Vzorec selektorja konteksta v Reactu: Optimizacija ponovnih izrisov za boljšo zmogljivost

React Context API ponuja zmogljiv način za upravljanje globalnega stanja v vaših aplikacijah. Vendar pa se pri uporabi konteksta pojavi pogost izziv: nepotrebni ponovni izrisi. Ko se vrednost konteksta spremeni, se vse komponente, ki ta kontekst uporabljajo, ponovno izrišejo, tudi če so odvisne le od majhnega dela podatkov konteksta. To lahko privede do ozkih grl v zmogljivosti, zlasti v večjih in bolj zapletenih aplikacijah. Vzorec selektorja konteksta ponuja rešitev, saj komponentam omogoča, da se naročijo le na specifične dele konteksta, ki jih potrebujejo, s čimer se znatno zmanjša število nepotrebnih ponovnih izrisov.

Razumevanje problema: nepotrebni ponovni izrisi

Poglejmo si to na primeru. Predstavljajte si aplikacijo za e-trgovino, ki shranjuje informacije o uporabniku (ime, e-pošta, država, jezikovne nastavitve, izdelki v košarici) v ponudniku konteksta (Context provider). Če uporabnik posodobi svoje jezikovne nastavitve, se bodo vse komponente, ki uporabljajo kontekst, vključno s tistimi, ki prikazujejo samo uporabnikovo ime, ponovno izrisale. To je neučinkovito in lahko vpliva na uporabniško izkušnjo. Pomislite na uporabnike na različnih geografskih lokacijah; če ameriški uporabnik posodobi svoj profil, se komponenta, ki prikazuje podatke evropskega uporabnika, *ne* bi smela ponovno izrisati.

Zakaj so ponovni izrisi pomembni

Vpliv na zmogljivost: Nepotrebni ponovni izrisi porabljajo dragocene cikle procesorja, kar vodi do počasnejšega izrisovanja in manj odzivnega uporabniškega vmesnika. To je še posebej opazno na napravah z manjšo zmogljivostjo in v aplikacijah z zapletenimi drevesi komponent.
Potrata virov: Ponovno izrisovanje komponent, ki se niso spremenile, troši vire, kot sta pomnilnik in omrežna pasovna širina, zlasti pri pridobivanju podatkov ali izvajanju dragih izračunov.
Uporabniška izkušnja: Počasen in neodziven uporabniški vmesnik lahko frustrira uporabnike in vodi do slabe uporabniške izkušnje.

Predstavitev vzorca selektorja konteksta

Vzorec selektorja konteksta rešuje problem nepotrebnih ponovnih izrisov tako, da komponentam omogoča, da se naročijo le na specifične dele konteksta, ki jih potrebujejo. To dosežemo z uporabo selektorske funkcije, ki iz vrednosti konteksta izlušči zahtevane podatke. Ko se vrednost konteksta spremeni, React primerja rezultate selektorske funkcije. Če se izbrani podatki niso spremenili (z uporabo stroge enakosti, ===), se komponenta ne bo ponovno izrisala.

Kako deluje

Definirajte kontekst: Ustvarite React kontekst z uporabo React.createContext().
Ustvarite ponudnika (Provider): Ovijte svojo aplikacijo ali ustrezen del s ponudnikom konteksta, da bo vrednost konteksta na voljo njegovim podrejenim komponentam.
Implementirajte selektorje: Definirajte selektorske funkcije, ki iz vrednosti konteksta izluščijo specifične podatke. Te funkcije so čiste in naj bi vračale le potrebne podatke.
Uporabite selektor: Uporabite kavelj po meri (custom hook) (ali knjižnico), ki izkorišča useContext in vašo selektorsko funkcijo za pridobivanje izbranih podatkov in naročanje na spremembe samo v teh podatkih.

Implementacija vzorca selektorja konteksta

Več knjižnic in implementacij po meri lahko olajša uporabo vzorca selektorja konteksta. Poglejmo si pogost pristop z uporabo kavlja po meri.

