Пакетні оновлення в React: Оптимізація змін стану для підвищення продуктивності

Продуктивність React є ключовою для створення плавних та чутливих користувацьких інтерфейсів. Один з основних механізмів, який React використовує для оптимізації продуктивності, — це пакетні оновлення. Ця техніка групує кілька оновлень стану в один цикл перерендеру, значно зменшуючи кількість непотрібних перерендерів і покращуючи загальну чутливість додатку. Ця стаття детально розглядає особливості пакетних оновлень у React, пояснюючи, як вони працюють, їхні переваги, обмеження та як ефективно їх використовувати для створення високопродуктивних React-додатків.

Розуміння процесу рендерингу в React

Перш ніж заглиблюватися в пакетні оновлення, важливо зрозуміти процес рендерингу в React. Щоразу, коли стан компонента змінюється, React повинен перерендерити цей компонент та його дочірні елементи, щоб відобразити новий стан у користувацькому інтерфейсі. Цей процес включає наступні кроки:

1. Оновлення стану: Стан компонента оновлюється за допомогою методу setState (або хука, наприклад, useState).
2. Узгодження (Reconciliation): React порівнює новий віртуальний DOM з попереднім, щоб виявити відмінності ("diff").
3. Застосування (Commit): React оновлює реальний DOM на основі виявлених відмінностей. Саме на цьому етапі зміни стають видимими для користувача.

Перерендер може бути обчислювально затратною операцією, особливо для складних компонентів з глибокими деревами. Часті перерендери можуть призвести до вузьких місць у продуктивності та повільної роботи користувацького інтерфейсу.

Що таке пакетні оновлення?

Пакетні оновлення — це техніка оптимізації продуктивності, за допомогою якої React групує кілька оновлень стану в один цикл перерендеру. Замість того, щоб перерендерити компонент після кожної окремої зміни стану, React чекає, поки всі оновлення стану в межах певного контексту будуть завершені, а потім виконує єдиний перерендер. Це значно зменшує кількість оновлень DOM, що призводить до покращення продуктивності.

Як працюють пакетні оновлення

React автоматично групує оновлення стану, що відбуваються в його контрольованому середовищі, наприклад:

• Обробники подій: Оновлення стану в обробниках подій, таких як onClick, onChange та onSubmit, групуються.
• Методи життєвого циклу React (класові компоненти): Оновлення стану в методах життєвого циклу, таких як componentDidMount та componentDidUpdate, також групуються.
• Хуки React: Оновлення стану, виконані за допомогою useState або кастомних хуків, що викликаються обробниками подій, групуються.

Коли в цих контекстах відбувається кілька оновлень стану, React ставить їх у чергу, а потім виконує єдину фазу узгодження та застосування після завершення роботи обробника подій або методу життєвого циклу.

Приклад:

import React, { useState } from 'react';

function Counter() {
  const [count, setCount] = useState(0);

  const handleClick = () => {
    setCount(count + 1);
    setCount(count + 1);
    setCount(count + 1);
  };

  return (
    

      
Count: {count}
      Increment
    
  );
}

export default Counter;

У цьому прикладі натискання кнопки "Increment" викликає функцію handleClick, яка тричі викликає setCount. React згрупує ці три оновлення стану в одне єдине оновлення. В результаті компонент перерендериться лише один раз, і значення count збільшиться на 3, а не на 1 для кожного виклику setCount. Якби React не групував оновлення, компонент перерендерився б тричі, що є менш ефективним.

Переваги пакетних оновлень

Основною перевагою пакетних оновлень є покращення продуктивності за рахунок зменшення кількості перерендерів. Це призводить до:

• Швидші оновлення UI: Зменшення кількості перерендерів призводить до швидших оновлень користувацького інтерфейсу, роблячи додаток більш чутливим.
• Зменшення маніпуляцій з DOM: Рідші оновлення DOM означають менше роботи для браузера, що призводить до кращої продуктивності та меншого споживання ресурсів.
• Покращення загальної продуктивності додатку: Пакетні оновлення сприяють плавнішій та ефективнішій роботі користувача, особливо у складних додатках з частими змінами стану.

Коли пакетні оновлення не застосовуються

Хоча React автоматично групує оновлення в багатьох сценаріях, існують ситуації, коли групування не відбувається:

• Асинхронні операції (поза контролем React): Оновлення стану, що виконуються всередині асинхронних операцій, таких як setTimeout, setInterval або проміси, зазвичай не групуються автоматично. Це відбувається тому, що React не контролює контекст виконання цих операцій.
• Нативні обробники подій: Якщо ви використовуєте нативні слухачі подій (наприклад, безпосередньо прикріплюючи слухачів до елементів DOM за допомогою addEventListener), оновлення стану в цих обробниках не групуються.

Приклад (асинхронна операція):

import React, { useState } from 'react';

function DelayedCounter() {
  const [count, setCount] = useState(0);

  const handleClick = () => {
    setTimeout(() => {
      setCount(count + 1);
      setCount(count + 1);
      setCount(count + 1);
    }, 0);
  };

  return (
    

      
Count: {count}
      Increment
    
  );
}

export default DelayedCounter;

У цьому прикладі, хоча setCount викликається тричі поспіль, вони знаходяться всередині колбеку setTimeout. В результаті React *не* згрупує ці оновлення, і компонент перерендериться тричі, збільшуючи лічильник на 1 під час кожного перерендеру. Розуміння цієї поведінки є вирішальним для правильної оптимізації ваших компонентів.

