanie dát: Využite React Suspense na spracovanie asynchrónneho načítavania dát a zobrazenie záložných používateľských rozhraní počas načítavania dát.
• Obmedzte vstup: Použite useDeferredValue na obmedzenie vstupu a zabráňte nadmernému opätovnému vykresľovaniu.
• Zoskupujte aktualizácie stavu: Použite useTransition na zoskupovanie aktualizácií stavu a zabráňte blokovaniu hlavného vlákna.
• Profilujte svoju aplikáciu: Použite React DevTools na profilovanie vašej aplikácie a identifikáciu úzkych miest vo výkone.
• Optimalizujte komponenty: Memoizujte komponenty pomocou React.memo, aby ste predišli zbytočnému opätovnému vykresľovaniu.
• Rozdeľte kód: Použite rozdelenie kódu na zníženie počiatočnej doby načítavania vašej aplikácie.
• Optimalizácia obrázkov: Optimalizujte obrázky, aby ste znížili ich veľkosť súboru a zlepšili dobu načítavania. To je obzvlášť dôležité pre globálne distribuované aplikácie, kde môže byť sieťová latencia významná.
• Zvážte vykresľovanie na strane servera (SSR) alebo generovanie statických stránok (SSG): Pre aplikácie s rozsiahlym obsahom môže SSR alebo SSG zlepšiť počiatočné doby načítavania a SEO.

Globálne úvahy

Pri vývoji aplikácií React pre globálne publikum je dôležité zvážiť faktory, ako sú sieťová latencia, možnosti zariadenia a jazyková podpora. Tu je niekoľko tipov na optimalizáciu vašej aplikácie pre globálne publikum:

• Sieť pre doručovanie obsahu (CDN): Použite CDN na distribúciu aktív vašej aplikácie na servery po celom svete. To môže výrazne znížiť latenciu pre používateľov v rôznych geografických oblastiach.
• Adaptívne načítavanie: Implementujte stratégie adaptívneho načítavania na obsluhu rôznych aktív na základe sieťového pripojenia a možností zariadenia používateľa.
• Internacionalizácia (i18n): Použite knižnicu i18n na podporu viacerých jazykov a regionálnych variácií.
• Lokalizácia (l10n): Prispôsobte svoju aplikáciu rôznym miestnym nastaveniam poskytnutím lokalizovaných formátov dátumu, času a meny.
• Prístupnosť (a11y): Zabezpečte, aby bola vaša aplikácia prístupná používateľom so zdravotným postihnutím, a to dodržiavaním pokynov WCAG. To zahŕňa poskytovanie alternatívneho textu pre obrázky, používanie sémantického HTML a zabezpečenie navigácie pomocou klávesnice.
• Optimalizujte pre zariadenia nižšej kategórie: Pamätajte na používateľov na starších alebo menej výkonných zariadeniach. Minimalizujte dobu vykonávania JavaScriptu a znížte veľkosť svojich aktív.
• Testujte v rôznych regiónoch: Používajte nástroje ako BrowserStack alebo Sauce Labs na testovanie vašej aplikácie v rôznych geografických oblastiach a na rôznych zariadeniach.
• Používajte vhodné formáty dát: Pri spracovaní dátumov a čísel si uvedomte rôzne regionálne konvencie. Používajte knižnice ako date-fns alebo Numeral.js na formátovanie dát podľa miestneho nastavenia používateľa.

Záver

Plánovač React Concurrent Mode a jeho sofistikované mechanizmy koordinácie frontu úloh sú nevyhnutné pre vytváranie pohotových a výkonných aplikácií React. Pochopením toho, ako plánovač určuje priority úloh a spravuje rôzne typy aktualizácií, môžu vývojári optimalizovať svoje aplikácie tak, aby používateľom na celom svete poskytovali plynulý a príjemný používateľský zážitok. Využitím funkcií, ako sú Suspense, useDeferredValue a useTransition, môžete doladiť odozvu svojej aplikácie a zabezpečiť, aby poskytovala skvelý zážitok, a to aj na pomalších zariadeniach alebo sieťach.

Ako sa React neustále vyvíja, Concurrent Mode sa pravdepodobne stane ešte viac integrovaným do rámca, čo z neho urobí čoraz dôležitejší koncept pre vývojárov React, ktorý si musia osvojiť.