Primer: preprost uporabniški kontekst

Poglejmo si uporabniški kontekst z naslednjo strukturo:


const UserContext = React.createContext({
  name: 'John Doe',
  email: 'john.doe@example.com',
  country: 'USA',
  language: 'en',
  theme: 'light'
});

1. Ustvarjanje konteksta


const UserContext = React.createContext({
  name: 'John Doe',
  email: 'john.doe@example.com',
  country: 'USA',
  language: 'en',
  theme: 'light'
});

2. Ustvarjanje ponudnika (Provider)


const UserProvider = ({ children }) => {
  const [user, setUser] = React.useState({
    name: 'John Doe',
    email: 'john.doe@example.com',
    country: 'USA',
    language: 'en',
    theme: 'light'
  });

  const updateUser = (updates) => {
    setUser(prevUser => ({ ...prevUser, ...updates }));
  };

  const value = React.useMemo(() => ({ user, updateUser }), [user]);

  return (
    
      {children}
    
  );
};

3. Ustvarjanje kavlja po meri s selektorjem


import React from 'react';

function useUserContext() {
  const context = React.useContext(UserContext);
  if (!context) {
    throw new Error('useUserContext must be used within a UserProvider');
  }
  return context;
}

function useUserSelector(selector) {
  const context = useUserContext();
  const [selected, setSelected] = React.useState(() => selector(context.user));

  React.useEffect(() => {
    setSelected(selector(context.user)); // Začetna izbira
    const unsubscribe = context.updateUser;

    return () => {}; // V tem preprostem primeru dejanska odjava ni potrebna, glejte spodaj za memoizacijo.
  }, [context.user, selector]);

  return selected;
}

Pomembna opomba: Zgornjemu useEffect manjka ustrezna memoizacija. Ko se context.user spremeni, se *vedno* ponovno izvede, tudi če je izbrana vrednost enaka. Za robusten, memoiziran selektor si oglejte naslednji razdelek ali knjižnice, kot je use-context-selector.

4. Uporaba selektorskega kavlja v komponenti


function UserName() {
  const name = useUserSelector(user => user.name);

  return Ime: {name};
}

function UserEmail() {
  const email = useUserSelector(user => user.email);

  return E-pošta: {email};
}

function UserCountry() {
  const country = useUserSelector(user => user.country);

  return Država: {country};
}

V tem primeru se komponente UserName, UserEmail in UserCountry ponovno izrišejo le, ko se spremenijo specifični podatki, ki jih izberejo (ime, e-pošta oziroma država). Če se posodobijo uporabnikove jezikovne nastavitve, se te komponente *ne* bodo ponovno izrisale, kar vodi do znatnih izboljšav zmogljivosti.

Memoizacija selektorjev in vrednosti: ključno za optimizacijo

Da bi bil vzorec selektorja konteksta resnično učinkovit, je memoizacija ključnega pomena. Brez nje bi lahko selektorske funkcije vračale nove objekte ali polja, tudi če se osnovni podatki semantično niso spremenili, kar bi vodilo do nepotrebnih ponovnih izrisov. Prav tako je pomembno zagotoviti, da je tudi vrednost ponudnika memoizirana.

Memoizacija vrednosti ponudnika z `useMemo`

Kavelj useMemo se lahko uporabi za memoizacijo vrednosti, posredovane UserContext.Provider. To zagotavlja, da se vrednost ponudnika spremeni le, ko se spremenijo osnovne odvisnosti.


const UserProvider = ({ children }) => {
  const [user, setUser] = React.useState({
    name: 'John Doe',
    email: 'john.doe@example.com',
    country: 'USA',
    language: 'en',
    theme: 'light'
  });

  const updateUser = (updates) => {
    setUser(prevUser => ({ ...prevUser, ...updates }));
  };

  // Memoiziraj vrednost, posredovano ponudniku
  const value = React.useMemo(() => ({
    user,
    updateUser
  }), [user, updateUser]);

  return (
    
      {children}
    
  );
};

