Керування пріоритетними смугами в React Fiber: Майстерність контролю пріоритету рендерингу

React Fiber, нова реалізація основного алгоритму узгодження React, представив потужний механізм для керування пріоритетами рендерингу. Цей механізм, відомий як керування пріоритетними смугами, дозволяє розробникам точно налаштовувати порядок обробки оновлень, що призводить до значного покращення продуктивності та плавності користувацького досвіду, особливо у складних та інтерактивних додатках. Розуміння та використання керування пріоритетними смугами є ключовим для створення продуктивних додатків на React.

Розуміння React Fiber та його системи планування

Перш ніж занурюватися у пріоритетні смуги, важливо зрозуміти основи React Fiber. Традиційний React використовував синхронний процес узгодження, що означало, що оновлення оброблялися єдиним, безперервним блоком часу. Це могло призводити до зависання інтерфейсу, особливо при роботі з великими деревами компонентів або обчислювально інтенсивними оновленнями. React Fiber вирішує це обмеження, розбиваючи роботу з рендерингу на менші, переривчасті одиниці.

Ключові поняття:

• Fiber: Fiber — це одиниця роботи. Вона представляє екземпляр компонента.
• Планувальник (Scheduler): Планувальник вирішує, коли і як обробляти ці одиниці роботи.
• Узгодження (Reconciliation): Процес визначення, які зміни потрібно внести до DOM на основі змін у дереві компонентів.

React Fiber вводить систему кооперативної багатозадачності, що дозволяє планувальнику призупиняти, відновлювати та пріоритезувати різні завдання. Це гарантує, що високопріоритетні оновлення, такі як взаємодія з користувачем, обробляються негайно, тоді як менш критичні оновлення відкладаються, щоб запобігти блокуванню інтерфейсу.

Знайомство з пріоритетними смугами

Пріоритетні смуги — це механізм, за допомогою якого React Fiber пріоритезує різні типи оновлень. Кожне оновлення призначається до певної смуги на основі його сприйнятої важливості. Потім планувальник використовує ці смуги для визначення порядку обробки оновлень.

Уявіть пріоритетні смуги як різні «черги», де оновлення чекають на обробку. Планувальник перевіряє ці черги та обирає оновлення з доступної смуги найвищого пріоритету.

Хоча конкретна кількість і значення пріоритетних смуг можуть дещо відрізнятися в різних версіях React, основна концепція залишається незмінною: пріоритезувати оновлення, видимі користувачеві, та відкладати менш критичні.

Поширені пріоритетні смуги

Ось розбір деяких поширених пріоритетних смуг, з якими ви можете зіткнутися:

• Негайний пріоритет (Immediate Priority): Використовується для критичних оновлень, які потрібно обробити негайно, наприклад, оновлення, викликані прямим введенням користувача (наприклад, введення тексту в поле).
• Пріоритет, що блокує користувача (User-Blocking Priority): Використовується для оновлень, які блокують взаємодію користувача з інтерфейсом, якщо не оброблені негайно (наприклад, перехід по навігації).
• Нормальний пріоритет (Normal Priority): Використовується для загальних оновлень, які не мають негайних наслідків для користувача (наприклад, завершення завантаження даних).
• Низький пріоритет (Low Priority): Використовується для оновлень, які можна відкласти без значного впливу на користувацький досвід (наприклад, оновлення аналітики).
• Пріоритет поза екраном (Offscreen Priority): Використовується для оновлень контенту, який наразі не видимий користувачеві (наприклад, рендеринг контенту в прихованій вкладці).

Як React призначає пріоритети

React автоматично призначає пріоритети оновленням залежно від контексту, в якому вони відбуваються. Наприклад:

• Оновленням, викликаним обробниками подій (наприклад, `onClick`, `onChange`), зазвичай призначається високий пріоритет (Негайний або Той, що блокує користувача).
• Оновленням, викликаним викликами `setState` всередині компонента, часто призначається Нормальний пріоритет.
• Оновленням, викликаним хуками `useEffect`, може бути призначений нижчий пріоритет залежно від їхніх залежностей та природи ефекту.

Хоча React добре справляється з автоматичним призначенням пріоритетів, існують ситуації, коли ви можете захотіти вручну контролювати пріоритет оновлення.

Ручне керування пріоритетом рендерингу

Хоча React переважно автоматизує керування пріоритетами, певні ситуації можуть вимагати ручного втручання для оптимального контролю. Деякі API та техніки дозволяють розробникам впливати на пріоритети рендерингу.

