Tối ưu hóa hàng đợi cập nhật theo lô trong React: Hiệu suất thay đổi trạng thái

React, một thư viện JavaScript được sử dụng rộng rãi để xây dựng giao diện người dùng, ưu tiên hiệu suất để mang lại trải nghiệm người dùng liền mạch. Một khía cạnh quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu suất của React là cơ chế cập nhật theo lô (batched update). Hiểu và tận dụng hiệu quả các cập nhật theo lô có thể cải thiện đáng kể khả năng phản hồi và hiệu quả của các ứng dụng React, đặc biệt trong các kịch bản liên quan đến việc thay đổi trạng thái thường xuyên.

Cập nhật theo lô (Batched Updates) trong React là gì?

Trong React, mỗi khi trạng thái của một component thay đổi, React sẽ kích hoạt việc render lại component đó và các component con của nó. Nếu không có tối ưu hóa, mỗi thay đổi trạng thái sẽ dẫn đến một lần render lại ngay lập tức. Điều này có thể không hiệu quả, đặc biệt nếu nhiều thay đổi trạng thái xảy ra trong một khoảng thời gian ngắn. Cập nhật theo lô giải quyết vấn đề này bằng cách nhóm nhiều bản cập nhật trạng thái vào một chu kỳ render duy nhất. React sẽ đợi một cách thông minh cho đến khi tất cả mã đồng bộ thực thi xong trước khi xử lý các cập nhật này cùng nhau. Điều này giảm thiểu số lần render lại, dẫn đến hiệu suất được cải thiện.

Hãy tưởng tượng thế này: thay vì đi siêu thị nhiều lần riêng lẻ cho từng món hàng trong danh sách của bạn, bạn gom tất cả các món cần mua và đi một chuyến duy nhất. Điều này tiết kiệm thời gian và tài nguyên.

Cách thức hoạt động của Cập nhật theo lô

React sử dụng một hàng đợi (queue) để quản lý các cập nhật trạng thái. Khi bạn gọi setState (hoặc một hàm cập nhật trạng thái được trả về bởi useState), React không render lại component ngay lập tức. Thay vào đó, nó thêm cập nhật vào một hàng đợi. Khi chu kỳ vòng lặp sự kiện hiện tại hoàn tất (thường là sau khi tất cả mã đồng bộ đã thực thi xong), React sẽ xử lý hàng đợi và áp dụng tất cả các cập nhật đã được gom lô trong một lần duy nhất. Lần xử lý duy nhất này sau đó sẽ kích hoạt việc render lại component với các thay đổi trạng thái đã được tích lũy.

Cập nhật đồng bộ và bất đồng bộ

Điều quan trọng là phải phân biệt giữa các cập nhật trạng thái đồng bộ và bất đồng bộ. React tự động gom lô các cập nhật đồng bộ. Tuy nhiên, các cập nhật bất đồng bộ, chẳng hạn như những cập nhật bên trong setTimeout, setInterval, Promises (.then()), hoặc các trình xử lý sự kiện được gửi đi ngoài tầm kiểm soát của React, không được tự động gom lô trong các phiên bản React cũ hơn. Điều này có thể dẫn đến hành vi không mong muốn và suy giảm hiệu suất.

Ví dụ, hãy tưởng tượng việc cập nhật một bộ đếm nhiều lần bên trong một callback của setTimeout mà không có cập nhật theo lô. Mỗi lần cập nhật sẽ kích hoạt một lần render lại riêng biệt, dẫn đến giao diện người dùng có thể bị giật và không hiệu quả.

Lợi ích của Cập nhật theo lô

• Cải thiện hiệu suất: Giảm số lần render lại đồng nghĩa trực tiếp với hiệu suất ứng dụng tốt hơn, đặc biệt đối với các component phức tạp và các ứng dụng lớn.
• Nâng cao trải nghiệm người dùng: Giao diện người dùng mượt mà và phản hồi nhanh hơn là kết quả của việc render lại hiệu quả, dẫn đến trải nghiệm người dùng tổng thể tốt hơn.
• Giảm tiêu thụ tài nguyên: Bằng cách giảm thiểu các lần render lại không cần thiết, cập nhật theo lô giúp tiết kiệm tài nguyên CPU và bộ nhớ, góp phần tạo nên một ứng dụng hiệu quả hơn.
• Hành vi có thể dự đoán: Cập nhật theo lô đảm bảo rằng trạng thái của component nhất quán sau nhiều lần cập nhật, dẫn đến hành vi đáng tin cậy và dễ dự đoán hơn.

