Profilering av React Scheduler: Avslöja aktivitetskörning för optimerad prestanda

I den moderna webbutvecklingens värld är det avgörande att leverera en smidig och responsiv användarupplevelse. React, med sin komponentbaserade arkitektur och virtuella DOM, har blivit en hörnsten för att bygga komplexa användargränssnitt. Men även med Reacts optimeringar kan prestandaflaskhalsar uppstå, särskilt i stora och invecklade applikationer. Att förstå hur React schemalägger och utför uppgifter är avgörande för att identifiera och lösa dessa prestandaproblem. Denna artikel dyker ner i världen av React Scheduler-profilering och ger en omfattande guide för att analysera aktivitetskörning och optimera dina React-applikationer för topprestanda.

Förstå React Scheduler

Innan vi dyker in i profileringstekniker, låt oss skapa en grundläggande förståelse för React Scheduler. React Scheduler ansvarar för att hantera exekveringen av arbete i en React-applikation. Den prioriterar uppgifter, bryter ner dem i mindre arbetsenheter och schemalägger dem för att exekveras på ett sätt som minimerar blockering av huvudtråden. Denna schemaläggning är avgörande för att upprätthålla ett responsivt användargränssnitt.

React använder en Fiber-arkitektur, vilket gör det möjligt att bryta ner rendering i mindre, avbrytbara arbetsenheter. Dessa enheter kallas Fibers, och React Scheduler hanterar dessa Fibers för att säkerställa att högprioriterade uppgifter (som användarinput) hanteras snabbt. Schemaläggaren använder en prioritetskö för att hantera Fibers, vilket gör att den kan prioritera uppdateringar baserat på deras angelägenhetsgrad.

Nyckelkoncept:

• Fiber: En arbetsenhet som representerar en komponentinstans.
• Scheduler: Modulen som ansvarar för att prioritera och schemalägga Fibers.
• WorkLoop: Funktionen som itererar genom Fiber-trädet och utför uppdateringar.
• Priority Queue: En datastruktur som används för att hantera Fibers baserat på deras prioritet.

Vikten av profilering

Profilering är processen att mäta och analysera prestandaegenskaperna hos din applikation. I React-sammanhang låter profilering dig förstå hur React Scheduler utför uppgifter, identifiera långvariga operationer och peka ut områden där optimering kan ha störst inverkan. Utan profilering flyger du i princip i blindo och förlitar dig på gissningar för att förbättra prestandan.

Tänk dig ett scenario där din applikation upplever märkbar fördröjning när en användare interagerar med en specifik komponent. Profilering kan avslöja om fördröjningen beror på en komplex renderingsoperation inom den komponenten, en ineffektiv datahämtningsprocess eller överdrivna omrenderingar som utlöses av tillståndsuppdateringar. Genom att identifiera grundorsaken kan du fokusera dina optimeringsinsatser på de områden som ger de mest betydande prestandaförbättringarna.

Verktyg för profilering av React Scheduler

Flera kraftfulla verktyg finns tillgängliga för att profilera React-applikationer och få insikter i aktivitetskörningen inom React Scheduler:

1. Prestandafliken i Chrome DevTools

Prestandafliken i Chrome DevTools är ett mångsidigt verktyg för att profilera olika aspekter av webbapplikationer, inklusive React-prestanda. Den ger en detaljerad tidslinje över alla aktiviteter som sker i webbläsaren, inklusive JavaScript-exekvering, rendering, målning och nätverksförfrågningar. Genom att spela in en prestandaprofil medan du interagerar med din React-applikation kan du identifiera prestandaflaskhalsar och analysera exekveringen av React-uppgifter.

Hur man använder det:

1. Öppna Chrome DevTools (Ctrl+Shift+I eller Cmd+Option+I).
2. Navigera till fliken "Performance".
3. Klicka på knappen "Record".
4. Interagera med din React-applikation för att utlösa det beteende du vill profilera.
5. Klicka på knappen "Stop" för att sluta spela in.
6. Analysera den genererade tidslinjen för att identifiera prestandaflaskhalsar.

Prestandafliken erbjuder olika vyer för att analysera den insamlade datan, inklusive:

• Flame Chart: Visualiserar anropsstacken för JavaScript-funktioner, vilket gör att du kan identifiera funktioner som förbrukar mest tid.
• Bottom-Up: Aggregerar tiden som spenderats i varje funktion och dess anropare, vilket hjälper dig att identifiera de mest kostsamma operationerna.
• Call Tree: Visar anropsstacken i ett hierarkiskt format, vilket ger en tydlig bild av exekveringsflödet.

