React Scheduler Cooperative Yielding: Tối Ưu Hóa Khả Năng Phản Hồi Nhập Liệu Người Dùng

Trong lĩnh vực phát triển ứng dụng web, trải nghiệm người dùng chiếm vị trí tối cao. Một giao diện người dùng (UI) phản hồi nhanh nhạy và mượt mà là điều tối quan trọng để giữ chân và làm hài lòng người dùng. React, một thư viện JavaScript được sử dụng rộng rãi để xây dựng giao diện người dùng, cung cấp các công cụ mạnh mẽ để tăng cường khả năng phản hồi, đặc biệt thông qua Scheduler và khái niệm cooperative yielding. Bài đăng trên blog này đi sâu vào các tính năng này, khám phá cách chúng có thể được tận dụng để tối ưu hóa khả năng phản hồi nhập liệu người dùng trong các ứng dụng React phức tạp.

Tìm Hiểu Về React Scheduler

React Scheduler là một cơ chế phức tạp chịu trách nhiệm ưu tiên và lên lịch các cập nhật cho UI. Nó là một phần cơ bản của kiến trúc bên trong của React, hoạt động ẩn để đảm bảo rằng các tác vụ quan trọng nhất được thực thi trước, dẫn đến trải nghiệm người dùng mượt mà và phản hồi nhanh hơn. Trước Scheduler, React sử dụng quy trình kết xuất đồng bộ. Điều này có nghĩa là khi một cập nhật bắt đầu, nó sẽ chạy cho đến khi hoàn thành, có khả năng chặn luồng chính và làm cho UI không phản hồi. Scheduler, được giới thiệu với kiến trúc Fiber, cho phép React chia nhỏ quá trình kết xuất thành các đơn vị công việc nhỏ hơn, không đồng bộ.

Các Khái Niệm Chính Của React Scheduler

• Tác vụ: Scheduler hoạt động trên các tác vụ, đại diện cho các đơn vị công việc cần được thực hiện để cập nhật UI. Các tác vụ này có thể bao gồm kết xuất các thành phần, cập nhật DOM và chạy các hiệu ứng.
• Ưu tiên: Không phải tất cả các tác vụ đều được tạo ra như nhau. Scheduler gán mức độ ưu tiên cho các tác vụ dựa trên tầm quan trọng của chúng đối với người dùng. Ví dụ: các tương tác của người dùng (như nhập vào trường nhập liệu) thường nhận được mức độ ưu tiên cao hơn so với các cập nhật ít quan trọng hơn (như tìm nạp dữ liệu nền).
• Đa nhiệm Hợp tác: Thay vì chặn luồng chính cho đến khi một tác vụ hoàn thành, Scheduler sử dụng phương pháp đa nhiệm hợp tác. Điều này có nghĩa là React có thể tạm dừng một tác vụ giữa chừng để cho phép các tác vụ có mức độ ưu tiên cao hơn khác (như xử lý nhập liệu người dùng) chạy.
• Kiến trúc Fiber: Scheduler được tích hợp chặt chẽ với kiến trúc Fiber của React, kiến trúc này đại diện cho UI dưới dạng một cây các nút Fiber. Mỗi nút Fiber đại diện cho một đơn vị công việc và có thể được tạm dừng, tiếp tục và ưu tiên riêng lẻ.

Cooperative Yielding: Trả Lại Quyền Kiểm Soát Cho Trình Duyệt

Cooperative yielding là nguyên tắc cốt lõi cho phép React Scheduler ưu tiên khả năng phản hồi nhập liệu của người dùng. Nó bao gồm một thành phần tự nguyện từ bỏ quyền kiểm soát luồng chính cho trình duyệt, cho phép trình duyệt xử lý các tác vụ quan trọng khác, chẳng hạn như các sự kiện nhập liệu của người dùng hoặc vẽ lại trình duyệt. Điều này ngăn các bản cập nhật chạy dài chặn luồng chính và khiến UI trở nên chậm chạp.

Cách Cooperative Yielding Hoạt Động

1. Gián đoạn Tác vụ: Khi React đang thực hiện một tác vụ chạy dài, nó có thể định kỳ kiểm tra xem có bất kỳ tác vụ nào có mức độ ưu tiên cao hơn đang chờ thực thi hay không.
2. Yielding Control: Nếu tìm thấy một tác vụ có mức độ ưu tiên cao hơn, React sẽ tạm thời tạm dừng tác vụ hiện tại và trả lại quyền kiểm soát cho trình duyệt. Điều này cho phép trình duyệt xử lý tác vụ có mức độ ưu tiên cao hơn, chẳng hạn như phản hồi nhập liệu của người dùng.
3. Tiếp Tục Tác vụ: Khi tác vụ có mức độ ưu tiên cao hơn hoàn tất, React có thể tiếp tục tác vụ đã tạm dừng từ nơi nó đã dừng lại.

