React Concurrent Mode Time Slicing: Allokering av renderingstidbudget

React Concurrent Mode är en banbrytande funktion som låser upp en ny nivå av responsivitet och prestanda i React-applikationer. Kärnan i Concurrent Mode är konceptet time slicing (tidsskivning), vilket gör att React kan bryta ner långvariga renderingsuppgifter i mindre, mer hanterbara delar. Detta blogginlägg kommer att fördjupa sig i detaljerna kring time slicing, dess allokering av renderingstidbudget och hur det bidrar till en avsevärt förbättrad användarupplevelse.

Förstå behovet av Concurrent Mode

Traditionell React fungerar på ett synkront sätt. När en komponent uppdateras blockerar React huvudtråden tills hela komponentträdet har renderats om. Detta kan leda till märkbara fördröjningar, särskilt i komplexa applikationer med många komponenter eller beräkningsintensiv renderingslogik. Dessa fördröjningar kan visa sig som:

• Hackiga animationer: Animationer upplevs som ryckiga och ojämna eftersom webbläsaren blockeras under rendering.
• Icke-responsivt gränssnitt: Applikationen slutar svara på användarinput (klick, tangenttryckningar) medan React renderar.
• Dålig upplevd prestanda: Användare upplever applikationen som långsam och trög, även om den underliggande datahämtningen är snabb.

Concurrent Mode löser dessa problem genom att göra det möjligt för React att arbeta asynkront, vilket låter det varva renderingsuppgifter med andra operationer, som att hantera användarinput eller uppdatera gränssnittet. Time slicing är en nyckelmekanism som gör detta möjligt.

Vad är Time Slicing?

Time slicing, även känt som kooperativ multitasking, är en teknik där en långvarig uppgift delas upp i mindre arbetsenheter. Reacts Fiber-arkitektur, som utgör grunden för Concurrent Mode, gör att React kan pausa, återuppta och till och med avbryta renderingsarbete vid behov. Istället för att blockera huvudtråden under hela renderingstiden kan React periodvis lämna tillbaka kontrollen till webbläsaren, vilket gör att den kan hantera andra händelser och upprätthålla ett responsivt gränssnitt.

Tänk på det så här: föreställ dig att du målar en stor väggmålning. Istället för att försöka måla hela väggmålningen i en enda kontinuerlig session delar du upp den i mindre sektioner och arbetar på varje sektion under en kort period. Detta gör att du kan ta pauser, svara på frågor från förbipasserande och se till att målningen fortskrider smidigt utan att överväldiga dig. På samma sätt delar React upp renderingsuppgifter i mindre skivor och varvar dem med andra webbläsaraktiviteter.

Allokering av renderingstidbudget

En avgörande aspekt av time slicing är allokeringen av en renderingstidbudget. Detta avser den tid som React tillåts spendera på rendering innan kontrollen återlämnas till webbläsaren. Webbläsaren får då möjlighet att hantera användarinput, uppdatera skärmen och utföra andra uppgifter. När webbläsaren har haft sin tur kan React återuppta renderingen där den slutade, med hjälp av en annan del av sin allokerade tidsbudget.

Den specifika tidsbudgeten som allokeras till React bestäms av webbläsaren och tillgängliga resurser. React strävar efter att vara en god medborgare och undvika att monopolisera huvudtråden, vilket säkerställer att webbläsaren förblir responsiv för användarinteraktioner.

Hur React hanterar tidsbudgeten

React använder `requestIdleCallback` API:et (eller en liknande polyfill för äldre webbläsare) för att schemalägga renderingsarbete. `requestIdleCallback` gör att React kan utföra bakgrundsuppgifter när webbläsaren är inaktiv, vilket innebär att den inte är upptagen med att hantera användarinput eller utföra andra kritiska operationer. Callback-funktionen som ges till `requestIdleCallback` får ett `deadline`-objekt, vilket indikerar hur mycket tid som återstår i den aktuella inaktiva perioden. React använder denna deadline för att avgöra hur mycket renderingsarbete den kan utföra innan kontrollen återlämnas till webbläsaren.

Här är en förenklad illustration av hur React kan hantera tidsbudgeten:

1. React schemalägger renderingsarbete med `requestIdleCallback`.
2. När `requestIdleCallback` exekveras får React ett `deadline`-objekt.
3. React börjar rendera komponenter.
4. Medan React renderar kontrollerar den `deadline`-objektet för att se hur mycket tid som återstår.
5. Om React får slut på tid (dvs. deadline uppnås) pausar den renderingen och lämnar tillbaka kontrollen till webbläsaren.
6. Webbläsaren hanterar användarinput, uppdaterar skärmen, etc.
7. När webbläsaren är inaktiv igen återupptar React renderingen där den slutade, med en annan del av sin allokerade tidsbudget.
8. Denna process fortsätter tills alla komponenter har renderats.

