React Scheduler API: การจัดการลำดับความสำคัญของงานและการแบ่งเวลา

ในการพัฒนาเว็บสมัยใหม่ การมอบประสบการณ์ผู้ใช้ที่ราบรื่นและตอบสนองได้ดีเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง React ซึ่งเป็นไลบรารี JavaScript ยอดนิยมสำหรับการสร้างส่วนต่อประสานผู้ใช้ นำเสนอเครื่องมืออันทรงพลังเพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ หนึ่งในเครื่องมือเหล่านี้คือ Scheduler API ซึ่งให้การควบคุมที่ละเอียดอ่อนเกี่ยวกับการจัดลำดับความสำคัญของงานและการแบ่งเวลา บทความนี้จะเจาะลึกความซับซ้อนของ React Scheduler API สำรวจแนวคิด ประโยชน์ และการประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพแอปพลิเคชัน React ของคุณ

ทำความเข้าใจความจำเป็นในการจัดกำหนดการ

ก่อนที่จะลงรายละเอียดทางเทคนิค สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าทำไมการจัดกำหนดการจึงจำเป็น ในแอปพลิเคชัน React ทั่วไป การอัปเดตมักจะถูกประมวลผลแบบซิงโครนัส ซึ่งหมายความว่าเมื่อสถานะของคอมโพเนนต์เปลี่ยนไป React จะเรนเดอร์คอมโพเนนต์นั้นและคอมโพเนนต์ลูกทันที แม้ว่าแนวทางนี้จะทำงานได้ดีสำหรับการอัปเดตขนาดเล็ก แต่ก็อาจกลายเป็นปัญหาเมื่อต้องรับมือกับคอมโพเนนต์ที่ซับซ้อนหรืองานที่ต้องใช้การคำนวณมาก การอัปเดตที่ใช้เวลานานอาจบล็อกเธรดหลัก นำไปสู่ประสิทธิภาพที่เชื่องช้าและประสบการณ์ผู้ใช้ที่น่าหงุดหงิด

ลองจินตนาการถึงสถานการณ์ที่ผู้ใช้กำลังพิมพ์ในแถบค้นหา ในขณะเดียวกันชุดข้อมูลขนาดใหญ่กำลังถูกดึงข้อมูลและเรนเดอร์ หากไม่มีการจัดกำหนดการที่เหมาะสม กระบวนการเรนเดอร์อาจบล็อกเธรดหลัก ทำให้เกิดความล่าช้าที่เห็นได้ชัดในการตอบสนองของแถบค้นหา นี่คือจุดที่ Scheduler API เข้ามาช่วยเรา จัดลำดับความสำคัญของงาน และทำให้มั่นใจว่าส่วนต่อประสานผู้ใช้ยังคงโต้ตอบได้แม้ในระหว่างการประมวลผลหนักๆ

ทำความรู้จักกับ React Scheduler API

React Scheduler API หรือที่รู้จักกันในชื่อ unstable_ APIs มีชุดฟังก์ชันที่ช่วยให้คุณควบคุมการทำงานของงานภายในแอปพลิเคชัน React ของคุณ แนวคิดหลักคือการแบ่งการอัปเดตแบบซิงโครนัสขนาดใหญ่ให้เป็นส่วนย่อยแบบอะซิงโครนัสขนาดเล็ก ซึ่งช่วยให้เบราว์เซอร์สามารถสลับการทำงานของงานอื่นๆ เช่น การจัดการการป้อนข้อมูลของผู้ใช้ หรือการเรนเดอร์แอนิเมชัน ทำให้มั่นใจได้ถึงประสบการณ์ผู้ใช้ที่ตอบสนองได้ดียิ่งขึ้น

ข้อควรทราบสำคัญ: ตามชื่อที่แนะนำ unstable_ APIs อาจมีการเปลี่ยนแปลงได้เสมอ ควรตรวจสอบเอกสารทางการของ React สำหรับข้อมูลที่ทันสมัยที่สุด

แนวคิดหลัก:

