Reactning maxfiy quroli: Reconciliation algoritmi va Virtual DOM diffingiga chuqur sho'ng'ish

` quyidagicha ifodalanishi mumkin:

{ type: 'div', props: { className: 'container', children: 'Hello World' } }

Bular shunchaki JavaScript ob'ektlari bo'lgani uchun ularni yaratish va ular bilan ishlash nihoyatda tez. Bu brauzer API'lari bilan hech qanday o'zaro ta'sirni o'z ichiga olmaydi, shuning uchun reflow yoki repaintlar sodir bo'lmaydi.

Virtual DOM qanday ishlaydi?

VDOM UI rivojlantirishda deklarativ yondashuvni ta'minlaydi. Brauzerga DOMni qanday qilib bosqichma-bosqich o'zgartirishni aytish o'rniga (imperativ), siz shunchaki ma'lum bir holat uchun UI qanday ko'rinishda bo'lishi kerakligini e'lon qilasiz (deklarativ). Qolganini React o'zi bajaradi.

Jarayon quyidagicha ko'rinadi:

1. Dastlabki render: Ilovangiz birinchi marta yuklanganda, React sizning UI'ingiz uchun to'liq Virtual DOM daraxtini yaratadi va undan dastlabki haqiqiy DOMni yaratish uchun foydalanadi.
2. Holat yangilanishi: Ilovaning holati o'zgarganda (masalan, foydalanuvchi tugmani bosganda), React yangi holatni aks ettiruvchi yangi Virtual DOM daraxtini yaratadi.
3. Taqqoslashtirish (Diffing): Endi React xotirasida ikkita Virtual DOM daraxti mavjud: eskisi (holat o'zgarishidan oldin) va yangisi. Keyin u ushbu ikki daraxtni solishtirish va aniq farqlarni aniqlash uchun o'zining "diffing" algoritmini ishga tushiradi.
4. To'plamlash va yangilash: React haqiqiy DOMni yangi Virtual DOMga moslashtirish uchun zarur bo'lgan eng samarali va minimal operatsiyalar to'plamini hisoblab chiqadi. Bu operatsiyalar birgalikda to'planadi va haqiqiy DOMga bitta, optimallashtirilgan ketma-ketlikda qo'llaniladi.

Yangilanishlarni to'plamlash orqali React sekin ishlaydigan DOM bilan to'g'ridan-to'g'ri o'zaro ta'sirni minimallashtiradi va ishlash samaradorligini sezilarli darajada oshiradi. Ushbu samaradorlikning asosiy negizi rasman Reconciliation algoritmi deb nomlanuvchi "diffing" bosqichida yotadi.

Reactning yuragi: Reconciliation algoritmi

Reconciliation - bu React orqali DOMni eng so'nggi komponent daraxtiga moslashtirish uchun yangilash jarayonidir. Ushbu taqqoslashni amalga oshiradigan algoritm biz "diffing algoritmi" deb ataydigan narsadir.

Nazariy jihatdan, bir daraxtni ikkinchisiga aylantirish uchun minimal transformatsiyalar sonini topish juda murakkab muammo bo'lib, algoritmning murakkabligi O(n³) tartibida bo'ladi, bu yerda n - daraxtdagi tugunlar soni. Bu real dunyo ilovalari uchun juda sekin bo'lar edi. Buni hal qilish uchun React jamoasi veb-ilovalar odatda qanday ishlashi haqida ajoyib kuzatuvlar qildi va ancha tezroq ishlaydigan evristik algoritmni amalga oshirdi — u O(n) vaqtda ishlaydi.

Evristikalar: Diffingni tez va bashorat qilinadigan qilish

Reactning diffing algoritmi ikkita asosiy taxmin yoki evristikaga asoslanadi:

Evristika 1: Har xil element turlari har xil daraxtlarni hosil qiladi

Bu birinchi va eng oddiy qoida. Ikkita VDOM tugunini solishtirganda, React birinchi navbatda ularning turiga qaraydi. Agar ildiz elementlarining turi har xil bo'lsa, React dasturchi birini ikkinchisiga aylantirishga harakat qilmoqchi emas deb hisoblaydi. Buning o'rniga, u keskinroq, lekin bashorat qilinadigan yondashuvni qo'llaydi:

• U butun eski daraxtni buzadi, barcha eski komponentlarni o'chiradi va ularning holatini yo'q qiladi.
• U yangi element turiga asoslanib, noldan butunlay yangi daraxt quradi.

Masalan, ushbu o'zgarishni ko'rib chiqing:

Oldin: <div><Counter /></div>
Keyin: <span><Counter /></span>

Garchi ichki `Counter` komponenti bir xil bo'lsa-da, React ildiz `div`dan `span`ga o'zgarganini ko'radi. U eski `div`ni va uning ichidagi `Counter` nusxasini butunlay o'chiradi (uning holatini yo'qotadi) va keyin yangi `span` va `Counter`ning butunlay yangi nusxasini o'rnatadi.