Хуки `useDeferredValue` та `useTransition`

React 18 представив хуки `useDeferredValue` та `useTransition`, що пропонують потужні інструменти для керування пріоритетами рендерингу.

`useDeferredValue`

Хук `useDeferredValue` дозволяє відкласти рендеринг частини інтерфейсу. Це особливо корисно, коли у вас є обчислювально дорога операція, яку не потрібно оновлювати негайно.

Приклад:

            
import { useState, useDeferredValue } from 'react';

function SearchResults({ query }) {
  // Expensive operation to filter and display search results
  const results = performExpensiveSearch(query);
  return (
    

      {results.map(result => (
        
{result.name}
      ))}
    
  );
}

function SearchBar() {
  const [query, setQuery] = useState('');
  const deferredQuery = useDeferredValue(query);

  return (
    

       setQuery(e.target.value)} />
      
    
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

У цьому прикладі `useDeferredValue` затримує оновлення компонента `SearchResults` доти, доки React не завершить обробку оновлень з вищим пріоритетом. Це запобігає блокуванню введення користувача в рядку пошуку через оновлення результатів.

`useTransition`

Хук `useTransition` дозволяє позначати оновлення як переходи (transitions). Переходи — це оновлення, які є менш терміновими і можуть бути перервані без порушення користувацького досвіду.

Приклад:

            
import { useState, useTransition } from 'react';

function App() {
  const [isPending, startTransition] = useTransition();
  const [data, setData] = useState(null);

  const handleClick = () => {
    startTransition(() => {
      // Simulate a slow data fetch
      setTimeout(() => {
        setData({ message: 'Data loaded!' });
      }, 1000);
    });
  };

  return (
    

      
        Load Data
      
      {isPending && 
Loading...
}
      {data && 
{data.message}
}
    
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

У цьому прикладі функція `startTransition` позначає процес завантаження даних як перехід. Це дозволяє React пріоритезувати інші оновлення, такі як взаємодія з інтерфейсом, поки дані завантажуються. Прапорець `isPending` можна використовувати для відображення індикатора завантаження.

`unstable_batchedUpdates`

API `unstable_batchedUpdates` (зверніть увагу на префікс `unstable_`, що вказує на можливі зміни в майбутніх версіях) дозволяє групувати кілька оновлень стану в одне оновлення. Це може покращити продуктивність, зменшивши кількість повторних рендерингів дерева компонентів. Зазвичай використовується поза звичайним циклом рендерингу React.

Приклад:

            
import { unstable_batchedUpdates } from 'react-dom';

function updateMultipleStates(setState1, setState2, value1, value2) {
  unstable_batchedUpdates(() => {
    setState1(value1);
    setState2(value2);
  });
}

            

              
                Copy
              
            
          

Групуючи кілька оновлень стану в `unstable_batchedUpdates`, React може ефективно обробити їх як єдину одиницю роботи, що призводить до оптимізованого рендерингу та покращеної реактивності додатка.

Практичні приклади та сценарії використання

Ось кілька практичних прикладів того, як керування пріоритетними смугами може бути використане для покращення продуктивності додатків на React:

• Автозаповнення/Підказки при введенні (Typeahead/Autocomplete): У компоненті автозаповнення результати пошуку повинні швидко оновлюватися у відповідь на введення користувача. Призначивши високий пріоритет оновленню пошуку, ви можете гарантувати, що результати відображатимуться негайно, забезпечуючи плавний та чутливий користувацький досвід.
• Анімовані переходи: При анімації переходів між різними станами можна використовувати `useTransition`, щоб позначити оновлення переходу як менш термінові. Це дозволяє React пріоритезувати інші оновлення, такі як взаємодія з користувачем, під час виконання анімації.
• Завантаження даних: При завантаженні даних з API можна використовувати `useTransition`, щоб позначити процес завантаження даних як перехід. Це запобігає блокуванню інтерфейсу завантаженням даних і дозволяє користувачеві продовжувати взаємодію з додатком, поки дані завантажуються.
• Довгі списки або таблиці: Рендеринг дуже великих списків або таблиць може бути інтенсивним з точки зору продуктивності. Використовуючи такі техніки, як віртуалізація (windowing/virtualization) та пріоритезуючи рендеринг видимих елементів, ви можете забезпечити плавне прокручування для користувача. React-window є популярною бібліотекою для цієї мети.