• Tasks (งาน): แทนหน่วยการทำงานแต่ละอย่างที่ต้องดำเนินการ เช่น การเรนเดอร์คอมโพเนนต์หรือการอัปเดต DOM
• Priorities (ลำดับความสำคัญ): กำหนดระดับความสำคัญให้กับแต่ละงาน ซึ่งส่งผลต่อลำดับการดำเนินการ
• Time Slicing (การแบ่งเวลา): การแบ่งงานที่ใช้เวลานานออกเป็นส่วนย่อยๆ ที่สามารถดำเนินการได้หลายเฟรม เพื่อป้องกันไม่ให้เธรดหลักถูกบล็อก
• Schedulers (ตัวจัดกำหนดการ): กลไกสำหรับการจัดการและดำเนินการงานตามลำดับความสำคัญและข้อจำกัดด้านเวลา

ลำดับความสำคัญของงาน: ลำดับชั้นของความสำคัญ

Scheduler API กำหนดระดับความสำคัญหลายระดับที่คุณสามารถกำหนดให้กับงานของคุณได้ ลำดับความสำคัญเหล่านี้จะกำหนดลำดับที่ตัวจัดกำหนดการจะดำเนินการงาน React มีค่าคงที่ลำดับความสำคัญที่กำหนดไว้ล่วงหน้าซึ่งคุณสามารถใช้ได้:

• ImmediatePriority: ลำดับความสำคัญสูงสุด งานที่มีลำดับความสำคัญนี้จะถูกดำเนินการทันที ใช้เท่าที่จำเป็นสำหรับการอัปเดตที่สำคัญซึ่งส่งผลกระทบโดยตรงต่อการโต้ตอบของผู้ใช้
• UserBlockingPriority: ใช้สำหรับงานที่ส่งผลกระทบโดยตรงต่อการโต้ตอบปัจจุบันของผู้ใช้ เช่น การตอบสนองต่อการป้อนข้อมูลด้วยแป้นพิมพ์หรือการคลิกเมาส์ ควรทำให้เสร็จโดยเร็วที่สุด
• NormalPriority: ลำดับความสำคัญเริ่มต้นสำหรับการอัปเดตส่วนใหญ่ เหมาะสำหรับงานที่สำคัญแต่ไม่จำเป็นต้องดำเนินการทันที
• LowPriority: ใช้สำหรับงานที่มีความสำคัญน้อยกว่า และสามารถเลื่อนออกไปได้โดยไม่ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสบการณ์ของผู้ใช้ ตัวอย่างเช่น การอัปเดตการวิเคราะห์หรือการดึงข้อมูลล่วงหน้า
• IdlePriority: ลำดับความสำคัญต่ำสุด งานที่มีลำดับความสำคัญนี้จะถูกดำเนินการเมื่อเบราว์เซอร์ไม่ทำงานเท่านั้น เพื่อให้มั่นใจว่าจะไม่รบกวนงานที่สำคัญกว่า

การเลือกระดับความสำคัญที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพ การใช้ลำดับความสำคัญสูงมากเกินไปอาจขัดกับวัตถุประสงค์ของการจัดกำหนดการ ในขณะที่การใช้ลำดับความสำคัญต่ำสำหรับงานที่สำคัญอาจนำไปสู่ความล่าช้าและประสบการณ์ผู้ใช้ที่ไม่ดี

ตัวอย่าง: การจัดลำดับความสำคัญของการป้อนข้อมูลผู้ใช้

ลองพิจารณาสถานการณ์ที่คุณมีแถบค้นหาและการแสดงข้อมูลที่ซับซ้อน คุณต้องการให้แน่ใจว่าแถบค้นหายังคงตอบสนองได้ดีแม้ในขณะที่การแสดงผลกำลังอัปเดต คุณสามารถทำได้โดยการกำหนดลำดับความสำคัญที่สูงขึ้นให้กับการอัปเดตแถบค้นหา และลำดับความสำคัญที่ต่ำลงให้กับการอัปเดตการแสดงผล

import { unstable_scheduleCallback as scheduleCallback, unstable_UserBlockingPriority as UserBlockingPriority, unstable_NormalPriority as NormalPriority } from 'scheduler';

function updateSearchTerm(searchTerm) {
  scheduleCallback(UserBlockingPriority, () => {
    // อัปเดตคำค้นหาใน state
    setSearchTerm(searchTerm);
  });
}

function updateVisualizationData(data) {
  scheduleCallback(NormalPriority, () => {
    // อัปเดตข้อมูลการแสดงผล
    setVisualizationData(data);
  });
}