Asosiy xulosa: Agar komponent ostida joylashgan daraxtning holatini saqlab qolishni yoki to'liq qayta render qilinishini oldini olishni istasangiz, uning ildiz elementi turini o'zgartirishdan saqlaning.

Evristika 2: Dasturchilar `key` prop'i yordamida barqaror elementlarga ishora qilishlari mumkin

Bu, ehtimol, dasturchilar tushunishi va to'g'ri qo'llashi uchun eng muhim evristikadir. React bola elementlar ro'yxatini solishtirganda, uning standart xatti-harakati ikkala ro'yxatni bir vaqtning o'zida aylanib chiqish va farq bo'lgan joyda mutatsiya yaratishdir.

Indeksga asoslangan diffing muammosi

Aytaylik, bizda elementlar ro'yxati bor va biz keylardan foydalanmasdan ro'yxatning boshiga yangi element qo'shamiz.

Dastlabki ro'yxat:

• Element B
• Element C

Yangilangan ro'yxat (boshiga 'Element A' ni qo'shish):

• Element A
• Element B
• Element C

Keylarsiz, React oddiy, indeksga asoslangan taqqoslashni amalga oshiradi:

1. U 0-indeksdagi eski elementni ('Element B') 0-indeksdagi yangi element bilan ('Element A') solishtiradi. Ular har xil, shuning uchun u birinchi elementni o'zgartiradi.
2. U 1-indeksdagi eski elementni ('Element C') 1-indeksdagi yangi element bilan ('Element B') solishtiradi. Ular har xil, shuning uchun u ikkinchi elementni o'zgartiradi.
3. U 2-indeksda yangi element ('Element C') borligini ko'radi va uni qo'shadi.

Bu juda samarasiz. React ikkita keraksiz mutatsiya va bitta qo'shishni amalga oshirdi, aslida esa faqat boshiga bitta qo'shish kerak edi. Agar bu ro'yxat elementlari o'z holatiga ega murakkab komponentlar bo'lsa, bu jiddiy ishlash muammolari va xatolarga olib kelishi mumkin, chunki holat komponentlar o'rtasida aralashib ketishi mumkin.

`key` prop'ining kuchi

`key` prop'i yechim taklif qiladi. Bu elementlar ro'yxatini yaratishda kiritishingiz kerak bo'lgan maxsus satrli atribut. Keylar Reactga har bir element uchun barqaror identifikator beradi.

Keling, o'sha misolni qayta ko'rib chiqamiz, lekin bu safar barqaror, noyob keylar bilan:

Dastlabki ro'yxat:

• Element B
• Element C

Yangilangan ro'yxat:

• Element A
• Element B
• Element C

Endi, Reactning diffing jarayoni ancha aqlliroq:

1. React yangi ro'yxatning bolalariga qaraydi va 'b' va 'c' keylariga ega elementlarni topadi.
2. U 'b' va 'c' keylariga ega elementlar eski ro'yxatda allaqachon mavjudligini biladi, shuning uchun ularni shunchaki ko'chiradi.
3. U avval mavjud bo'lmagan 'a' keyiga ega yangi element borligini ko'radi, shuning uchun uni yaratadi va qo'shadi.

Bu ancha samaraliroq. React faqat bitta qo'shishni amalga oshirish kerakligini to'g'ri aniqlaydi. 'b' va 'c' keylari bilan bog'liq komponentlar saqlanib qoladi va o'zlarining ichki holatini saqlab qoladi.

Keylar uchun muhim qoida: Keylar o'z qardoshlari orasida barqaror, bashorat qilinadigan va noyob bo'lishi kerak. Agar ro'yxat qayta tartiblanishi, filtrlanishi yoki o'rtasidan elementlar qo'shilishi/olib tashlanishi mumkin bo'lsa, massiv indeksini key sifatida ishlatish (`items.map((item, index) =>

...

)`) anti-pattern hisoblanadi, chunki u umuman key bo'lmagandagi kabi muammolarga olib keladi. Eng yaxshi keylar sizning ma'lumotlaringizdagi noyob identifikatorlardir, masalan, ma'lumotlar bazasi ID'si.

Evolyutsiya: Stack'dan Fiber arxitekturasigacha

Yuqorida tavsiflangan reconciliation algoritmi ko'p yillar davomida Reactning asosi bo'lib kelgan. Biroq, uning bitta katta cheklovi bor edi: u sinxron va bloklovchi edi. Bu asl amalga oshirish hozir Stack Reconciler deb ataladi.