Примусове групування оновлень за допомогою `unstable_batchedUpdates`

У сценаріях, де React не групує оновлення автоматично, ви можете використовувати unstable_batchedUpdates з react-dom для примусового групування. Ця функція дозволяє обернути кілька оновлень стану в один пакет, гарантуючи, що вони будуть оброблені разом в одному циклі перерендеру.

Примітка: API unstable_batchedUpdates вважається нестабільним і може змінитися в майбутніх версіях React. Використовуйте його з обережністю і будьте готові за потреби коригувати свій код. Однак він залишається корисним інструментом для явного контролю над поведінкою групування.

Приклад (використання `unstable_batchedUpdates`):

import React, { useState } from 'react';
import { unstable_batchedUpdates } from 'react-dom';

function DelayedCounter() {
  const [count, setCount] = useState(0);

  const handleClick = () => {
    setTimeout(() => {
      unstable_batchedUpdates(() => {
        setCount(count + 1);
        setCount(count + 1);
        setCount(count + 1);
      });
    }, 0);
  };

  return (
    

      
Count: {count}
      Increment
    
  );
}

export default DelayedCounter;

У цьому зміненому прикладі unstable_batchedUpdates використовується для обгортання трьох викликів setCount всередині колбеку setTimeout. Це змушує React групувати ці оновлення, що призводить до єдиного перерендеру та збільшення лічильника на 3.

React 18 та автоматичне групування

У React 18 було введено автоматичне групування для більшої кількості сценаріїв. Це означає, що React автоматично групуватиме оновлення стану, навіть якщо вони відбуваються всередині тайм-аутів, промісів, нативних обробників подій або будь-яких інших подій. Це значно спрощує оптимізацію продуктивності та зменшує потребу у ручному використанні unstable_batchedUpdates.

Приклад (автоматичне групування в React 18):

import React, { useState } from 'react';

function DelayedCounter() {
  const [count, setCount] = useState(0);

  const handleClick = () => {
    setTimeout(() => {
      setCount(count + 1);
      setCount(count + 1);
      setCount(count + 1);
    }, 0);
  };

  return (
    

      
Count: {count}
      Increment
    
  );
}

export default DelayedCounter;

У React 18 наведений вище приклад автоматично згрупує виклики setCount, незважаючи на те, що вони знаходяться всередині setTimeout. Це значне покращення можливостей оптимізації продуктивності React.

Найкращі практики використання пакетних оновлень

Щоб ефективно використовувати пакетні оновлення та оптимізувати ваші React-додатки, дотримуйтесь наступних найкращих практик:

• Групуйте пов'язані оновлення стану: Завжди, коли це можливо, групуйте пов'язані оновлення стану в межах одного обробника подій або методу життєвого циклу, щоб максимізувати переваги групування.
• Уникайте непотрібних оновлень стану: Мінімізуйте кількість оновлень стану, ретельно проєктуючи стан вашого компонента та уникаючи непотрібних оновлень, які не впливають на користувацький інтерфейс. Розгляньте можливість використання технік, таких як мемоізація (наприклад, React.memo), щоб запобігти перерендерам компонентів, пропси яких не змінилися.
• Використовуйте функціональні оновлення: При оновленні стану на основі попереднього стану використовуйте функціональні оновлення. Це гарантує, що ви працюєте з правильним значенням стану, навіть коли оновлення згруповані. Функціональні оновлення передають функцію в setState (або сеттер useState), яка отримує попередній стан як аргумент.
• Будьте уважні до асинхронних операцій: У старих версіях React (до 18) пам'ятайте, що оновлення стану в асинхронних операціях не групуються автоматично. За потреби використовуйте unstable_batchedUpdates для примусового групування. Однак для нових проєктів настійно рекомендується оновитися до React 18, щоб скористатися перевагами автоматичного групування.
• Оптимізуйте обробники подій: Оптимізуйте код у ваших обробниках подій, щоб уникнути непотрібних обчислень або маніпуляцій з DOM, які можуть сповільнити процес рендерингу.
• Профілюйте ваш додаток: Використовуйте інструменти профілювання React для виявлення вузьких місць у продуктивності та областей, де пакетні оновлення можна додатково оптимізувати. Вкладка Performance у React DevTools допоможе вам візуалізувати перерендери та знайти можливості для покращення.

Приклад (функціональні оновлення):

import React, { useState } from 'react';

function Counter() {
  const [count, setCount] = useState(0);

  const handleClick = () => {
    setCount(prevCount => prevCount + 1);
    setCount(prevCount => prevCount + 1);
    setCount(prevCount => prevCount + 1);
  };

  return (
    

      
Count: {count}
      Increment
    
  );
}

export default Counter;

У цьому прикладі використовуються функціональні оновлення для збільшення count на основі попереднього значення. Це гарантує, що count буде збільшено правильно, навіть коли оновлення згруповані.

Висновок

Пакетні оновлення в React — це потужний механізм для оптимізації продуктивності шляхом зменшення непотрібних перерендерів. Розуміння того, як працюють пакетні оновлення, їхні обмеження та як їх ефективно використовувати, є вирішальним для створення високопродуктивних React-додатків. Дотримуючись найкращих практик, викладених у цій статті, ви можете значно покращити чутливість та загальний досвід користувача у ваших React-додатках. З появою автоматичного групування в React 18 оптимізація змін стану стає ще простішою та ефективнішою, дозволяючи розробникам зосередитися на створенні дивовижних користувацьких інтерфейсів.