React Eş Zamanlı İşleme: Optimum Performans İçin Kare Düşüşünü Anlama ve Azaltma

React'in eş zamanlı işleme (concurrent rendering) özelliği, web uygulamalarının duyarlılığını ve algılanan performansını artırmak için tasarlanmış güçlü bir özelliktir. React'in ana iş parçacığını (main thread) engellemeden birden fazla görev üzerinde eş zamanlı olarak çalışmasına olanak tanıyarak daha akıcı kullanıcı arayüzleri sağlar. Ancak, eş zamanlı işleme ile bile uygulamalar kare düşüşü yaşayabilir, bu da takılan animasyonlara, gecikmeli etkileşimlere ve genel olarak kötü bir kullanıcı deneyimine neden olur. Bu makale, React'in eş zamanlı işlemesinin inceliklerine dalıyor, kare düşüşünün nedenlerini araştırıyor ve bu sorunları tespit edip azaltmak için pratik stratejiler sunarak küresel bir kitle için optimum performans sağlıyor.

React Eş Zamanlı İşlemeyi Anlamak

Geleneksel React işleme (rendering) senkronize olarak çalışır, yani bir bileşenin güncellenmesi gerektiğinde, tüm işleme süreci tamamlanana kadar ana iş parçacığını engeller. Bu durum, özellikle büyük bileşen ağaçlarına sahip karmaşık uygulamalarda gecikmelere ve yanıtsızlığa yol açabilir. React 18 ile tanıtılan eş zamanlı işleme, React'in işlemeyi daha küçük, kesintiye uğratılabilir görevlere bölmesine olanak tanıyarak daha verimli bir yaklaşım sunar.

Temel Kavramlar

• Zaman Dilimleme (Time Slicing): React, işleme işini daha küçük parçalara ayırabilir ve her parçadan sonra kontrolü tarayıcıya geri verebilir. Bu, tarayıcının kullanıcı girişi ve animasyon güncellemeleri gibi diğer görevleri yerine getirmesine olanak tanıyarak kullanıcı arayüzünün donmasını önler.
• Kesintiler (Interruptions): React, kullanıcı etkileşimi gibi daha yüksek öncelikli bir görevin ele alınması gerektiğinde devam eden bir işleme sürecini kesintiye uğratabilir. Bu, uygulamanın kullanıcı eylemlerine duyarlı kalmasını sağlar.
• Suspense: Suspense, bileşenlerin veri yüklenmesini beklerken işlemeyi "askıya almasına" olanak tanır. React daha sonra veri mevcut olana kadar bir yükleme göstergesi gibi bir yedek kullanıcı arayüzü görüntüleyebilir. Bu, veri beklerken kullanıcı arayüzünün engellenmesini önleyerek algılanan performansı artırır.
• Geçişler (Transitions): Geçişler, geliştiricilerin belirli güncellemeleri daha az acil olarak işaretlemesine olanak tanır. React, uygulamanın duyarlı kalmasını sağlamak için (doğrudan kullanıcı etkileşimleri gibi) acil güncellemeleri geçişlere göre önceliklendirir.

Bu özellikler toplu olarak, özellikle sık güncellemelerin ve karmaşık kullanıcı arayüzlerinin olduğu uygulamalarda daha akıcı ve duyarlı bir kullanıcı deneyimine katkıda bulunur.

Kare Düşüşü (Frame Dropping) Nedir?

Kare düşüşü, tarayıcının kareleri istenen kare hızında, genellikle saniyede 60 kare (FPS) veya daha yüksek bir hızda işleyemediğinde meydana gelir. Bu durum gözle görülür takılmalara, gecikmelere ve genel olarak sarsıntılı bir kullanıcı deneyimine neden olur. Her kare, kullanıcı arayüzünün belirli bir andaki anlık görüntüsünü temsil eder. Eğer tarayıcı ekranı yeterince hızlı güncelleyemezse, kareleri atlar ve bu da görsel kusurlara yol açar.