Cách tiếp cận hợp tác này đảm bảo rằng UI vẫn phản hồi ngay cả khi các bản cập nhật phức tạp đang diễn ra ở chế độ nền. Nó giống như có một đồng nghiệp lịch sự và chu đáo, người luôn đảm bảo ưu tiên các yêu cầu khẩn cấp trước khi tiếp tục công việc của riêng họ.

Tối Ưu Hóa Khả Năng Phản Hồi Nhập Liệu Người Dùng Với React Scheduler

Bây giờ, hãy khám phá các kỹ thuật thực tế để tận dụng React Scheduler để tối ưu hóa khả năng phản hồi nhập liệu của người dùng trong các ứng dụng của bạn.

1. Tìm Hiểu Về Ưu Tiên Tác Vụ

React Scheduler tự động gán mức độ ưu tiên cho các tác vụ dựa trên loại của chúng. Tuy nhiên, bạn có thể ảnh hưởng đến việc ưu tiên này để tối ưu hóa hơn nữa khả năng phản hồi. React cung cấp một số API cho mục đích này:

• Hook useTransition: Hook useTransition cho phép bạn đánh dấu một số cập nhật trạng thái là ít khẩn cấp hơn. Các bản cập nhật trong quá trình chuyển đổi được ưu tiên thấp hơn, cho phép các tương tác của người dùng được ưu tiên hàng đầu.
• API startTransition: Tương tự như useTransition, API startTransition cho phép bạn bao bọc các bản cập nhật trạng thái và đánh dấu chúng là ít khẩn cấp hơn. Điều này đặc biệt hữu ích cho các bản cập nhật không được kích hoạt trực tiếp bởi các tương tác của người dùng.

Ví dụ: Sử Dụng useTransition Cho Đầu Vào Tìm Kiếm

Hãy xem xét một đầu vào tìm kiếm kích hoạt việc tìm nạp dữ liệu lớn và kết xuất lại kết quả tìm kiếm. Nếu không ưu tiên, việc nhập vào trường nhập liệu có thể cảm thấy chậm chạp vì quá trình kết xuất lại chặn luồng chính. Chúng ta có thể sử dụng useTransition để giảm thiểu điều này:

            import React, { useState, useTransition } from 'react';

function SearchInput() {
  const [query, setQuery] = useState('');
  const [results, setResults] = useState([]);
  const [isPending, startTransition] = useTransition();

  const handleChange = (event) => {
    const newQuery = event.target.value;
    setQuery(newQuery);

    startTransition(() => {
      // Simulate fetching search results
      setTimeout(() => {
        const fakeResults = Array.from({ length: 100 }, (_, i) => `Result ${i} for ${newQuery}`);
        setResults(fakeResults);
      }, 500);
    });
  };

  return (
    <div>
      <input type="text" value={query} onChange={handleChange} />
      {isPending ? <p>Searching...</p> : null}
      <ul>
        {results.map((result, index) => (
          <li key={index}>{result}</li>
        ))}
      </ul>
    </div>
  );
}

export default SearchInput;

            

              
                Copy
              
            
          

Trong ví dụ này, API startTransition bao bọc hàm setTimeout, hàm này mô phỏng việc tìm nạp và xử lý kết quả tìm kiếm. Điều này cho React biết rằng bản cập nhật này ít khẩn cấp hơn so với nhập liệu của người dùng, đảm bảo rằng trường nhập liệu vẫn phản hồi ngay cả khi kết quả tìm kiếm đang được tìm nạp và kết xuất. Giá trị `isPending` từ `useTransition` giúp hiển thị chỉ báo tải trong quá trình chuyển đổi, cung cấp phản hồi trực quan cho người dùng.

2. Chống Rung và Điều Tiết Nhập Liệu Người Dùng

Thông thường, nhập liệu nhanh chóng của người dùng có thể kích hoạt một loạt các bản cập nhật, làm choáng ngợp React Scheduler và dẫn đến các vấn đề về hiệu suất. Chống rung và điều tiết là các kỹ thuật được sử dụng để giới hạn tốc độ xử lý các bản cập nhật này.

• Chống Rung: Chống rung trì hoãn việc thực thi một hàm cho đến sau một khoảng thời gian nhất định kể từ lần cuối cùng hàm được gọi. Điều này rất hữu ích cho các tình huống mà bạn chỉ muốn thực hiện một hành động sau khi người dùng đã ngừng nhập trong một khoảng thời gian nhất định.
• Điều Tiết: Điều tiết giới hạn tốc độ thực thi một hàm. Điều này rất hữu ích cho các tình huống mà bạn muốn đảm bảo rằng một hàm không được thực thi nhiều hơn một số lần nhất định mỗi giây.