Найкращі практики керування пріоритетними смугами

Ось кілька найкращих практик, які варто пам'ятати при роботі з пріоритетними смугами:

• Профілюйте свій додаток: Використовуйте React DevTools для виявлення вузьких місць продуктивності та розуміння того, як пріоритезуються оновлення. Це допоможе вам визначити ділянки, де можна оптимізувати код і покращити користувацький досвід.
• Уникайте зайвих повторних рендерингів: Мінімізуйте кількість повторних рендерингів компонентів, використовуючи техніки мемоізації (наприклад, `React.memo`, `useMemo`, `useCallback`) та ретельно керуючи залежностями.
• Розбивайте великі оновлення: Якщо у вас є велике оновлення, що викликає проблеми з продуктивністю, спробуйте розбити його на менші, більш керовані оновлення. Це дозволить React пріоритезувати інші оновлення та запобігти блокуванню інтерфейсу.
• Використовуйте правильний інструмент для роботи: Вибирайте відповідний API (`useDeferredValue`, `useTransition`, `unstable_batchedUpdates`) залежно від конкретних вимог вашого додатка.
• Розумійте компроміси: Ручне керування пріоритетами рендерингу може бути складним і вимагає хорошого розуміння внутрішньої роботи React. Обов'язково ретельно зважуйте компроміси, перш ніж вносити будь-які зміни.

Вплив на глобальних користувачів

Ефективний рендеринг, особливо з керуванням пріоритетними смугами, безпосередньо впливає на глобальних користувачів кількома способами:

• Користувачі з повільнішим інтернет-з'єднанням: Оптимізація рендерингу гарантує, що навіть при повільному з'єднанні додаток залишається чутливим. Зменшення обсягу переданих даних і пріоритезація основних елементів, таких як взаємодія з користувачем, покращує досвід при обмеженій пропускній здатності. Наприклад, відображення заповнювача зображення з низькою роздільною здатністю, поки завантажується зображення з високою, може значно покращити сприйняту продуктивність.
• Користувачі з менш потужними пристроями: Пристрої нижчого класу значно виграють від оптимізації рендерингу. Зменшення навантаження на процесор і пам'ять завдяки ефективним практикам рендерингу дозволяє цим пристроям плавно запускати додатки, запобігаючи затримкам і зависанням. Розділення коду, ліниве завантаження компонентів та оптимізація зображень можуть суттєво змінити ситуацію для користувачів на старому або менш потужному обладнанні.
• Інтернаціоналізація (i18n): При роботі з різними мовами ефективний рендеринг локалізованого контенту стає вирішальним. Використання таких технік, як розділення коду для різних локалей або рендеринг лише необхідного тексту на основі обраної користувачем мови, може оптимізувати процес рендерингу та покращити чутливість додатка в різних регіонах.
• Доступність (Accessibility): Пріоритезація функцій доступності покращує користувацький досвід для людей з обмеженими можливостями. Забезпечення ефективного доступу до контенту для скрін-рідерів та інших допоміжних технологій, а також збереження чутливості додатка при їх використанні може значно покращити доступність.

Приклад для глобального додатка: Припустимо, ми створюємо веб-сайт електронної комерції, який обслуговує користувачів по всьому світу. Зображення продуктів можуть бути дуже великими. Використання `useDeferredValue` для завантаження спочатку зображень з низькою роздільною здатністю, а потім з високою, значно покращить користувацький досвід у регіонах з повільним інтернет-з'єднанням. Аналогічно, пріоритезація взаємодії користувача на сторінці продукту гарантує, що користувачі зможуть взаємодіяти з такими елементами, як «Додати в кошик» або «Переглянути деталі», навіть коли сторінка завантажує важкий контент.

Висновок

Керування пріоритетними смугами в React Fiber є потужним інструментом для оптимізації продуктивності додатків на React. Розуміючи, як працюють пріоритетні смуги та як вручну контролювати пріоритети рендерингу, ви можете створювати додатки, які є більш чутливими, плавними та надають кращий користувацький досвід для користувачів по всьому світу. Хоча оволодіння цим вимагає часу та зусиль, переваги в продуктивності варті інвестицій.

Використовуйте потужність керування пріоритетними смугами, профілюйте свій додаток і постійно прагніть до оптимізованого рендерингу. Ваші користувачі по всьому світу будуть вам за це вдячні!