Переривання циклу роботи React Fiber: освоєння пріоритетного рендерингу

React Fiber — це повне переписування алгоритму узгодження React. Він був представлений для вирішення проблем з продуктивністю в попередніх версіях React, особливо при роботі зі складними користувацькими інтерфейсами та великими деревами компонентів. Однією з ключових інновацій React Fiber є його здатність переривати процес рендерингу та пріоритезувати завдання на основі їхньої важливості. Це дозволяє React підтримувати чутливість і забезпечувати більш плавний користувацький досвід, навіть під час виконання обчислювально інтенсивних операцій.

Розуміння традиційного узгодження в React

До появи Fiber процес узгодження в React був синхронним. Це означало, що як тільки React починав рендеринг дерева компонентів, він мав завершити весь процес, перш ніж браузер міг би відповісти на введення користувача або виконати інші завдання. Це могло призводити до ситуацій, коли інтерфейс користувача ставав нечутливим, особливо при роботі з великими та складними додатками. Уявіть, що користувач вводить текст у поле введення, поки React оновлює великий список — досвід набору тексту міг стати млявим і розчаровуючим.

Ця синхронна природа створювала вузьке місце. Стек викликів зростав з кожним компонентом, що потребував оновлення, блокуючи основний потік до завершення оновлення. Ця проблема ставала все гострішою зі зростанням складності веб-додатків та підвищенням очікувань користувачів щодо чутливості.

Представляємо React Fiber: новий підхід до узгодження

React Fiber вирішує обмеження синхронного процесу узгодження, розбиваючи процес рендерингу на менші, асинхронні одиниці роботи. Ці одиниці роботи називаються «файберами» (fibers). Кожен файбер представляє екземпляр компонента, і React може призупиняти, відновлювати або скасовувати роботу над файбером залежно від його пріоритету. Ця здатність переривати процес рендерингу і дозволяє React Fiber досягти пріоритетного рендерингу.

Ключові концепції React Fiber

• Файбери: Представляють одиниці роботи, які потрібно виконати, аналогічно до компонентів у структурі дерева. Кожен файбер містить інформацію про стан компонента, його властивості (props) та зв'язки з іншими компонентами.
• Цикл роботи: Ядро React Fiber, відповідальне за обробку файберів та оновлення DOM.
• Планувальники: Керують пріоритезацією та виконанням роботи.
• Рівні пріоритету: Використовуються для категоризації завдань за їхньою важливістю (наприклад, події введення користувача мають вищий пріоритет, ніж фонові оновлення).

Цикл роботи React Fiber

Цикл роботи React Fiber — це серце нового алгоритму узгодження. Він відповідає за обхід дерева компонентів, обробку файберів та оновлення DOM. Цикл роботи працює в безперервному режимі, постійно перевіряючи наявність завдань для виконання. Ключовим моментом є те, що цикл роботи може бути перерваний у будь-який момент, якщо з'явиться завдання з вищим пріоритетом. Це досягається за допомогою планувальника.

Фази циклу роботи

Цикл роботи складається з двох основних фаз:

1. Фаза рендерингу: Ця фаза визначає, які зміни потрібно внести в DOM. React обходить дерево компонентів, порівнює поточний стан з новим і визначає компоненти, які потребують оновлення. Ця фаза є «чистою» і може бути призупинена, скасована або перезапущена без побічних ефектів. Вона створює «список ефектів» (effect list) — зв'язаний список усіх мутацій, які потрібно застосувати до DOM.
2. Фаза коміту: Ця фаза застосовує зміни до DOM. Ця фаза є синхронною і не може бути перервана. Це критично важливо для забезпечення узгодженості інтерфейсу користувача.

Як працює переривання

Планувальник відіграє вирішальну роль в управлінні перериваннями. Він призначає рівень пріоритету кожному завданню, такому як введення користувача, мережеві запити або фонові оновлення. Цикл роботи постійно перевіряє планувальник, щоб побачити, чи є завдання з вищим пріоритетом, які очікують на виконання. Якщо знайдено завдання з вищим пріоритетом, цикл роботи призупиняє поточне завдання, передає керування браузеру і дозволяє виконати завдання з вищим пріоритетом. Після завершення завдання з вищим пріоритетом цикл роботи може відновити попереднє завдання з того місця, де воно зупинилося.

Уявіть це так: ви працюєте над великою електронною таблицею (фаза рендерингу), коли вам телефонує начальник (завдання з вищим пріоритетом). Ви негайно припиняєте роботу над таблицею, щоб відповісти на дзвінок. Після завершення розмови ви повертаєтеся до таблиці і продовжуєте працювати з того місця, де зупинилися.

