React Batching: Optimera tillståndsuppdateringar för bättre prestanda

I det ständigt föränderliga landskapet av webbutveckling är optimering av applikationsprestanda avgörande. React, ett ledande JavaScript-bibliotek för att bygga användargränssnitt, erbjuder flera mekanismer för att förbättra effektiviteten. En sådan mekanism, som ofta arbetar i bakgrunden, är batching. Denna artikel ger en omfattande genomgång av React batching, dess fördelar, begränsningar och avancerade tekniker för att optimera tillståndsuppdateringar för att leverera en smidigare och mer responsiv användarupplevelse.

Vad är React Batching?

React batching är en prestandaoptimeringsteknik där React grupperar flera tillståndsuppdateringar till en enda omrendering. Detta innebär att istället för att rendera om komponenten flera gånger för varje tillståndsändring, väntar React tills alla tillståndsuppdateringar är klara och utför sedan en enda uppdatering. Detta minskar avsevärt antalet omrenderingar, vilket leder till förbättrad prestanda och ett mer responsivt användargränssnitt.

Före React 18 skedde batching endast inom Reacts händelsehanterare. Tillståndsuppdateringar utanför dessa hanterare, såsom de inom setTimeout, promises eller inbyggda händelsehanterare, samlades inte ihop. Detta ledde ofta till oväntade omrenderingar och prestandaflaskhalsar.

Med introduktionen av automatisk batching i React 18 har denna begränsning övervunnits. React samlar nu automatiskt ihop tillståndsuppdateringar i fler scenarier, inklusive:

• Reacts händelsehanterare (t.ex. onClick, onChange)
• Asynkrona JavaScript-funktioner (t.ex. setTimeout, Promise.then)
• Inbyggda händelsehanterare (t.ex. händelselyssnare som är direkt kopplade till DOM-element)

Fördelar med React Batching

Fördelarna med React batching är betydande och påverkar direkt användarupplevelsen:

• Förbättrad prestanda: Genom att minska antalet omrenderingar minimeras tiden som spenderas på att uppdatera DOM, vilket resulterar i snabbare rendering och ett mer responsivt UI.
• Minskad resursförbrukning: Färre omrenderingar leder till lägre CPU- och minnesanvändning, vilket ger bättre batteritid för mobila enheter och lägre serverkostnader för applikationer med server-side rendering.
• Förbättrad användarupplevelse: Ett smidigare och mer responsivt UI bidrar till en bättre övergripande användarupplevelse, vilket gör att applikationen känns mer polerad och professionell.
• Förenklad kod: Automatisk batching förenklar utvecklingen genom att ta bort behovet av manuella optimeringstekniker, vilket låter utvecklare fokusera på att bygga funktioner istället för att finjustera prestandan.

Hur React Batching fungerar

Reacts batching-mekanism är inbyggd i dess avstämningsprocess (reconciliation). När en tillståndsuppdatering utlöses, renderar React inte omedelbart om komponenten. Istället lägger den till uppdateringen i en kö. Om flera uppdateringar sker inom en kort period, konsoliderar React dem till en enda uppdatering. Denna konsoliderade uppdatering används sedan för att rendera om komponenten en gång, vilket reflekterar alla ändringar i ett enda svep.

Låt oss titta på ett enkelt exempel:

            
import React, { useState } from 'react';

function ExampleComponent() {
  const [count1, setCount1] = useState(0);
  const [count2, setCount2] = useState(0);

  const handleClick = () => {
    setCount1(count1 + 1);
    setCount2(count2 + 1);
  };

  console.log('Component re-rendered');

  return (
    <div>
      <p>Count 1: {count1}</p>
      <p>Count 2: {count2}</p>
      <button onClick={handleClick}>Increment Both</button>
    </div>
  );
}

export default ExampleComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

I detta exempel, när knappen klickas, anropas både setCount1 och setCount2 inom samma händelsehanterare. React kommer att samla ihop dessa två tillståndsuppdateringar och rendera om komponenten endast en gång. Du kommer bara att se "Component re-rendered" loggas till konsolen en gång per klick, vilket demonstrerar batching i praktiken.

Uppdateringar utan batching: När batching inte tillämpas

Även om React 18 introducerade automatisk batching för de flesta scenarier, finns det situationer där du kan vilja kringgå batching och tvinga React att uppdatera komponenten omedelbart. Detta är vanligtvis nödvändigt när du behöver läsa det uppdaterade DOM-värdet direkt efter en tillståndsuppdatering.

React tillhandahåller flushSync API:et för detta ändamål. flushSync tvingar React att synkront tömma alla väntande uppdateringar och omedelbart uppdatera DOM.

Här är ett exempel:

            
import React, { useState } from 'react';
import { flushSync } from 'react-dom';

function ExampleComponent() {
  const [text, setText] = useState('');

  const handleChange = (event) => {
    flushSync(() => {
      setText(event.target.value);
    });
    console.log('Input value after update:', event.target.value);
  };

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

export default ExampleComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

I detta exempel används flushSync för att säkerställa att text-tillståndet uppdateras omedelbart efter att inmatningsvärdet ändras. Detta låter dig läsa det uppdaterade värdet i handleChange-funktionen utan att vänta på nästa renderingscykel. Använd dock flushSync sparsamt eftersom det kan påverka prestandan negativt.