Memoizacija selektorjev z `useCallback`

Če so selektorske funkcije definirane znotraj komponente, se bodo ponovno ustvarile ob vsakem izrisu, tudi če so logično enake. To lahko izniči namen vzorca selektorja konteksta. Da bi to preprečili, uporabite kavelj useCallback za memoizacijo selektorskih funkcij.


function UserName() {
  // Memoiziraj selektorsko funkcijo
  const nameSelector = React.useCallback(user => user.name, []);
  const name = useUserSelector(nameSelector);

  return Ime: {name};
}

Globoka primerjava in nespremenljive podatkovne strukture

Za bolj zapletene scenarije, kjer so podatki v kontekstu globoko ugnezdeni ali vsebujejo spremenljive objekte, razmislite o uporabi nespremenljivih podatkovnih struktur (npr. Immutable.js, Immer) ali implementaciji funkcije za globoko primerjavo v vašem selektorju. To zagotavlja, da so spremembe pravilno zaznane, tudi če so bili osnovni objekti spremenjeni na mestu.

Knjižnice za vzorec selektorja konteksta

Več knjižnic ponuja vnaprej pripravljene rešitve za implementacijo vzorca selektorja konteksta, kar poenostavi postopek in nudi dodatne funkcije.

use-context-selector

use-context-selector je priljubljena in dobro vzdrževana knjižnica, posebej zasnovana za ta namen. Ponuja preprost in učinkovit način za izbiranje specifičnih vrednosti iz konteksta in preprečevanje nepotrebnih ponovnih izrisov.

Namestitev:


npm install use-context-selector

Uporaba:


import { useContextSelector } from 'use-context-selector';

function UserName() {
  const name = useContextSelector(UserContext, user => user.name);

  return Ime: {name};
}

Valtio

Valtio je obsežnejša knjižnica za upravljanje stanja, ki uporablja proksije za učinkovite posodobitve stanja in selektivne ponovne izrise. Ponuja drugačen pristop k upravljanju stanja, vendar se lahko uporabi za doseganje podobnih koristi pri zmogljivosti kot vzorec selektorja konteksta.

Prednosti vzorca selektorja konteksta

Izboljšana zmogljivost: Zmanjša nepotrebne ponovne izrise, kar vodi do bolj odzivne in učinkovite aplikacije.
Manjša poraba pomnilnika: Preprečuje, da bi se komponente naročile na nepotrebne podatke, kar zmanjša porabo pomnilnika.
Povečana vzdrževalnost: Izboljša jasnost in vzdrževalnost kode z eksplicitnim definiranjem podatkovnih odvisnosti vsake komponente.
Boljša skalabilnost: Omogoča lažje skaliranje aplikacije, ko se število komponent in kompleksnost stanja povečujeta.

Kdaj uporabiti vzorec selektorja konteksta

Vzorec selektorja konteksta je še posebej koristen v naslednjih scenarijih:

Velike vrednosti konteksta: Ko vaš kontekst shranjuje veliko količino podatkov in komponente potrebujejo le majhen del teh podatkov.
Pogoste posodobitve konteksta: Ko se vrednost konteksta pogosto posodablja in želite zmanjšati število ponovnih izrisov.
Komponente, kritične za zmogljivost: Ko so določene komponente občutljive na zmogljivost in želite zagotoviti, da se ponovno izrišejo le, ko je to potrebno.
Zapletena drevesa komponent: V aplikacijah z globokimi drevesi komponent, kjer se lahko nepotrebni ponovni izrisi širijo po drevesu in znatno vplivajo na zmogljivost. Predstavljajte si globalno razpršeno ekipo, ki dela na zapletenem sistemu oblikovanja; spremembe na komponenti gumba na eni lokaciji lahko sprožijo ponovne izrise po celotnem sistemu, kar vpliva na razvijalce v drugih časovnih pasovih.