Eski usul: Stack Reconciler

Stack Reconciler'da, holat yangilanishi qayta renderga sabab bo'lganda, React butun komponent daraxtini rekursiv ravishda aylanib chiqardi, o'zgarishlarni hisobladi va ularni DOMga qo'lladi - barchasi bitta, uzluksiz ketma-ketlikda. Kichik yangilanishlar uchun bu yaxshi edi. Ammo katta komponent daraxtlari uchun bu jarayon ancha vaqt talab qilishi mumkin edi (masalan, 16 ms dan ortiq), bu esa brauzerning asosiy ish oqimini blokladi. Bu UI javob bermaydigan holga kelishiga, kadrlarning tushib qolishiga, notekis animatsiyalarga va yomon foydalanuvchi tajribasiga olib kelardi.

React Fiber bilan tanishuv (React 16+)

Bu muammoni hal qilish uchun React jamoasi asosiy reconciliation algoritmini butunlay qayta yozish uchun ko'p yillik loyihani amalga oshirdi. Natija, React 16 da chiqarilgan bo'lib, React Fiber deb nomlanadi.

Fiber arxitekturasi boshidanoq bir vaqtda ishlashni (concurrency) ta'minlash uchun ishlab chiqilgan — bu Reactning bir vaqtning o'zida bir nechta vazifalar ustida ishlash va ular o'rtasida ustuvorlikka qarab almashinish qobiliyatidir.

"Fiber" bu ish birligini ifodalovchi oddiy JavaScript ob'ektidir. U komponent, uning kiritilishi (props) va uning natijasi (children) haqidagi ma'lumotlarni saqlaydi. To'xtatib bo'lmaydigan rekursiv aylanib chiqish o'rniga, React endi fiber tugunlarining bog'langan ro'yxatini birma-bir qayta ishlaydi.

Ushbu yangi arxitektura bir nechta asosiy imkoniyatlarni ochib berdi:

• Bosqichma-bosqich renderlash: U render ishini kichik qismlarga bo'lishi va uni bir nechta kadrlarga yoyishi mumkin.
• Ustuvorlik berish: U har xil turdagi yangilanishlarga har xil ustuvorlik darajalarini belgilashi mumkin. Masalan, kiritish maydoniga matn kiritayotgan foydalanuvchi fonda ma'lumotlar olinayotganidan yuqoriroq ustuvorlikka ega.
• To'xtatib turish va bekor qilish qobiliyati: U yuqori ustuvorlikdagi vazifani bajarish uchun past ustuvorlikdagi ishni to'xtatib turishi va hatto endi kerak bo'lmagan ishni bekor qilishi yoki qayta ishlatishi mumkin.

Fiberning ikki bosqichi

Fiber ostida renderlash jarayoni ikkita alohida bosqichga bo'linadi:

1. Render/Reconciliation bosqichi (Asinxron): Ushbu bosqichda React "ish jarayonidagi" daraxtni qurish uchun fiber tugunlarini qayta ishlaydi. U komponentlarning `render` metodlarini chaqiradi va DOMga qanday o'zgarishlar kiritish kerakligini aniqlash uchun diffing algoritmini ishga tushiradi. Eng muhimi, bu bosqichni to'xtatib turish mumkin. React muhimroq narsani bajarish uchun bu ishni to'xtatib turishi va keyinroq davom ettirishi mumkin. Uni to'xtatib turish mumkin bo'lgani uchun, React nomuvofiq UI holatini oldini olish uchun ushbu bosqichda haqiqiy DOM o'zgarishlarini qo'llamaydi.
2. Commit bosqichi (Sinxron): Ish jarayonidagi daraxt tugallangach, React commit bosqichiga kiradi. U hisoblangan o'zgarishlarni oladi va ularni haqiqiy DOMga qo'llaydi. Bu bosqich sinxron va uni to'xtatib bo'lmaydi. Bu foydalanuvchi har doim izchil UI ko'rishini ta'minlaydi. `componentDidMount` va `componentDidUpdate` kabi hayotiy sikl metodlari, shuningdek `useLayoutEffect` va `useEffect` hook'lari ushbu bosqichda bajariladi.

Fiber arxitekturasi Reactning ko'plab zamonaviy xususiyatlari, jumladan `Suspense`, bir vaqtda renderlash, `useTransition` va `useDeferredValue` uchun asos bo'lib, ularning barchasi dasturchilarga yanada sezgir va silliq foydalanuvchi interfeyslarini yaratishga yordam beradi.

Dasturchilar uchun amaliy optimallashtirish strategiyalari

Reactning reconciliation jarayonini tushunish sizga yanada samarali kod yozish imkonini beradi. Mana bir nechta amaliy strategiyalar:

1. Ro'yxatlar uchun har doim barqaror va noyob keylardan foydalaning

Buni qancha ta'kidlasa shuncha oz. Bu ro'yxatlar uchun eng muhim optimallashtirishdir. Ma'lumotlaringizdan noyob ID'dan foydalaning (masalan, `product.id`). Agar ro'yxat to'liq statik bo'lsa va hech qachon o'zgarmasa, massiv indekslaridan foydalanishdan saqlaning.