60 FPS'lik bir hedef kare hızı, kare başına yaklaşık 16.67 milisaniyelik bir işleme bütçesine karşılık gelir. Eğer tarayıcının bir kareyi işlemesi bundan daha uzun sürerse, bir kare düşürülür.

React Uygulamalarında Kare Düşüşünün Nedenleri

React uygulamalarında, eş zamanlı işleme kullanılırken bile kare düşüşüne katkıda bulunabilecek birkaç faktör vardır:

• Karmaşık Bileşen Güncellemeleri: Büyük ve karmaşık bileşen ağaçlarının işlenmesi önemli zaman alabilir ve mevcut kare bütçesini aşabilir.
• Pahalı Hesaplamalar: İşleme süreci içinde karmaşık veri dönüşümleri veya görüntü işleme gibi hesaplama açısından yoğun görevler gerçekleştirmek ana iş parçacığını engelleyebilir.
• Optimize Edilmemiş DOM Manipülasyonu: Sık veya verimsiz DOM manipülasyonu bir performans darboğazı olabilir. DOM'u doğrudan React'in işleme döngüsü dışında manipüle etmek de tutarsızlıklara ve performans sorunlarına yol açabilir.
• Aşırı Yeniden İşlemeler (Re-render): Gereksiz bileşen yeniden işlemeleri ek işleme işi tetikleyerek kare düşme olasılığını artırır. Bu genellikle `React.memo`, `useMemo`, `useCallback`'in yanlış kullanımı veya `useEffect` kancalarındaki yanlış bağımlılık dizilerinden kaynaklanır.
• Ana İş Parçacığında Uzun Süren Görevler: Ağ istekleri veya senkron işlemler gibi ana iş parçacığını uzun süre engelleyen JavaScript kodu, tarayıcının kareleri kaçırmasına neden olabilir.
• Üçüncü Taraf Kütüphaneler: Verimsiz veya kötü optimize edilmiş üçüncü taraf kütüphaneler performans darboğazları oluşturabilir ve kare düşüşüne katkıda bulunabilir.
• Tarayıcı Sınırlamaları: Verimsiz çöp toplama (garbage collection) veya yavaş CSS hesaplamaları gibi belirli tarayıcı özellikleri veya sınırlamaları da işleme performansını etkileyebilir. Bu, farklı tarayıcılar ve cihazlar arasında değişiklik gösterebilir.
• Cihaz Sınırlamaları: Uygulamalar üst düzey cihazlarda mükemmel performans gösterebilirken, eski veya daha az güçlü cihazlarda kare düşüşleri yaşayabilir. Çeşitli cihaz yetenekleri için optimizasyon yapmayı düşünün.

Kare Düşüşünü Tespit Etme: Araçlar ve Teknikler

Kare düşüşünü ele almanın ilk adımı, varlığını tespit etmek ve temel nedenlerini anlamaktır. Bu konuda yardımcı olabilecek birkaç araç ve teknik bulunmaktadır:

React Profiler

React Geliştirici Araçları'nda (React DevTools) bulunan React Profiler, React bileşenlerinin performansını analiz etmek için güçlü bir araçtır. İşleme performansını kaydetmenize ve işlenmesi en uzun süren bileşenleri belirlemenize olanak tanır.

React Profiler'ı Kullanma:

1. Tarayıcınızda React Geliştirici Araçları'nı açın.
2. "Profiler" sekmesini seçin.
3. Profil oluşturmaya başlamak için "Kaydet" (Record) düğmesine tıklayın.
4. Analiz etmek istediğiniz işleme sürecini tetiklemek için uygulamanızla etkileşime geçin.
5. Profil oluşturmayı durdurmak için "Durdur" (Stop) düğmesine tıklayın.
6. Performans darboğazlarını belirlemek için kaydedilen verileri analiz edin. "Sıralı" (ranked) ve "alev grafiği" (flamegraph) görünümlerine dikkat edin.