Inom Prestandafliken, leta efter poster relaterade till React, såsom "Update" (som representerar en komponentuppdatering) eller "Commit" (som representerar den slutliga renderingen av den uppdaterade DOM:en). Dessa poster kan ge värdefulla insikter om tiden som spenderas på att rendera komponenter.

2. React DevTools Profiler

React DevTools Profiler är ett specialiserat verktyg byggt specifikt för att profilera React-applikationer. Det ger en mer fokuserad bild av Reacts interna operationer, vilket gör det lättare att identifiera prestandaproblem relaterade till komponentrendering, tillståndsuppdateringar och prop-ändringar.

Installation:

React DevTools Profiler är tillgänglig som ett webbläsartillägg för Chrome, Firefox och Edge. Du kan installera det från respektive webbläsares tilläggsbutik.

Användning:

1. Öppna React DevTools-panelen i din webbläsare.
2. Navigera till fliken "Profiler".
3. Klicka på knappen "Record".
4. Interagera med din React-applikation för att utlösa det beteende du vill profilera.
5. Klicka på knappen "Stop" för att sluta spela in.

Profileraren erbjuder två huvudvyer för att analysera den insamlade datan:

• Flamegraph: En visuell representation av komponentträdet, där varje stapel representerar en komponent och dess bredd representerar tiden som spenderats på att rendera den komponenten.
• Ranked: En lista över komponenter rangordnade efter den tid de tog att rendera, vilket gör att du snabbt kan identifiera de mest kostsamma komponenterna.

React DevTools Profiler erbjuder också funktioner för att:

• Markera uppdateringar: Visuellt markera komponenter som omrenderas, vilket hjälper dig att identifiera onödiga omrenderingar.
• Inspektera komponent-props och state: Granska props och state för komponenter för att förstå varför de omrenderas.
• Filtrera komponenter: Fokusera på specifika komponenter eller delar av komponentträdet.

3. React.Profiler-komponenten

React.Profiler-komponenten är ett inbyggt React API som låter dig mäta renderingsprestandan för specifika delar av din applikation. Det ger ett programmatiskt sätt att samla in profileringsdata utan att förlita sig på externa verktyg.

Användning:

Omslut de komponenter du vill profilera med React.Profiler-komponenten. Ange en id-prop för att identifiera profileraren och en onRender-prop, som är en återanropsfunktion som kommer att anropas efter varje rendering.

import React from 'react';

function MyComponent() {
  return (
    
      {/* Komponentinnehåll */}
    
  );
}

function onRenderCallback(
  id: string,
  phase: 'mount' | 'update',
  actualDuration: number,
  baseDuration: number,
  startTime: number,
  commitTime: number,
  interactions: Set
) {
  console.log(`Komponent ${id} renderades`);
  console.log(`Fas: ${phase}`);
  console.log(`Faktisk varaktighet: ${actualDuration}ms`);
  console.log(`Basvaraktighet: ${baseDuration}ms`);
}

Återanropsfunktionen onRender tar emot flera argument som ger information om renderingsprocessen:

• id: id-propen för React.Profiler-komponenten.
• phase: Indikerar om komponenten precis monterades eller uppdaterades.
• actualDuration: Tiden det tog att rendera komponenten i denna uppdatering.
• baseDuration: Den uppskattade tiden för att rendera komponentträdet utan memoization.
• startTime: När React började rendera denna uppdatering.
• commitTime: När React committade denna uppdatering.
• interactions: Uppsättningen av "interaktioner" som spårades när denna uppdatering schemalades.

Du kan använda denna data för att spåra renderingsprestandan för dina komponenter och identifiera områden där optimering behövs.

Analysera profileringsdata

När du har samlat in profileringsdata med ett av de verktyg som nämnts ovan, är nästa steg att analysera datan och identifiera prestandaflaskhalsar. Här är några nyckelområden att fokusera på:

1. Identifiera långsamma renderingskomponenter

Vyerna Flamegraph och Ranked i React DevTools Profiler är särskilt användbara för att identifiera komponenter som tar lång tid att rendera. Leta efter komponenter med breda staplar i Flamegraph eller komponenter som visas högst upp i Ranked-listan. Dessa komponenter är troliga kandidater för optimering.