Пріоритетний рендеринг

Пріоритетний рендеринг — це ключова перевага можливостей переривання в React Fiber. Він дозволяє React пріоритезувати завдання на основі їхньої важливості, забезпечуючи, що найважливіші завдання виконуються першими. Це призводить до більш чутливого та плавного користувацького досвіду.

Типи пріоритетів

React визначає кілька рівнів пріоритету, кожен з різним рівнем важливості:

• Негайний пріоритет: Використовується для завдань, які потрібно виконати негайно, наприклад, події введення користувача.
• Пріоритет, що блокує користувача: Використовується для завдань, які блокують інтерфейс користувача, наприклад, анімації та переходи.
• Нормальний пріоритет: Використовується для більшості оновлень.
• Низький пріоритет: Використовується для завдань, що не є критичними за часом, наприклад, фонові оновлення та аналітика.
• Пріоритет простою: Використовується для завдань, які можна виконувати, коли браузер неактивний, наприклад, попереднє завантаження даних.

Приклад пріоритетного рендерингу в дії

Уявіть сценарій, коли користувач вводить текст у поле введення, поки React оновлює великий список даних. Без React Fiber досвід набору тексту міг би стати млявим і розчаровуючим, оскільки React був би зайнятий оновленням списку. Однак з React Fiber, React може пріоритезувати подію введення користувача над оновленням списку. Це означає, що React призупинить оновлення списку, обробить введення користувача, а потім відновить оновлення списку. Це забезпечує, що досвід набору тексту залишається плавним та чутливим.

Інший приклад: розглянемо стрічку соціальної мережі. Оновлення відображення нових коментарів повинно мати пріоритет над завантаженням старішого, менш релевантного контенту. Fiber дозволяє таку пріоритезацію, гарантуючи, що користувачі бачать найсвіжішу активність першою.

Практичні наслідки для розробників

Розуміння пріоритетного рендерингу в React Fiber має кілька практичних наслідків для розробників:

• Оптимізуйте критичні шляхи: Визначте найважливіші взаємодії користувача та переконайтеся, що вони обробляються з найвищим пріоритетом.
• Відкладайте некритичні завдання: Відкладайте некритичні завдання, такі як фонові оновлення та аналітика, на нижчі рівні пріоритету.
• Використовуйте хук `useDeferredValue`: Представлений у React 18, цей хук дозволяє відкладати оновлення менш критичних частин інтерфейсу. Це надзвичайно цінно для покращення сприйманої продуктивності.
• Використовуйте хук `useTransition`: Цей хук дозволяє позначати оновлення як переходи, що повідомляє React, що потрібно зберігати чутливість інтерфейсу під час обробки оновлення.
• Уникайте довготривалих завдань: Розбивайте довготривалі завдання на менші, більш керовані частини, щоб уникнути блокування основного потоку.

Переваги React Fiber та пріоритетного рендерингу

React Fiber та пріоритетний рендеринг пропонують кілька значних переваг:

• Покращена чутливість: React може підтримувати чутливість навіть під час виконання обчислювально інтенсивних операцій.
• Плавніший користувацький досвід: Користувачі відчувають більш плавний та текучий інтерфейс, навіть при взаємодії зі складними додатками.
• Краща продуктивність: React може оптимізувати процес рендерингу та уникати непотрібних оновлень.
• Покращене сприйняття користувачем: Пріоритезуючи видимі оновлення та відкладаючи менш важливі завдання, React покращує сприйману продуктивність додатку.

Виклики та міркування

Хоча React Fiber пропонує значні переваги, є також деякі виклики та міркування, які слід враховувати:

• Підвищена складність: Розуміння архітектури та циклу роботи React Fiber може бути складним.
• Налагодження: Налагодження асинхронного рендерингу може бути складнішим, ніж налагодження синхронного рендерингу.
• Сумісність: Хоча React Fiber зворотно сумісний з більшістю існуючого коду React, деякі старіші компоненти можуть потребувати оновлення. Ретельне тестування завжди необхідне під час оновлень.
• Потенціал для «голодування»: Можливо створити сценарій, коли завдання з низьким пріоритетом ніколи не виконуються, якщо завжди є завдання з вищим пріоритетом. Правильна пріоритезація є вирішальною для уникнення цього.