Fördelar med Time Slicing

Time slicing erbjuder flera betydande fördelar för React-applikationer:

• Förbättrad responsivitet: Genom att bryta ner renderingsuppgifter i mindre delar och varva dem med andra operationer förhindrar time slicing att gränssnittet blir icke-responsivt under långvariga uppdateringar. Användare kan fortsätta interagera smidigt med applikationen, även medan React renderar i bakgrunden.
• Förbättrad upplevd prestanda: Även om den totala renderingstiden förblir densamma kan time slicing få applikationen att kännas mycket snabbare. Genom att låta webbläsaren uppdatera skärmen oftare kan React ge visuell feedback till användaren snabbare, vilket skapar en illusion av en mer responsiv applikation.
• Bättre användarupplevelse: Kombinationen av förbättrad responsivitet och förbättrad upplevd prestanda leder till en avsevärt bättre användarupplevelse. Användare är mindre benägna att uppleva frustration eller irritation på grund av fördröjningar eller icke-responsivitet.
• Prioritering av viktiga uppdateringar: Concurrent Mode gör att React kan prioritera viktiga uppdateringar, som de relaterade till användarinput. Detta säkerställer att gränssnittet förblir responsivt för användarinteraktioner, även när andra mindre kritiska uppdateringar pågår.

Hur du utnyttjar Time Slicing i dina React-applikationer

För att dra nytta av time slicing måste du aktivera Concurrent Mode i din React-applikation. Detta kan göras genom att använda lämpliga API:er för att skapa en rot:

För React 18 och senare:

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

const container = document.getElementById('root');
const root = createRoot(container); // Skapa en rot
root.render(<App />);

            

              
                Copy
              
            
          

För React 17 och tidigare (med `react-dom/unstable_concurrentMode`):

            import ReactDOM from 'react-dom';

ReactDOM.unstable_createRoot(document.getElementById('root')).render(<App />);

            

              
                Copy
              
            
          

När Concurrent Mode är aktiverat kommer React automatiskt att tillämpa time slicing på renderingsuppdateringar. Det finns dock några ytterligare steg du kan ta för att optimera din applikation ytterligare för Concurrent Mode:

1. Omfamna Suspense

Suspense är en inbyggd React-komponent som låter dig hantera asynkrona operationer, som datahämtning, på ett elegant sätt. När en komponent som är omsluten av Suspense försöker rendera data som ännu inte är tillgänglig kommer Suspense att avbryta renderingsprocessen och visa ett fallback-gränssnitt (t.ex. en laddningsspinner). När datan är tillgänglig kommer Suspense automatiskt att återuppta renderingen av komponenten.

Suspense fungerar sömlöst med Concurrent Mode, vilket gör att React kan prioritera rendering av andra delar av applikationen medan den väntar på att data ska laddas. Detta kan avsevärt förbättra användarupplevelsen genom att förhindra att hela gränssnittet blockeras i väntan på data.

Exempel:

            import React, { Suspense } from 'react';

const ProfileDetails = React.lazy(() => import('./ProfileDetails')); // Latladda komponenten

function MyComponent() {
 return (
 <Suspense fallback={<div>Laddar profil...</div>}>
 <ProfileDetails />
 </Suspense>
 );
}

export default MyComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

I detta exempel latladdas komponenten `ProfileDetails` med `React.lazy`. Det betyder att komponenten endast laddas när den faktiskt behövs. `Suspense`-komponenten omsluter `ProfileDetails` och visar ett laddningsmeddelande medan komponenten laddas. Detta förhindrar att hela applikationen blockeras i väntan på att komponenten ska laddas.

2. Använd Transitions (övergångar)

Transitions är en mekanism för att markera uppdateringar som icke-brådskande. När du omsluter en uppdatering i `useTransition` kommer React att prioritera brådskande uppdateringar (som de relaterade till användarinput) framför övergångsuppdateringen. Detta gör att du kan skjuta upp icke-kritiska uppdateringar tills webbläsaren har tid att bearbeta dem utan att blockera gränssnittet.

Transitions är särskilt användbara för uppdateringar som kan utlösa beräkningsintensiv rendering, som att filtrera en stor lista eller uppdatera ett komplext diagram. Genom att markera dessa uppdateringar som icke-brådskande kan du säkerställa att gränssnittet förblir responsivt för användarinteraktioner, även medan uppdateringarna pågår.

Exempel:

            import React, { useState, useTransition } from 'react';

function MyComponent() {
 const [query, setQuery] = useState('');
 const [list, setList] = useState(initialList);
 const [isPending, startTransition] = useTransition();

 const handleChange = (e) => {
 const newQuery = e.target.value;
 setQuery(newQuery);

 startTransition(() => {
 // Filtrera listan baserat på sökfrågan
 setList(initialList.filter(item => item.toLowerCase().includes(newQuery.toLowerCase())));
 });
 };

 return (
 <div>
 <input type="text" value={query} onChange={handleChange} />
 {isPending ? <p>Filtrerar...</p> : null}
 <ul>
 {list.map(item => (<li key={item}>{item}</li>))}
 </ul>
 </div>
 );
}

export default MyComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

I detta exempel filtrerar `handleChange`-funktionen en lista baserat på användarens input. `startTransition`-funktionen används för att omsluta `setList`-anropet, vilket markerar uppdateringen som icke-brådskande. Detta gör att React kan prioritera andra uppdateringar, som att uppdatera inmatningsfältet, framför listfiltreringen. Tillståndsvariabeln `isPending` indikerar om övergången pågår för närvarande, vilket gör att du kan visa en laddningsindikator.