Ví dụ về Cập nhật theo lô trong thực tế

Ví dụ 1: Cập nhật nhiều trạng thái trong một trình xử lý sự kiện click

Hãy xem xét một kịch bản mà bạn cần cập nhật nhiều biến trạng thái trong một trình xử lý sự kiện click duy nhất:

            
import React, { useState } from 'react';

function Example() {
  const [count, setCount] = useState(0);
  const [message, setMessage] = useState('');

  const handleClick = () => {
    setCount(count + 1);
    setMessage('Button clicked!');
  };

  return (
    

      
Count: {count}
      
Message: {message}
      Click me
    
  );
}

export default Example;

            

              
                Copy
              
            
          

Trong ví dụ này, cả setCount và setMessage đều được gọi trong hàm handleClick. React sẽ tự động gom lô các cập nhật này, dẫn đến một lần render lại duy nhất cho component. Điều này hiệu quả hơn đáng kể so với việc kích hoạt hai lần render lại riêng biệt.

Ví dụ 2: Cập nhật trạng thái trong một trình xử lý gửi biểu mẫu

Việc gửi biểu mẫu thường liên quan đến việc cập nhật nhiều biến trạng thái dựa trên đầu vào của người dùng:

            
import React, { useState } from 'react';

function FormExample() {
  const [name, setName] = useState('');
  const [email, setEmail] = useState('');

  const handleSubmit = (event) => {
    event.preventDefault();
    setName('');
    setEmail('');
    console.log('Form submitted:', { name, email });
  };

  return (
    

      
        Name:
         setName(e.target.value)} />
      
      
        Email:
         setEmail(e.target.value)} />
      
      Submit
    
  );
}

export default FormExample;

            

              
                Copy
              
            
          

Mặc dù không rõ ràng ngay lập tức, ngay cả các lệnh gọi lặp đi lặp lại tới `setName` và `setEmail` khi người dùng nhập liệu cũng được gom lô một cách hiệu quả *trong mỗi lần thực thi trình xử lý sự kiện*. Khi người dùng gửi biểu mẫu, các giá trị cuối cùng đã được thiết lập và sẵn sàng để được xử lý trong một lần render lại duy nhất.

Giải quyết các vấn đề cập nhật bất đồng bộ (React 17 trở về trước)

Như đã đề cập trước đó, các cập nhật bất đồng bộ trong React 17 trở về trước không được tự động gom lô. Điều này có thể dẫn đến các vấn đề về hiệu suất khi xử lý các hoạt động bất đồng bộ như yêu cầu mạng hoặc bộ đếm thời gian.

Sử dụng ReactDOM.unstable_batchedUpdates (React 17 trở về trước)

Để tự gom lô các cập nhật bất đồng bộ trong các phiên bản React cũ, bạn có thể sử dụng API ReactDOM.unstable_batchedUpdates. API này cho phép bạn bao bọc nhiều cập nhật trạng thái trong một lô duy nhất, đảm bảo rằng chúng được xử lý cùng nhau trong một chu kỳ render.

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

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

  const handleClick = () => {
    setTimeout(() => {
      ReactDOM.unstable_batchedUpdates(() => {
        setCount(count + 1);
        setCount(count + 1);
      });
    }, 1000);
  };

  return (
    

      
Count: {count}
      Increment
    
  );
}

export default AsyncExample;

            

              
                Copy
              
            
          

Quan trọng: Như tên gọi của nó, ReactDOM.unstable_batchedUpdates là một API không ổn định và có thể thay đổi hoặc bị loại bỏ trong các phiên bản React tương lai. Thông thường, bạn nên sử dụng tính năng gom lô tự động được cung cấp bởi React 18 trở lên.