Приклади з усього світу

Розгляньте ці глобальні приклади, що демонструють переваги React Fiber:

• Платформа електронної комерції (глобальна): Сайт електронної комерції з тисячами товарів може використовувати React Fiber для пріоритезації відображення деталей товару та взаємодій користувача (додавання в кошик, фільтрація результатів) над менш критичними завданнями, такими як оновлення рекомендацій товарів. Це забезпечує швидкий та чутливий досвід покупок, незалежно від місцезнаходження користувача чи швидкості інтернету.
• Фінансова торгова платформа (Лондон, Нью-Йорк, Токіо): Торгова платформа в реальному часі, що відображає ринкові дані, які швидко змінюються, повинна пріоритезувати оновлення поточних цін та книги замовлень над відображенням історичних графіків або новинних стрічок. React Fiber дозволяє таку пріоритезацію, гарантуючи, що трейдери мають доступ до найкритичнішої інформації з мінімальною затримкою.
• Освітня платформа (Індія, Бразилія, США): Онлайн-платформа для навчання з інтерактивними вправами та відеолекціями може використовувати React Fiber для пріоритезації введення користувача під час вправ та потокового відтворення відео над менш критичними завданнями, такими як оновлення індикатора прогресу курсу. Це забезпечує плавний та захоплюючий досвід навчання для студентів у регіонах з різною якістю інтернет-з'єднання.
• Додаток соціальної мережі (у всьому світі): Платформа соціальної мережі повинна пріоритезувати відображення нових дописів та сповіщень над завантаженням старішого контенту або виконанням фонової синхронізації даних. React Fiber дозволяє пріоритезувати відображення «що нового» для користувача порівняно з повільним оновленням таких речей, як «запропоновані друзі», які не є негайно потрібними.

Найкращі практики для оптимізації додатків React з Fiber

• Профілювання вашого додатку: Використовуйте React DevTools для виявлення вузьких місць у продуктивності та областей, де React витрачає найбільше часу на рендеринг. Це допоможе вам визначити компоненти, які можуть спричиняти уповільнення.
• Техніки мемоізації: Використовуйте `React.memo`, `useMemo` та `useCallback` для запобігання непотрібним повторним рендерингам компонентів. Ці техніки дозволяють кешувати результати дорогих обчислень або порівнянь і повторно рендерити лише тоді, коли вхідні дані змінилися.
• Розділення коду: Розбийте ваш додаток на менші частини, які можна завантажувати за вимогою. Це зменшує початковий час завантаження та покращує сприйману продуктивність вашого додатку. Використовуйте `React.lazy` та `Suspense` для реалізації розділення коду.
• Віртуалізація для великих списків: Якщо ви рендерите великі списки даних, використовуйте техніки віртуалізації, щоб рендерити лише ті елементи, які наразі видно на екрані. Бібліотеки, такі як `react-window` та `react-virtualized`, можуть допомогти вам ефективно реалізувати віртуалізацію.
• Debouncing та Throttling: Впроваджуйте debouncing та throttling для обмеження частоти оновлень, викликаних введенням користувача або іншими подіями. Це може запобігти надмірним повторним рендерингам та покращити продуктивність.
• Оптимізація зображень та ресурсів: Стискайте зображення та інші ресурси, щоб зменшити їхній розмір файлу та покращити час завантаження. Використовуйте адаптивні зображення, щоб подавати зображення різного розміру залежно від розміру екрана користувача.
• Регулярно моніторте продуктивність: Постійно відстежуйте продуктивність вашого додатку та виявляйте будь-які нові вузькі місця, що можуть виникнути. Використовуйте інструменти моніторингу продуктивності, такі як Google PageSpeed Insights та WebPageTest, для відстеження ключових метрик та визначення областей для покращення.

Висновок

Переривання циклу роботи React Fiber та пріоритетний рендеринг — це потужні інструменти для створення високопродуктивних, чутливих додатків на React. Розуміючи, як працює React Fiber, та застосовуючи найкращі практики, розробники можуть створювати користувацький досвід, який є плавним, текучим та захоплюючим, навіть при роботі зі складними інтерфейсами та великими наборами даних. Оскільки React продовжує розвиватися, архітектурні вдосконалення Fiber залишатимуться наріжним каменем створення сучасних веб-додатків, що відповідають вимогам глобальної аудиторії.

Засвоєння концепцій та технік, викладених у цьому посібнику, дозволить вам використовувати весь потенціал React Fiber та надавати винятковий користувацький досвід на різноманітних платформах та пристроях, покращуючи задоволеність користувачів та сприяючи успіху бізнесу. Пам'ятайте про необхідність постійно навчатися та адаптуватися до мінливого ландшафту розробки на React, щоб залишатися на передовій та створювати справді видатні веб-додатки.