Ví dụ: Chống Rung Đầu Vào Tìm Kiếm

            import React, { useState, useCallback, useRef } from 'react';

function DebouncedSearchInput() {
  const [query, setQuery] = useState('');
  const [results, setResults] = useState([]);
  const timeoutRef = useRef(null);

  const handleChange = (event) => {
    const newQuery = event.target.value;
    setQuery(newQuery);

    if (timeoutRef.current) {
      clearTimeout(timeoutRef.current);
    }

    timeoutRef.current = setTimeout(() => {
      // Simulate fetching search results
      const fakeResults = Array.from({ length: 100 }, (_, i) => `Result ${i} for ${newQuery}`);
      setResults(fakeResults);
    }, 300);
  };

  return (
    <div>
      <input type="text" value={query} onChange={handleChange} />
      <ul>
        {results.map((result, index) => (
          <li key={index}>{result}</li>
        ))}
      </ul>
    </div>
  );
}

export default DebouncedSearchInput;

            

              
                Copy
              
            
          

Trong ví dụ này, chúng ta sử dụng setTimeout và clearTimeout để chống rung đầu vào tìm kiếm. Hàm handleChange chỉ được thực thi 300 mili giây sau khi người dùng ngừng nhập, giảm số lần kết quả tìm kiếm được tìm nạp và kết xuất.

3. Ảo Hóa Cho Danh Sách Lớn

Kết xuất danh sách dữ liệu lớn có thể là một nút thắt cổ chai hiệu suất đáng kể, đặc biệt khi xử lý hàng nghìn hoặc thậm chí hàng triệu mục. Ảo hóa (còn được gọi là windowing) là một kỹ thuật chỉ kết xuất phần hiển thị của danh sách, giảm đáng kể số lượng nút DOM cần được cập nhật. Điều này có thể cải thiện đáng kể khả năng phản hồi của UI, đặc biệt khi cuộn qua các danh sách lớn.

Các thư viện như react-window và react-virtualized cung cấp các thành phần ảo hóa mạnh mẽ và hiệu quả, có thể dễ dàng tích hợp vào các ứng dụng React của bạn.

Ví dụ: Sử Dụng react-window Cho Danh Sách Lớn

            import React from 'react';
import { FixedSizeList } from 'react-window';

const Row = ({ index, style }) => (
  <div style={style}>
    Row {index}
  </div>
);

function VirtualizedList() {
  return (
    <FixedSizeList
      height={400}
      width={300}
      itemSize={30}
      itemCount={1000}
    >
      {Row}
    </FixedSizeList>
  );
}

export default VirtualizedList;

            

              
                Copy
              
            
          

Trong ví dụ này, thành phần FixedSizeList của react-window được sử dụng để kết xuất danh sách 1000 mục. Tuy nhiên, chỉ các mục hiện đang hiển thị trong chiều cao và chiều rộng được chỉ định mới thực sự được kết xuất, cải thiện đáng kể hiệu suất.

4. Chia Tách Mã Và Tải Chậm

Các gói JavaScript lớn có thể mất nhiều thời gian để tải xuống và phân tích cú pháp, trì hoãn quá trình kết xuất ban đầu của ứng dụng và ảnh hưởng đến trải nghiệm người dùng. Chia tách mã và tải chậm là các kỹ thuật được sử dụng để chia ứng dụng của bạn thành các phần nhỏ hơn có thể được tải theo yêu cầu. Điều này có thể giảm đáng kể thời gian tải ban đầu và cải thiện hiệu suất cảm nhận của ứng dụng của bạn.

React cung cấp hỗ trợ tích hợp cho việc chia tách mã bằng hàm React.lazy và thành phần Suspense.

Ví dụ: Tải Chậm Thành Phần

            import React, { Suspense } from 'react';

const MyComponent = React.lazy(() => import('./MyComponent'));

function App() {
  return (
    <div>
      <Suspense fallback={<p>Loading...</p>}>
        <MyComponent />
      </Suspense>
    </div>
  );
}

export default App;

            

              
                Copy
              
            
          

Trong ví dụ này, MyComponent được tải chậm bằng React.lazy. Thành phần chỉ được tải khi thực sự cần, giảm thời gian tải ban đầu của ứng dụng. Thành phần Suspense cung cấp một UI dự phòng được hiển thị trong khi thành phần đang được tải.