Tarayıcı Geliştirici Araçları

Tarayıcı geliştirici araçları, web performansını analiz etmek için çeşitli özellikler sunar, bunlar arasında:

• Performans Sekmesi: Performans sekmesi, işleme, betik çalıştırma ve ağ istekleri de dahil olmak üzere tarayıcı etkinliğinin bir zaman çizelgesini kaydetmenize olanak tanır. Bu, React'in kendisi dışındaki uzun süren görevleri ve performans darboğazlarını belirlemeye yardımcı olur.
• Saniyedeki Kare Sayısı (FPS) Ölçer: FPS ölçer, kare hızının gerçek zamanlı bir göstergesini sağlar. FPS'deki bir düşüş, potansiyel kare düşüşünü gösterir.
• İşleme (Rendering) Sekmesi: İşleme sekmesi (Chrome Geliştirici Araçları'nda), ekranın yeniden boyanan alanlarını vurgulamanıza, düzen kaymalarını (layout shifts) belirlemenize ve işle ilgili diğer performans sorunlarını tespit etmenize olanak tanır. "Boya yanıp sönmesi" (Paint flashing) ve "Düzen Kayması Bölgeleri" (Layout Shift Regions) gibi özellikler çok yardımcı olabilir.

Performans İzleme Araçları

Çeşitli üçüncü taraf performans izleme araçları, uygulamanızın gerçek dünya senaryolarındaki performansı hakkında içgörüler sağlayabilir. Bu araçlar genellikle şu gibi özellikler sunar:

• Gerçek Kullanıcı İzleme (RUM): Gerçek kullanıcılardan performans verileri toplayarak kullanıcı deneyiminin daha doğru bir temsilini sağlar.
• Hata Takibi: Performansı etkileyebilecek JavaScript hatalarını belirleyin ve izleyin.
• Performans Uyarıları: Performans metrikleri önceden tanımlanmış eşikleri aştığında bilgilendirilmek için uyarılar ayarlayın.

Performans izleme araçlarına örnek olarak New Relic, Sentry ve Datadog verilebilir.

Örnek: Bir Darboğazı Belirlemek İçin React Profiler Kullanımı

Büyük bir öğe listesi işleyen karmaşık bir bileşeniniz olduğunu hayal edin. Kullanıcılar bu listede gezinmenin takıldığını ve yavaş olduğunu bildiriyor.

1. Listede gezinirken bir oturum kaydetmek için React Profiler'ı kullanın.
2. Profiler'daki sıralı grafiği analiz edin. Belirli bir bileşenin, `ListItem`'in, listedeki her öğe için işlenmesinin sürekli olarak uzun sürdüğünü fark edersiniz.
3. `ListItem` bileşeninin kodunu inceleyin. Veriler değişmemiş olsa bile her işlemede hesaplama açısından pahalı bir hesaplama yaptığını keşfedersiniz.

Bu analiz, kodunuzun optimizasyon gerektiren belirli bir alanına işaret eder. Bu durumda, pahalı hesaplamayı memoize etmek (önbelleğe almak) için `useMemo` kullanabilir ve gereksiz yere yeniden çalıştırılmasını önleyebilirsiniz.

Kare Düşüşünü Azaltma Stratejileri

Kare düşüşünün nedenlerini belirledikten sonra, bu sorunları azaltmak ve performansı artırmak için çeşitli stratejiler uygulayabilirsiniz:

1. Bileşen Güncellemelerini Optimize Etme

• Memoization (Önbelleğe Alma): `React.memo`, `useMemo` ve `useCallback` kullanarak bileşenlerin ve pahalı hesaplamaların gereksiz yere yeniden işlenmesini önleyin. Beklenmedik davranışları önlemek için bağımlılık dizilerinizin doğru şekilde belirtildiğinden emin olun.
• Sanallaştırma (Virtualization): Büyük listeler veya tablolar için, yalnızca görünür öğeleri işlemek üzere `react-window` veya `react-virtualized` gibi sanallaştırma kütüphaneleri kullanın. Bu, gereken DOM manipülasyon miktarını önemli ölçüde azaltır.
• Kod Bölme (Code Splitting): Uygulamanızı isteğe bağlı olarak yüklenebilecek daha küçük parçalara ayırın. Bu, ilk yükleme süresini azaltır ve uygulamanın duyarlılığını artırır. Bileşen düzeyinde kod bölme için React.lazy ve Suspense'i, rota tabanlı kod bölme için ise Webpack veya Parcel gibi araçları kullanın.
• Değişmezlik (Immutability): Gereksiz yeniden işlemeleri tetikleyebilecek kazara mutasyonları önlemek için değişmez veri yapıları kullanın. Immer gibi kütüphaneler, değişmez verilerle çalışmayı basitleştirmeye yardımcı olabilir.