ในตัวอย่างนี้ ฟังก์ชัน updateSearchTerm ซึ่งจัดการการป้อนข้อมูลของผู้ใช้ ถูกจัดกำหนดการด้วย UserBlockingPriority เพื่อให้แน่ใจว่าจะถูกดำเนินการก่อนฟังก์ชัน updateVisualizationData ซึ่งถูกจัดกำหนดการด้วย NormalPriority

Time Slicing: การแบ่งงานที่ใช้เวลานาน

การแบ่งเวลา (Time Slicing) เป็นเทคนิคที่เกี่ยวข้องกับการแบ่งงานที่ใช้เวลานานออกเป็นส่วนย่อยๆ ที่สามารถดำเนินการได้หลายเฟรม ซึ่งช่วยป้องกันไม่ให้เธรดหลักถูกบล็อกเป็นระยะเวลานาน ทำให้เบราว์เซอร์สามารถจัดการงานอื่นๆ เช่น การป้อนข้อมูลของผู้ใช้และแอนิเมชันได้อย่างราบรื่นยิ่งขึ้น

Scheduler API มีฟังก์ชัน unstable_shouldYield ซึ่งช่วยให้คุณสามารถกำหนดได้ว่างานปัจจุบันควรจะยอมให้เบราว์เซอร์ทำงานอื่นหรือไม่ ฟังก์ชันนี้จะคืนค่า true หากเบราว์เซอร์จำเป็นต้องทำงานอื่นๆ เช่น การจัดการการป้อนข้อมูลของผู้ใช้ หรือการอัปเดตการแสดงผล การเรียกใช้ unstable_shouldYield เป็นระยะๆ ภายในงานที่ใช้เวลานานของคุณจะช่วยให้มั่นใจได้ว่าเบราว์เซอร์ยังคงตอบสนองได้ดี

ตัวอย่าง: การเรนเดอร์รายการขนาดใหญ่

ลองพิจารณาสถานการณ์ที่คุณต้องการเรนเดอร์รายการขนาดใหญ่ การเรนเดอร์รายการทั้งหมดในการอัปเดตแบบซิงโครนัสครั้งเดียวอาจบล็อกเธรดหลักและก่อให้เกิดปัญหาด้านประสิทธิภาพ คุณสามารถใช้การแบ่งเวลา (time slicing) เพื่อแบ่งกระบวนการเรนเดอร์ออกเป็นส่วนย่อยๆ ทำให้เบราว์เซอร์ยังคงตอบสนองได้ดี

import { unstable_scheduleCallback as scheduleCallback, unstable_NormalPriority as NormalPriority, unstable_shouldYield as shouldYield } from 'scheduler';

function renderListItems(items) {
  scheduleCallback(NormalPriority, () => {
    let i = 0;
    while (i < items.length) {
      // เรนเดอร์รายการจำนวนเล็กน้อย
      for (let j = 0; j < 10 && i < items.length; j++) {
        renderListItem(items[i]);
        i++;
      }

      // ตรวจสอบว่าควรยอมให้เบราว์เซอร์ทำงานอื่นหรือไม่
      if (shouldYield()) {
        return () => renderListItems(items.slice(i)); // จัดกำหนดการรายการที่เหลือใหม่
      }
    }
  });
}