3. Optimera komponentrendering

Även med time slicing är det fortfarande viktigt att optimera din komponentrendering för att minimera mängden arbete som React behöver utföra. Några strategier för att optimera komponentrendering inkluderar:

• Memoization: Använd `React.memo` eller `useMemo` för att förhindra att komponenter renderas om i onödan.
• Code Splitting (kodsdelning): Bryt ner din applikation i mindre delar och ladda dem vid behov med `React.lazy` och `Suspense`.
• Virtualisering: Använd bibliotek som `react-window` eller `react-virtualized` för att effektivt rendera stora listor och tabeller.
• Effektiva datastrukturer: Använd effektiva datastrukturer (t.ex. Maps, Sets) för att förbättra prestandan vid datamanipulation.

4. Profilera din applikation

Använd React Profiler för att identifiera prestandaflaskhalsar i din applikation. Profiler låter dig spela in renderingstiden för varje komponent och identifiera områden där du kan förbättra prestandan.

Att tänka på och potentiella nackdelar

Även om Concurrent Mode och time slicing erbjuder betydande fördelar finns det också några saker att tänka på och potentiella nackdelar:

• Ökad komplexitet: Concurrent Mode kan göra din applikation mer komplex, särskilt om du inte är bekant med asynkrona programmeringskoncept.
• Kompatibilitetsproblem: Vissa äldre bibliotek och komponenter kanske inte är fullt kompatibla med Concurrent Mode. Du kan behöva uppdatera eller byta ut dessa bibliotek för att säkerställa att din applikation fungerar korrekt.
• Utmaningar med felsökning: Felsökning av asynkron kod kan vara mer utmanande än att felsöka synkron kod. Du kan behöva använda specialiserade felsökningsverktyg för att förstå exekveringsflödet i din applikation.
• Risk för hackande: I sällsynta fall kan time slicing leda till en lätt hackande effekt om React ständigt pausar och återupptar renderingen. Detta kan vanligtvis mildras genom att optimera komponentrendering och använda transitions på lämpligt sätt.

Verkliga exempel och användningsfall

Time slicing är särskilt fördelaktigt i applikationer med följande egenskaper:

• Komplexa gränssnitt: Applikationer med stora komponentträd eller beräkningsintensiv renderingslogik.
• Frekventa uppdateringar: Applikationer som kräver frekventa uppdateringar av gränssnittet, som realtids-dashboards eller interaktiva visualiseringar.
• Långsamma nätverksanslutningar: Applikationer som måste hantera långsamma nätverksanslutningar på ett elegant sätt.
• Stora datamängder: Applikationer som behöver visa och manipulera stora datamängder.

Här är några specifika exempel på hur time slicing kan användas i verkliga applikationer:

• E-handelswebbplatser: Förbättra responsiviteten hos produktlistor och sökresultat genom att skjuta upp mindre kritiska uppdateringar.
• Sociala medieplattformar: Säkerställ att gränssnittet förblir responsivt för användarinteraktioner medan nya inlägg och kommentarer laddas.
• Kartapplikationer: Rendera komplexa kartor och geografisk data smidigt genom att bryta ner renderingsuppgifter i mindre delar.
• Finansiella dashboards: Tillhandahåll realtidsuppdateringar av finansiell data utan att blockera gränssnittet.
• Samarbetsverktyg för redigering: Möjliggör för flera användare att redigera dokument samtidigt utan att uppleva lagg eller icke-responsivitet.

Slutsats

React Concurrent Modes time slicing-funktion är ett kraftfullt verktyg för att förbättra responsiviteten och den upplevda prestandan i React-applikationer. Genom att bryta ner renderingsuppgifter i mindre delar och varva dem med andra operationer förhindrar time slicing att gränssnittet blir icke-responsivt under långvariga uppdateringar. Genom att omfamna Suspense, Transitions och andra optimeringstekniker kan du låsa upp den fulla potentialen i Concurrent Mode och skapa en avsevärt bättre användarupplevelse.

Även om Concurrent Mode kan göra din applikation mer komplex är fördelarna det erbjuder i termer av prestanda och användarupplevelse väl värda ansträngningen. Allt eftersom React fortsätter att utvecklas kommer Concurrent Mode troligen att bli en allt viktigare del av React-ekosystemet. Att förstå time slicing och dess allokering av renderingstidbudget är avgörande för att bygga högpresterande, responsiva React-applikationer som levererar en förtjusande användarupplevelse till en global publik, från livliga metropoler som Tokyo, Japan till avlägsna områden med begränsad bandbredd i länder som Mongoliet. Oavsett om dina användare använder avancerade stationära datorer eller resurssvaga mobila enheter kan Concurrent Mode hjälpa dig att ge en smidig och responsiv upplevelse.