2. Pahalı Hesaplamaları Azaltma

• Debouncing ve Throttling: Olay işleyicileri veya API çağrıları gibi pahalı işlemlerin sıklığını sınırlamak için debouncing ve throttling kullanın. Bu, uygulamanın sık güncellemelerle aşırı yüklenmesini önler.
• Web Workers: Hesaplama açısından yoğun görevleri, ayrı bir iş parçacığında çalışan ve ana iş parçacığını engellemeyen Web Workers'a taşıyın. Bu, arka plan görevleri gerçekleştirilirken kullanıcı arayüzünün duyarlı kalmasını sağlar.
• Önbelleğe Alma (Caching): Sık erişilen verileri her işlemede yeniden hesaplamaktan kaçınmak için önbelleğe alın. Sık değişmeyen verileri depolamak için bellek içi önbellekleri veya yerel depolamayı kullanın.

3. DOM Manipülasyonunu Optimize Etme

• Doğrudan DOM Manipülasyonunu En Aza İndirin: React'in işleme döngüsü dışında DOM'u doğrudan manipüle etmekten kaçının. Tutarlılık ve verimlilik sağlamak için DOM güncellemelerini mümkün olduğunca React'in halletmesine izin verin.
• Toplu Güncellemeler (Batch Updates): Birden çok güncellemeyi tek bir işlemede toplamak için `ReactDOM.flushSync` kullanın (idareli ve dikkatli kullanın!). Bu, aynı anda birden çok DOM değişikliği yaparken performansı artırabilir.

4. Uzun Süren Görevleri Yönetme

• Asenkron İşlemler: Ana iş parçacığını engellemekten kaçınmak için `async/await` ve Promise'ler gibi asenkron işlemleri kullanın. Ağ isteklerinin ve diğer G/Ç işlemlerinin asenkron olarak gerçekleştirildiğinden emin olun.
• RequestAnimationFrame: Animasyonları ve diğer görsel güncellemeleri zamanlamak için `requestAnimationFrame` kullanın. Bu, güncellemelerin tarayıcının yenileme hızıyla senkronize edilmesini sağlayarak daha akıcı animasyonlara yol açar.

5. Üçüncü Taraf Kütüphaneleri Optimize Etme

• Kütüphaneleri Dikkatli Seçin: İyi optimize edilmiş ve performanslarıyla bilinen üçüncü taraf kütüphaneleri seçin. Şişirilmiş veya performans sorunları geçmişi olan kütüphanelerden kaçının.
• Kütüphaneleri Tembel Yükleme (Lazy Load): Üçüncü taraf kütüphaneleri hepsini başlangıçta yüklemek yerine, isteğe bağlı olarak yükleyin. Bu, ilk yükleme süresini azaltır ve uygulamanın genel performansını artırır.
• Kütüphaneleri Düzenli Olarak Güncelleyin: Performans iyileştirmelerinden ve hata düzeltmelerinden yararlanmak için üçüncü taraf kütüphanelerinizi güncel tutun.