Tự động gom lô trong React 18 trở đi

React 18 đã giới thiệu tính năng tự động gom lô cho tất cả các cập nhật trạng thái, bất kể chúng là đồng bộ hay bất đồng bộ. Điều này có nghĩa là bạn không còn cần phải sử dụng ReactDOM.unstable_batchedUpdates để gom lô các cập nhật bất đồng bộ nữa. React 18 tự động xử lý việc này cho bạn, giúp đơn giản hóa mã nguồn và cải thiện hiệu suất.

Đây là một cải tiến đáng kể, vì nó loại bỏ một nguồn gốc phổ biến của các vấn đề hiệu suất và giúp việc viết các ứng dụng React hiệu quả trở nên dễ dàng hơn. Với tính năng tự động gom lô, bạn có thể tập trung vào việc viết logic ứng dụng của mình mà không cần lo lắng về việc tối ưu hóa thủ công các cập nhật trạng thái.

Lợi ích của Tự động gom lô

• Mã nguồn đơn giản hơn: Loại bỏ sự cần thiết phải gom lô thủ công, giúp mã nguồn của bạn sạch sẽ và dễ bảo trì hơn.
• Cải thiện hiệu suất: Đảm bảo rằng tất cả các cập nhật trạng thái đều được gom lô, dẫn đến hiệu suất tốt hơn trong nhiều tình huống khác nhau.
• Giảm tải nhận thức: Giải phóng bạn khỏi việc phải suy nghĩ về việc gom lô, cho phép bạn tập trung vào các khía cạnh khác của ứng dụng.
• Hành vi nhất quán hơn: Cung cấp hành vi nhất quán và dễ dự đoán hơn trên các loại cập nhật trạng thái khác nhau.

Mẹo thực tế để tối ưu hóa thay đổi trạng thái

Mặc dù cơ chế cập nhật theo lô của React mang lại lợi ích hiệu suất đáng kể, vẫn có một số mẹo thực tế bạn có thể tuân theo để tối ưu hóa hơn nữa các thay đổi trạng thái trong ứng dụng của mình:

1. Giảm thiểu các cập nhật trạng thái không cần thiết: Cẩn thận xem xét những biến trạng thái nào thực sự cần thiết và tránh cập nhật trạng thái một cách không cần thiết. Các cập nhật trạng thái dư thừa có thể kích hoạt các lần render lại không cần thiết, ngay cả khi có cập nhật theo lô.
2. Sử dụng cập nhật hàm (Functional Updates): Khi cập nhật trạng thái dựa trên trạng thái trước đó, hãy sử dụng dạng hàm của setState (hoặc hàm cập nhật được trả về bởi useState). Điều này đảm bảo rằng bạn đang làm việc với trạng thái trước đó chính xác, ngay cả khi các cập nhật được gom lô.
3. Ghi nhớ (Memoize) các Component: Sử dụng React.memo để ghi nhớ các component nhận cùng một props nhiều lần. Điều này ngăn chặn các lần render lại không cần thiết của các component này.
4. Sử dụng useCallback và useMemo: Các hook này có thể giúp bạn ghi nhớ các hàm và giá trị. Điều này có thể ngăn chặn các lần render lại không cần thiết của các component con phụ thuộc vào các hàm hoặc giá trị này.
5. Ảo hóa (Virtualize) các danh sách dài: Khi render các danh sách dữ liệu dài, hãy sử dụng các kỹ thuật ảo hóa để chỉ render các mục hiện đang hiển thị trên màn hình. Điều này có thể cải thiện đáng kể hiệu suất, đặc biệt khi xử lý các bộ dữ liệu lớn. Các thư viện như react-window và react-virtualized rất hữu ích cho việc này.
6. Phân tích (Profile) ứng dụng của bạn: Sử dụng công cụ Profiler của React để xác định các điểm nghẽn hiệu suất trong ứng dụng của bạn. Công cụ này có thể giúp bạn xác định các component đang render lại quá thường xuyên hoặc mất quá nhiều thời gian để render.