Alternative vzorcu selektorja konteksta

Čeprav je vzorec selektorja konteksta močno orodje, ni edina rešitev za optimizacijo ponovnih izrisov v Reactu. Tukaj je nekaj alternativnih pristopov:

Redux: Redux je priljubljena knjižnica za upravljanje stanja, ki uporablja eno samo shrambo (store) in predvidljive posodobitve stanja. Ponuja natančen nadzor nad posodobitvami stanja in se lahko uporablja za preprečevanje nepotrebnih ponovnih izrisov.
MobX: MobX je še ena knjižnica za upravljanje stanja, ki uporablja opazovane podatke (observable data) in samodejno sledenje odvisnostim. Samodejno ponovno izriše komponente le, ko se njihove odvisnosti spremenijo.
Zustand: Majhna, hitra in skalabilna rešitev za upravljanje stanja, ki uporablja poenostavljena načela fluxa.
Recoil: Recoil je eksperimentalna knjižnica za upravljanje stanja s strani Facebooka, ki uporablja atome in selektorje za natančen nadzor nad posodobitvami stanja in preprečevanje nepotrebnih ponovnih izrisov.
Sestavljanje komponent (Component Composition): V nekaterih primerih se lahko izognete uporabi globalnega stanja tako, da podatke posredujete navzdol preko lastnosti (props) komponent. To lahko izboljša zmogljivost in poenostavi arhitekturo vaše aplikacije.

Premisleki za globalne aplikacije

Pri razvoju aplikacij za globalno občinstvo upoštevajte naslednje dejavnike pri implementaciji vzorca selektorja konteksta:

Internacionalizacija (i18n): Če vaša aplikacija podpira več jezikov, zagotovite, da vaš kontekst shranjuje jezikovne nastavitve uporabnika in da se vaše komponente ponovno izrišejo, ko se jezik spremeni. Vendar pa uporabite vzorec selektorja konteksta, da preprečite nepotrebno ponovno izrisovanje drugih komponent. Na primer, komponenta za pretvorbo valut se morda mora ponovno izrisati le, ko se spremeni lokacija uporabnika, kar vpliva na privzeto valuto.
Lokalizacija (l10n): Upoštevajte kulturne razlike pri oblikovanju podatkov (npr. formati datumov in časov, formati številk). Uporabite kontekst za shranjevanje nastavitev lokalizacije in zagotovite, da vaše komponente prikazujejo podatke v skladu z lokalnimi nastavitvami uporabnika. Ponovno, uporabite vzorec selektorja.
Časovni pasovi: Če vaša aplikacija prikazuje časovno občutljive informacije, pravilno upravljajte s časovnimi pasovi. Uporabite kontekst za shranjevanje časovnega pasu uporabnika in zagotovite, da vaše komponente prikazujejo čas v lokalnem času uporabnika.
Dostopnost (a11y): Zagotovite, da je vaša aplikacija dostopna uporabnikom z oviranostmi. Uporabite kontekst za shranjevanje nastavitev dostopnosti (npr. velikost pisave, barvni kontrast) in zagotovite, da vaše komponente upoštevajo te nastavitve.

Zaključek

Vzorec selektorja konteksta v Reactu je dragocena tehnika za optimizacijo ponovnih izrisov in izboljšanje zmogljivosti v React aplikacijah. S tem, ko komponentam omogočite, da se naročijo le na specifične dele konteksta, ki jih potrebujejo, lahko znatno zmanjšate nepotrebne ponovne izrise in ustvarite bolj odziven in učinkovit uporabniški vmesnik. Ne pozabite na memoizacijo svojih selektorjev in vrednosti ponudnika za maksimalno optimizacijo. Razmislite o knjižnicah, kot je use-context-selector, da poenostavite implementacijo. Ko boste gradili vse bolj zapletene aplikacije, bo razumevanje in uporaba tehnik, kot je vzorec selektorja konteksta, ključnega pomena za ohranjanje zmogljivosti in zagotavljanje odlične uporabniške izkušnje, zlasti za globalno občinstvo.