2. Keraksiz qayta renderlardan saqlaning

Komponent uning holati o'zgarsa yoki uning ota-komponenti qayta render qilinsa, qayta render qilinadi. Ba'zan, komponent uning natijasi bir xil bo'lsa ham qayta render qilinadi. Buni quyidagilar yordamida oldini olishingiz mumkin:

• `React.memo()`: Funksiyaviy komponentlar uchun yuqori tartibli komponent. U komponent prop'larini sayoz taqqoslashni amalga oshiradi. Agar prop'lar o'zgarmagan bo'lsa, React komponentni qayta render qilishni o'tkazib yuboradi va oxirgi render qilingan natijani qayta ishlatadi.
• `useCallback()`: Komponent ichida aniqlangan funksiyalar har bir renderda qayta yaratiladi. Agar siz ushbu funksiyalarni `React.memo` bilan o'ralgan bola komponentga prop sifatida uzatsangiz, bola qayta render qilinadi, chunki funksiya prop'i texnik jihatdan har safar yangi funksiya bo'ladi. `useCallback` funksiyaning o'zini memoizatsiya qiladi, uning faqat bog'liqliklari o'zgargandagina qayta yaratilishini ta'minlaydi.
• `useMemo()`: `useCallback`ga o'xshash, lekin qiymatlar uchun. U qimmat hisob-kitob natijasini memoizatsiya qiladi. Hisoblash faqat uning bog'liqliklaridan biri o'zgargandagina qayta ishga tushiriladi. Bu har bir renderda qimmat hisob-kitoblarni oldini olish va prop sifatida uzatiladigan barqaror ob'ekt/massiv havolalarini saqlash uchun foydalidir.

3. Aqlli komponent kompozitsiyasi

Komponentlaringizni qanday tuzishingiz samaradorlikka katta ta'sir ko'rsatishi mumkin. Agar komponentingiz holatining bir qismi tez-tez yangilanib tursa, uni yangilanmaydigan qismlardan ajratishga harakat qiling.

Masalan, tez-tez o'zgaradigan kiritish maydoni butun komponentni qayta render qilishiga sabab bo'ladigan bitta katta komponent o'rniga, ushbu holatni o'zining kichikroq komponentiga ko'taring. Shu tarzda, foydalanuvchi matn kiritganda faqat kichik komponent qayta render qilinadi.

4. Uzun ro'yxatlarni virtualizatsiya qiling

Agar siz yuzlab yoki minglab elementlardan iborat ro'yxatlarni render qilishingiz kerak bo'lsa, hatto to'g'ri keylar bilan ham, ularning barchasini bir vaqtning o'zida render qilish sekin bo'lishi va ko'p xotira sarflashi mumkin. Yechim virtualizatsiya yoki windowingdir. Ushbu texnika faqatgina ko'rish maydonida ko'rinib turgan elementlarning kichik bir qismini render qilishni o'z ichiga oladi. Foydalanuvchi varaqlaganida, eski elementlar o'chiriladi va yangi elementlar o'rnatiladi. `react-window` va `react-virtualized` kabi kutubxonalar ushbu naqshni amalga oshirish uchun kuchli va ishlatish uchun qulay komponentlarni taqdim etadi.

Xulosa

Reactning samaradorligi tasodif emas; bu Virtual DOM va samarali Reconciliation algoritmi atrofida markazlashgan ongli va murakkab arxitekturaning natijasidir. DOM bilan to'g'ridan-to'g'ri ishlashdan voz kechib, React yangilanishlarni qo'lda boshqarish juda murakkab bo'lgan tarzda to'plashi va optimallashtirishi mumkin.

Dasturchilar sifatida biz ushbu jarayonning muhim qismimiz. Diffing algoritmining evristikalarini tushunib — keylardan to'g'ri foydalanib, komponentlar va qiymatlarni memoizatsiya qilib va ilovalarimizni puxta tuzib — biz Reactning reconcileriga qarshi emas, balki u bilan birga ishlay olamiz. Fiber arxitekturasiga evolyutsiya esa mumkin bo'lgan narsalarning chegaralarini yanada kengaytirib, silliq va sezgir UI'larning yangi avlodini yaratish imkonini berdi.

Keyingi safar holat o'zgarishidan so'ng UI'ingiz bir zumda yangilanganini ko'rganingizda, bir lahza to'xtab, pardaning orqasida sodir bo'layotgan Virtual DOM, diffing algoritmi va commit bosqichining nafis raqsini qadrlang. Bu tushuncha sizning global auditoriya uchun tezroq, samaraliroq va mustahkamroq React ilovalarini yaratishingizning kalitidir.