Avancerade optimeringstekniker

Även om React batching ger en betydande prestandaförbättring, finns det ytterligare optimeringstekniker du kan använda för att ytterligare förbättra din applikations prestanda.

1. Använda funktionella uppdateringar

När du uppdaterar tillstånd baserat på dess tidigare värde, är det bästa praxis att använda funktionella uppdateringar. Funktionella uppdateringar säkerställer att du arbetar med det mest aktuella tillståndsvärdet, särskilt i scenarier som involverar asynkrona operationer eller batchade uppdateringar.

Istället för:

            
setCount(count + 1);

            

              
                Copy
              
            
          

Använd:

            
setCount((prevCount) => prevCount + 1);

            

              
                Copy
              
            
          

Funktionella uppdateringar förhindrar problem relaterade till inaktuella closures och säkerställer korrekta tillståndsuppdateringar.

2. Immutabilitet

Att behandla tillstånd som oföränderligt (immutable) är avgörande för effektiv rendering i React. När tillståndet är oföränderligt kan React snabbt avgöra om en komponent behöver renderas om genom att jämföra referenserna för de gamla och nya tillståndsvärdena. Om referenserna är olika, vet React att tillståndet har ändrats och en omrendering är nödvändig. Om referenserna är desamma kan React hoppa över omrenderingen, vilket sparar värdefull bearbetningstid.

När du arbetar med objekt eller arrayer, undvik att direkt modifiera det befintliga tillståndet. Skapa istället en ny kopia av objektet eller arrayen med de önskade ändringarna.

Till exempel, istället för:

            
const updatedItems = items;
updatedItems.push(newItem);
setItems(updatedItems);

            

              
                Copy
              
            
          

Använd:

            
setItems([...items, newItem]);

            

              
                Copy
              
            
          

Spridningsoperatorn (...) skapar en ny array med de befintliga objekten och det nya objektet tillagt i slutet.

3. Memoization

Memoization är en kraftfull optimeringsteknik som innebär att man cachelagrar resultaten av kostsamma funktionsanrop och returnerar det cachelagrade resultatet när samma indata förekommer igen. React tillhandahåller flera verktyg för memoization, inklusive React.memo, useMemo och useCallback.

• React.memo: Detta är en högre ordningens komponent som memoiserar en funktionell komponent. Den förhindrar att komponenten renderas om ifall dess props inte har ändrats.
• useMemo: Denna hook memoiserar resultatet av en funktion. Den beräknar om värdet endast när dess beroenden ändras.
• useCallback: Denna hook memoiserar en funktion i sig. Den returnerar en memoriserad version av funktionen som bara ändras när dess beroenden ändras. Detta är särskilt användbart för att skicka callbacks till barnkomponenter, vilket förhindrar onödiga omrenderingar.

Här är ett exempel på hur man använder React.memo:

            
import React from 'react';

const MyComponent = React.memo(({ data }) => {
  console.log('MyComponent re-rendered');
  return <div>{data.name}</div>;
});

export default MyComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

I detta exempel kommer MyComponent endast att renderas om ifall data-propen ändras.

4. Koddelning (Code Splitting)

Koddelning (Code splitting) är praktiken att dela upp din applikation i mindre delar (chunks) som kan laddas vid behov. Detta minskar den initiala laddningstiden och förbättrar den övergripande prestandan för din applikation. React erbjuder flera sätt att implementera koddelning, inklusive dynamiska importer och komponenterna React.lazy och Suspense.

Här är ett exempel på hur man använder React.lazy och Suspense:

            
import React, { Suspense } from 'react';

const MyComponent = React.lazy(() => import('./MyComponent'));

function App() {
  return (
    <Suspense fallback={<div>Loading...</div>}>
      <MyComponent />
    </Suspense>
  );
}

export default App;

            

              
                Copy
              
            
          

I detta exempel laddas MyComponent asynkront med hjälp av React.lazy. Suspense-komponenten visar ett fallback-UI medan komponenten laddas.

5. Virtualisering

Virtualisering är en teknik för att effektivt rendera stora listor eller tabeller. Istället för att rendera alla objekt på en gång, renderar virtualisering endast de objekt som för närvarande är synliga på skärmen. När användaren scrollar, renderas nya objekt och gamla objekt tas bort från DOM.

Bibliotek som react-virtualized och react-window tillhandahåller komponenter för att implementera virtualisering i React-applikationer.

6. Debouncing och Throttling

Debouncing och throttling är tekniker för att begränsa hur ofta en funktion exekveras. Debouncing fördröjer exekveringen av en funktion tills efter en viss period av inaktivitet. Throttling exekverar en funktion högst en gång inom en given tidsperiod.