ในตัวอย่างนี้ ฟังก์ชัน renderListItems จะเรนเดอร์รายการทีละ 10 รายการ หลังจากเรนเดอร์แต่ละชุดแล้ว จะเรียกใช้ shouldYield เพื่อตรวจสอบว่าเบราว์เซอร์จำเป็นต้องทำงานอื่นหรือไม่ หาก shouldYield คืนค่าเป็น true ฟังก์ชันจะจัดกำหนดการตัวเองใหม่ด้วยรายการที่เหลือ สิ่งนี้ช่วยให้เบราว์เซอร์สามารถสลับการทำงานของงานอื่นๆ เช่น การจัดการการป้อนข้อมูลของผู้ใช้ หรือการเรนเดอร์แอนิเมชัน ทำให้มั่นใจได้ถึงประสบการณ์ผู้ใช้ที่ตอบสนองได้ดียิ่งขึ้น

การประยุกต์ใช้และตัวอย่างในทางปฏิบัติ

React Scheduler API สามารถนำไปประยุกต์ใช้กับสถานการณ์ที่หลากหลายเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและการตอบสนองของแอปพลิเคชัน นี่คือตัวอย่างบางส่วน:

• การแสดงภาพข้อมูล: จัดลำดับความสำคัญของการโต้ตอบของผู้ใช้เหนือการเรนเดอร์ข้อมูลที่ซับซ้อน
• การเลื่อนแบบไม่สิ้นสุด (Infinite Scrolling): โหลดและเรนเดอร์เนื้อหาเป็นส่วนๆ ขณะที่ผู้ใช้เลื่อน เพื่อป้องกันไม่ให้เธรดหลักถูกบล็อก
• งานเบื้องหลัง: ดำเนินการงานที่ไม่สำคัญ เช่น การดึงข้อมูลล่วงหน้า หรือการอัปเดตการวิเคราะห์ ด้วยลำดับความสำคัญต่ำ เพื่อให้มั่นใจว่าจะไม่รบกวนการโต้ตอบของผู้ใช้
• แอนิเมชัน: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแอนิเมชันราบรื่นโดยการจัดลำดับความสำคัญของการอัปเดตแอนิเมชันเหนือกว่างานอื่นๆ
• การอัปเดตแบบเรียลไทม์: จัดการสตรีมข้อมูลขาเข้าและจัดลำดับความสำคัญของการอัปเดตตามความสำคัญ

ตัวอย่าง: การใช้งานแถบค้นหาแบบ Debounced

Debouncing เป็นเทคนิคที่ใช้ในการจำกัดอัตราการทำงานของฟังก์ชัน ซึ่งมีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการจัดการการป้อนข้อมูลของผู้ใช้ เช่น การค้นหา ที่คุณไม่ต้องการให้ฟังก์ชันค้นหาทำงานทุกครั้งที่กดแป้นพิมพ์ Scheduler API สามารถนำมาใช้เพื่อสร้างแถบค้นหาแบบ debounced ที่จัดลำดับความสำคัญของการป้อนข้อมูลของผู้ใช้และป้องกันการร้องขอการค้นหาที่ไม่จำเป็น

import { unstable_scheduleCallback as scheduleCallback, unstable_UserBlockingPriority as UserBlockingPriority, unstable_cancelCallback as cancelCallback } from 'scheduler';
import { useState, useRef, useEffect } from 'react';

function DebouncedSearchBar() {
  const [searchTerm, setSearchTerm] = useState('');
  const [debouncedSearchTerm, setDebouncedSearchTerm] = useState('');
  const scheduledCallbackRef = useRef(null);

  useEffect(() => {
    if (scheduledCallbackRef.current) {
      cancelCallback(scheduledCallbackRef.current);
    }

    scheduledCallbackRef.current = scheduleCallback(UserBlockingPriority, () => {
      setDebouncedSearchTerm(searchTerm);
      scheduledCallbackRef.current = null;
    });

    return () => {
      if (scheduledCallbackRef.current) {
        cancelCallback(scheduledCallbackRef.current);
      }
    };
  }, [searchTerm]);