5. Tối Ưu Hóa Trình Xử Lý Sự Kiện

Trình xử lý sự kiện không hiệu quả cũng có thể góp phần làm giảm khả năng phản hồi nhập liệu của người dùng. Tránh thực hiện các thao tác tốn kém trực tiếp trong trình xử lý sự kiện. Thay vào đó, hãy ủy thác các thao tác này cho các tác vụ nền hoặc sử dụng các kỹ thuật như chống rung và điều tiết để giới hạn tần suất thực thi.

6. Ghi Nhớ Và Các Thành Phần Thuần Túy

React cung cấp các cơ chế để tối ưu hóa việc kết xuất lại, chẳng hạn như React.memo cho các thành phần chức năng và PureComponent cho các thành phần lớp. Các kỹ thuật này ngăn các thành phần kết xuất lại không cần thiết khi các đạo cụ của chúng không thay đổi, giảm lượng công việc mà React Scheduler cần thực hiện.

Ví dụ: Sử Dụng React.memo

            import React from 'react';

const MyComponent = React.memo(function MyComponent(props) {
  // Render based on props
  return <div>{props.value}</div>;
});

export default MyComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

Trong ví dụ này, React.memo được sử dụng để ghi nhớ MyComponent. Thành phần sẽ chỉ kết xuất lại nếu các đạo cụ của nó đã thay đổi.

Ví Dụ Thực Tế Và Các Cân Nhắc Toàn Cầu

Các nguyên tắc của cooperative yielding và tối ưu hóa scheduler có thể áp dụng cho một loạt các ứng dụng, từ các biểu mẫu đơn giản đến các bảng điều khiển tương tác phức tạp. Hãy xem xét một vài ví dụ:

• Trang Web Thương Mại Điện Tử: Tối ưu hóa khả năng phản hồi nhập liệu tìm kiếm là rất quan trọng đối với các trang web thương mại điện tử. Người dùng mong đợi phản hồi tức thì khi họ nhập và một đầu vào tìm kiếm chậm chạp có thể dẫn đến sự thất vọng và bỏ qua các tìm kiếm.
• Bảng Điều Khiển Trực Quan Hóa Dữ Liệu: Bảng điều khiển trực quan hóa dữ liệu thường liên quan đến việc kết xuất các tập dữ liệu lớn và thực hiện các tính toán phức tạp. Cooperative yielding có thể giúp đảm bảo rằng UI vẫn phản hồi ngay cả khi các tính toán này đang được thực hiện.
• Công Cụ Chỉnh Sửa Cộng Tác: Công cụ chỉnh sửa cộng tác yêu cầu cập nhật và đồng bộ hóa theo thời gian thực giữa nhiều người dùng. Tối ưu hóa khả năng phản hồi của các công cụ này là điều cần thiết để cung cấp trải nghiệm cộng tác và liền mạch.

Khi xây dựng ứng dụng cho đối tượng toàn cầu, điều quan trọng là phải xem xét các yếu tố như độ trễ mạng và khả năng của thiết bị. Người dùng ở các nơi khác nhau trên thế giới có thể trải nghiệm các điều kiện mạng khác nhau và điều quan trọng là phải tối ưu hóa ứng dụng của bạn để hoạt động tốt ngay cả trong những điều kiện không lý tưởng. Các kỹ thuật như chia tách mã và tải chậm có thể đặc biệt có lợi cho người dùng có kết nối internet chậm. Ngoài ra, hãy cân nhắc sử dụng Mạng Phân Phối Nội Dung (CDN) để phân phối tài sản của ứng dụng của bạn từ các máy chủ nằm gần người dùng hơn.

Kết luận

React Scheduler và khái niệm cooperative yielding là những công cụ mạnh mẽ để tối ưu hóa khả năng phản hồi nhập liệu của người dùng trong các ứng dụng React phức tạp. Bằng cách hiểu cách các tính năng này hoạt động và áp dụng các kỹ thuật được mô tả trong bài đăng trên blog này, bạn có thể tạo các UI vừa hiệu quả vừa hấp dẫn, mang lại trải nghiệm người dùng vượt trội. Hãy nhớ ưu tiên các tương tác của người dùng, tối ưu hóa hiệu suất kết xuất và xem xét nhu cầu của đối tượng toàn cầu khi xây dựng ứng dụng của bạn. Liên tục theo dõi và lập hồ sơ hiệu suất của ứng dụng để xác định các nút thắt cổ chai và tối ưu hóa cho phù hợp. Bằng cách đầu tư vào tối ưu hóa hiệu suất, bạn có thể đảm bảo rằng các ứng dụng React của bạn mang lại trải nghiệm thú vị và phản hồi nhanh cho tất cả người dùng, bất kể vị trí hoặc thiết bị của họ.