6. Cihaz Yeteneklerini ve Ağ Koşullarını Göz Önünde Bulundurma

• Uyarlanabilir İşleme (Adaptive Rendering): Kullanıcı arayüzünün karmaşıklığını cihazın yeteneklerine ve ağ koşullarına göre ayarlamak için uyarlanabilir işleme teknikleri uygulayın. Örneğin, düşük güçlü cihazlarda görüntülerin çözünürlüğünü azaltabilir veya animasyonları basitleştirebilirsiniz.
• Ağ Optimizasyonu: Gecikmeyi azaltmak ve yükleme sürelerini iyileştirmek için uygulamanızın ağ isteklerini optimize edin. İçerik dağıtım ağları (CDN'ler), görüntü optimizasyonu ve HTTP önbelleğe alma gibi teknikleri kullanın.
• Aşamalı Geliştirme (Progressive Enhancement): Uygulamanızı aşamalı geliştirme anlayışıyla oluşturun ve eski veya daha az yetenekli cihazlarda bile temel düzeyde işlevsellik sağladığından emin olun.

Örnek: Yavaş Bir Liste Bileşenini Optimize Etme

Yavaş liste bileşeni örneğine geri dönelim. `ListItem` bileşenini bir darboğaz olarak belirledikten sonra, aşağıdaki optimizasyonları uygulayabilirsiniz:

1. `ListItem` bileşenini memoize edin: Öğenin verileri değişmediğinde yeniden işlemeleri önlemek için `React.memo` kullanın.
2. Pahalı hesaplamayı memoize edin: Pahalı hesaplamanın sonucunu önbelleğe almak için `useMemo` kullanın.
3. Listeyi sanallaştırın: Yalnızca görünür öğeleri işlemek için `react-window` veya `react-virtualized` kullanın.

Bu optimizasyonları uygulayarak, liste bileşeninin performansını önemli ölçüde artırabilir ve kare düşüşünü azaltabilirsiniz.

Küresel Hususlar

React uygulamalarını küresel bir kitle için optimize ederken, ağ gecikmesi, cihaz yetenekleri ve dil yerelleştirmesi gibi faktörleri göz önünde bulundurmak esastır.

• Ağ Gecikmesi: Dünyanın farklı yerlerindeki kullanıcılar farklı ağ gecikmeleri yaşayabilir. Uygulamanızın varlıklarını küresel olarak dağıtmak ve gecikmeyi azaltmak için CDN'leri kullanın.
• Cihaz Yetenekleri: Kullanıcılar uygulamanıza sınırlı işlem gücüne sahip eski akıllı telefonlar ve tabletler de dahil olmak üzere çeşitli cihazlardan erişiyor olabilir. Uygulamanızı çeşitli cihaz yetenekleri için optimize edin.
• Dil Yerelleştirmesi: Uygulamanızın farklı diller ve bölgeler için uygun şekilde yerelleştirildiğinden emin olun. Bu, metinleri çevirmeyi, tarihleri ve sayıları biçimlendirmeyi ve kullanıcı arayüzünü farklı yazı yönlerine uyarlamayı içerir.

Sonuç

Kare düşüşü, React uygulamalarının kullanıcı deneyimini önemli ölçüde etkileyebilir. Kare düşüşünün nedenlerini anlayarak ve bu makalede özetlenen stratejileri uygulayarak, uygulamalarınızı eş zamanlı işleme ile bile akıcı ve duyarlı bir performans için optimize edebilirsiniz. Uygulamanızı düzenli olarak profillemek, performans metriklerini izlemek ve optimizasyon stratejilerinizi gerçek dünya verilerine göre uyarlamak, zaman içinde optimum performansı sürdürmek için çok önemlidir. Küresel kitleyi göz önünde bulundurmayı ve çeşitli ağ koşulları ve cihaz yetenekleri için optimizasyon yapmayı unutmayın.

Bileşen güncellemelerini optimize etmeye, pahalı hesaplamaları azaltmaya, DOM manipülasyonunu optimize etmeye, uzun süren görevleri yönetmeye, üçüncü taraf kütüphaneleri optimize etmeye ve cihaz yetenekleri ile ağ koşullarını göz önünde bulundurmaya odaklanarak, dünya çapındaki kullanıcılara üstün bir kullanıcı deneyimi sunabilirsiniz. Optimizasyonlarınızda başarılar!