  // จำลองฟังก์ชันค้นหา
  useEffect(() => {
    if (debouncedSearchTerm) {
      console.log('กำลังค้นหา:', debouncedSearchTerm);
      // ดำเนินการตรรกะการค้นหาจริงของคุณที่นี่
    }
  }, [debouncedSearchTerm]);

  return (
     setSearchTerm(e.target.value)}
    />
  );
}

export default DebouncedSearchBar;

ในตัวอย่างนี้ คอมโพเนนต์ DebouncedSearchBar ใช้ฟังก์ชัน scheduleCallback เพื่อจัดกำหนดการฟังก์ชันค้นหาด้วย UserBlockingPriority ฟังก์ชัน cancelCallback ถูกใช้เพื่อยกเลิกฟังก์ชันค้นหาที่จัดกำหนดการไว้ก่อนหน้านี้ เพื่อให้แน่ใจว่ามีการใช้เฉพาะคำค้นหาล่าสุดเท่านั้น สิ่งนี้ช่วยป้องกันการร้องขอการค้นหาที่ไม่จำเป็นและปรับปรุงการตอบสนองของแถบค้นหา

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดและข้อควรพิจารณา

เมื่อใช้ React Scheduler API สิ่งสำคัญคือต้องปฏิบัติตามแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดเหล่านี้:

• ใช้ระดับความสำคัญที่เหมาะสม: เลือกระดับความสำคัญที่สะท้อนถึงความสำคัญของงานได้ดีที่สุด
• หลีกเลี่ยงการใช้ลำดับความสำคัญสูงมากเกินไป: การใช้ลำดับความสำคัญสูงมากเกินไปอาจขัดกับวัตถุประสงค์ของการจัดกำหนดการ
• แบ่งงานที่ใช้เวลานาน: ใช้การแบ่งเวลา (time slicing) เพื่อแบ่งงานที่ใช้เวลานานออกเป็นส่วนย่อยๆ
• ตรวจสอบประสิทธิภาพ: ใช้เครื่องมือตรวจสอบประสิทธิภาพเพื่อระบุส่วนที่สามารถปรับปรุงการจัดกำหนดการได้
• ทดสอบอย่างละเอียด: ทดสอบแอปพลิเคชันของคุณอย่างละเอียดเพื่อให้แน่ใจว่าการจัดกำหนดการทำงานตามที่คาดไว้
• ติดตามข่าวสารล่าสุด: unstable_ APIs อาจมีการเปลี่ยนแปลงได้ ดังนั้นโปรดติดตามข้อมูลอัปเดตล่าสุด

อนาคตของการจัดกำหนดการใน React

ทีมงาน React กำลังทำงานอย่างต่อเนื่องในการปรับปรุงความสามารถในการจัดกำหนดการของ React Concurrent Mode ซึ่งสร้างขึ้นบน Scheduler API มีเป้าหมายที่จะทำให้แอปพลิเคชัน React ตอบสนองได้ดียิ่งขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้น เมื่อ React พัฒนาไป เราคาดว่าจะได้เห็นคุณสมบัติการจัดกำหนดการที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นและเครื่องมือสำหรับนักพัฒนาที่ได้รับการปรับปรุง

บทสรุป

React Scheduler API เป็นเครื่องมือที่ทรงพลังสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพแอปพลิเคชัน React ของคุณ ด้วยความเข้าใจแนวคิดเกี่ยวกับการจัดลำดับความสำคัญของงานและการแบ่งเวลา คุณสามารถสร้างประสบการณ์ผู้ใช้ที่ราบรื่นและตอบสนองได้ดียิ่งขึ้น แม้ว่า unstable_ APIs อาจมีการเปลี่ยนแปลง แต่การทำความเข้าใจแนวคิดหลักจะช่วยให้คุณปรับตัวเข้ากับการเปลี่ยนแปลงในอนาคตและใช้ประโยชน์จากความสามารถในการจัดกำหนดการของ React ได้อย่างเต็มที่ โอบรับ Scheduler API และปลดล็อกศักยภาพสูงสุดของแอปพลิเคชัน React ของคุณ!