Dessa tekniker är särskilt användbara för att hantera händelser som avfyras snabbt, såsom scroll-, storleksändrings- och inmatningshändelser. Genom att använda debouncing eller throttling på dessa händelser kan du förhindra överdrivna omrenderingar och förbättra prestandan.

Till exempel kan du använda funktionen lodash.debounce för att applicera debounce på en inmatningshändelse:

            
import React, { useState, useCallback } from 'react';
import debounce from 'lodash.debounce';

function ExampleComponent() {
  const [text, setText] = useState('');

  const handleChange = useCallback(
    debounce((event) => {
      setText(event.target.value);
    }, 300),
    []
  );

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

export default ExampleComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

I detta exempel har handleChange-funktionen en debounce med en fördröjning på 300 millisekunder. Detta innebär att setText-funktionen endast kommer att anropas efter att användaren har slutat skriva i 300 millisekunder.

Verkliga exempel och fallstudier

För att illustrera den praktiska effekten av React batching och optimeringstekniker, låt oss titta på några verkliga exempel:

• E-handelswebbplats: En e-handelswebbplats med en komplex produktlistningssida kan dra stor nytta av batching. Att uppdatera flera filter (t.ex. prisintervall, märke, betyg) samtidigt kan utlösa flera tillståndsuppdateringar. Batching säkerställer att dessa uppdateringar konsolideras till en enda omrendering, vilket förbättrar responsiviteten i produktlistningen.
• Realtids-dashboard: En realtids-dashboard som visar data som uppdateras ofta kan utnyttja batching för att optimera prestandan. Genom att samla ihop uppdateringarna från dataströmmen kan dashboarden undvika onödiga omrenderingar och bibehålla ett smidigt och responsivt användargränssnitt.
• Interaktivt formulär: Ett komplext formulär med flera inmatningsfält och valideringsregler kan också dra nytta av batching. Att uppdatera flera formulärfält samtidigt kan utlösa flera tillståndsuppdateringar. Batching säkerställer att dessa uppdateringar konsolideras till en enda omrendering, vilket förbättrar formulärets responsivitet.

Felsökning av batching-problem

Även om batching generellt förbättrar prestandan, kan det finnas scenarier där du behöver felsöka problem relaterade till batching. Här är några tips för att felsöka batching-problem:

• Använd React DevTools: React DevTools låter dig inspektera komponentträdet och övervaka omrenderingar. Detta kan hjälpa dig att identifiera komponenter som renderas om i onödan.
• Använd console.log-uttryck: Att lägga till console.log-uttryck i dina komponenter kan hjälpa dig att spåra när de renderas om och vad som utlöser omrenderingarna.
• Använd biblioteket why-did-you-update: Detta bibliotek hjälper dig att identifiera varför en komponent renderas om genom att jämföra de tidigare och nuvarande props- och tillståndsvärdena.
• Kontrollera för onödiga tillståndsuppdateringar: Se till att du inte uppdaterar tillståndet i onödan. Undvik till exempel att uppdatera tillståndet baserat på samma värde eller att uppdatera tillståndet i varje renderingscykel.
• Överväg att använda flushSync: Om du misstänker att batching orsakar problem, prova att använda flushSync för att tvinga React att uppdatera komponenten omedelbart. Använd dock flushSync sparsamt eftersom det kan påverka prestandan negativt.

Bästa praxis för att optimera tillståndsuppdateringar

Sammanfattningsvis, här är några bästa praxis för att optimera tillståndsuppdateringar i React:

• Förstå React Batching: Var medveten om hur React batching fungerar samt dess fördelar och begränsningar.
• Använd funktionella uppdateringar: Använd funktionella uppdateringar när du uppdaterar tillstånd baserat på dess tidigare värde.
• Behandla tillstånd som oföränderligt: Behandla tillstånd som oföränderligt (immutable) och undvik att direkt modifiera befintliga tillståndsvärden.
• Använd memoization: Använd React.memo, useMemo och useCallback för att memorisera komponenter och funktionsanrop.
• Implementera koddelning (Code Splitting): Implementera koddelning för att minska den initiala laddningstiden för din applikation.
• Använd virtualisering: Använd virtualisering för att effektivt rendera stora listor och tabeller.
• Använd Debounce och Throttle på händelser: Använd debounce och throttle på händelser som avfyras snabbt för att förhindra överdrivna omrenderingar.
• Profilera din applikation: Använd React Profiler för att identifiera prestandaflaskhalsar och optimera din kod därefter.

Slutsats

React batching är en kraftfull optimeringsteknik som avsevärt kan förbättra prestandan i dina React-applikationer. Genom att förstå hur batching fungerar och använda ytterligare optimeringstekniker kan du leverera en smidigare, mer responsiv och trevligare användarupplevelse. Omfamna dessa principer och sträva efter ständiga förbättringar i din React-utvecklingspraxis.

Genom att följa dessa riktlinjer och kontinuerligt övervaka din applikations prestanda kan du skapa React-applikationer som är både effektiva och trevliga att använda för en global publik.