I Prestandafliken i Chrome DevTools, leta efter "Update"-poster som förbrukar en betydande mängd tid. Dessa poster representerar komponentuppdateringar, och tiden som spenderas inom dessa poster indikerar renderingskostnaden för motsvarande komponenter.

2. Hitta onödiga omrenderingar

Onödiga omrenderingar kan avsevärt påverka prestandan, särskilt i komplexa applikationer. React DevTools Profiler kan hjälpa dig att identifiera komponenter som omrenderas även när deras props eller state inte har ändrats.

Aktivera alternativet "Highlight updates when components render" i inställningarna för React DevTools. Detta kommer visuellt att markera komponenter som omrenderas, vilket gör det enkelt att upptäcka onödiga omrenderingar. Undersök orsakerna till varför dessa komponenter omrenderas och implementera tekniker för att förhindra dem, som att använda React.memo eller useMemo.

3. Granska kostsamma beräkningar

Långvariga beräkningar inom dina komponenter kan blockera huvudtråden och orsaka prestandaproblem. Prestandafliken i Chrome DevTools är ett värdefullt verktyg för att identifiera dessa beräkningar.

Leta efter JavaScript-funktioner som förbrukar en betydande mängd tid i vyerna Flame Chart eller Bottom-Up. Dessa funktioner kan utföra komplexa beräkningar, datatransformationer eller andra kostsamma operationer. Överväg att optimera dessa funktioner genom att använda memoization, cachning eller mer effektiva algoritmer.

4. Analysera nätverksförfrågningar

Nätverksförfrågningar kan också bidra till prestandaflaskhalsar, särskilt om de är långsamma eller frekventa. Nätverksfliken i Chrome DevTools ger insikter i nätverksaktiviteten i din applikation.

Leta efter förfrågningar som tar lång tid att slutföra eller förfrågningar som görs upprepade gånger. Överväg att optimera dessa förfrågningar genom att använda cachning, paginering eller mer effektiva datahämtningsstrategier.

5. Förstå Scheduler-interaktioner

Att få en djupare förståelse för hur React Scheduler prioriterar och exekverar uppgifter kan vara ovärderligt för att optimera prestandan. Medan Prestandafliken i Chrome DevTools och React DevTools Profiler ger viss insyn i Schemaläggarens operationer, kräver analys av den insamlade datan en mer nyanserad förståelse för Reacts interna funktion.

Fokusera på interaktionerna mellan komponenter och Schemaläggaren. Om vissa komponenter konsekvent utlöser högprioriterade uppdateringar, analysera varför dessa uppdateringar är nödvändiga och om de kan skjutas upp eller optimeras. Var uppmärksam på hur Schemaläggaren varvar olika typer av uppgifter, såsom rendering, layout och målning. Om Schemaläggaren ständigt växlar mellan uppgifter kan det indikera att applikationen upplever "thrashing", vilket kan leda till prestandaförsämring.

Optimeringstekniker

När du har identifierat prestandaflaskhalsar genom profilering är nästa steg att implementera optimeringstekniker för att förbättra din applikations prestanda. Här är några vanliga optimeringsstrategier:

1. Memoization

Memoization är en teknik för att cacha resultaten av kostsamma funktionsanrop och returnera det cachade resultatet när samma indata uppstår igen. I React kan du använda React.memo för att memoize funktionella komponenter och useMemo-hooken för att memoize resultaten av beräkningar.

import React, { useMemo } from 'react';

const MyComponent = React.memo(function MyComponent(props) {
  // ... komponentlogik
});

function MyComponentWithMemoizedValue() {
  const expensiveValue = useMemo(() => {
    // ... kostsam beräkning
    return result;
  }, [dependencies]);

  return (
    

      {expensiveValue}
    
  );
}

2. Virtualisering

Virtualisering är en teknik för att rendera stora listor eller tabeller effektivt genom att endast rendera de synliga objekten. Bibliotek som react-window och react-virtualized tillhandahåller komponenter för att virtualisera listor och tabeller i React-applikationer.

3. Koddelning

Koddelning är en teknik för att bryta ner din applikation i mindre bitar och ladda dem vid behov. Detta kan minska den initiala laddningstiden för din applikation och förbättra dess övergripande prestanda. React stöder koddelning med hjälp av dynamiska importer och komponenterna React.lazy och Suspense.

import React, { Suspense } from 'react';

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

function App() {
  return (
    Laddar...