Kỹ thuật nâng cao: Debouncing và Throttling

Trong các kịch bản mà các cập nhật trạng thái được kích hoạt thường xuyên bởi đầu vào của người dùng, chẳng hạn như gõ vào hộp tìm kiếm, debouncing và throttling có thể là những kỹ thuật có giá trị để tối ưu hóa hiệu suất. Các kỹ thuật này giới hạn tốc độ xử lý các cập nhật trạng thái, ngăn chặn các lần render lại quá mức.

Debouncing

Debouncing trì hoãn việc thực thi một hàm cho đến khi sau một khoảng thời gian không có hoạt động. Trong bối cảnh cập nhật trạng thái, điều này có nghĩa là trạng thái sẽ chỉ được cập nhật sau khi người dùng đã ngừng gõ trong một khoảng thời gian nhất định. Điều này hữu ích cho các kịch bản mà bạn chỉ cần phản ứng với giá trị cuối cùng, chẳng hạn như một truy vấn tìm kiếm.

Throttling

Throttling giới hạn tốc độ mà một hàm có thể được thực thi. Trong bối cảnh cập nhật trạng thái, điều này có nghĩa là trạng thái sẽ chỉ được cập nhật ở một tần suất nhất định, bất kể người dùng gõ thường xuyên đến đâu. Điều này hữu ích cho các kịch bản mà bạn cần cung cấp phản hồi liên tục cho người dùng, chẳng hạn như một thanh tiến trình.

Những cạm bẫy thường gặp và cách tránh

• Thay đổi trực tiếp trạng thái: Tránh thay đổi trực tiếp đối tượng trạng thái. Luôn sử dụng setState (hoặc hàm cập nhật được trả về bởi useState) để cập nhật trạng thái. Thay đổi trực tiếp trạng thái có thể dẫn đến hành vi không mong muốn và các vấn đề về hiệu suất.
• Render lại không cần thiết: Phân tích kỹ cây component của bạn để xác định và loại bỏ các lần render lại không cần thiết. Sử dụng các kỹ thuật ghi nhớ và tránh truyền các props không cần thiết cho các component con.
• Đối chiếu (Reconciliation) phức tạp: Tránh tạo ra các cấu trúc component quá phức tạp có thể làm chậm quá trình đối chiếu. Đơn giản hóa cây component của bạn và sử dụng các kỹ thuật như chia tách mã (code splitting) để cải thiện hiệu suất.
• Bỏ qua cảnh báo hiệu suất: Chú ý đến các cảnh báo hiệu suất trong công cụ dành cho nhà phát triển của React. Những cảnh báo này có thể cung cấp những hiểu biết có giá trị về các vấn đề hiệu suất tiềm ẩn trong ứng dụng của bạn.

Những lưu ý về quốc tế hóa

Khi phát triển các ứng dụng React cho khán giả toàn cầu, điều quan trọng là phải xem xét quốc tế hóa (i18n) và địa phương hóa (l10n). Các thực hành này bao gồm việc điều chỉnh ứng dụng của bạn cho phù hợp với các ngôn ngữ, khu vực và văn hóa khác nhau.

• Hỗ trợ ngôn ngữ: Đảm bảo rằng ứng dụng của bạn hỗ trợ nhiều ngôn ngữ. Sử dụng các thư viện i18n như react-i18next để quản lý các bản dịch và chuyển đổi linh hoạt giữa các ngôn ngữ.
• Định dạng ngày và giờ: Sử dụng định dạng ngày và giờ nhận biết theo địa phương để hiển thị ngày và giờ theo định dạng phù hợp cho từng khu vực.
• Định dạng số: Sử dụng định dạng số nhận biết theo địa phương để hiển thị số theo định dạng phù hợp cho từng khu vực.
• Định dạng tiền tệ: Sử dụng định dạng tiền tệ nhận biết theo địa phương để hiển thị các loại tiền tệ theo định dạng phù hợp cho từng khu vực.
• Hỗ trợ từ phải sang trái (RTL): Đảm bảo rằng ứng dụng của bạn hỗ trợ các ngôn ngữ RTL như tiếng Ả Rập và tiếng Do Thái. Sử dụng các thuộc tính logic của CSS để tạo ra các bố cục thích ứng với cả ngôn ngữ LTR và RTL.

Kết luận

Cơ chế cập nhật theo lô của React là một công cụ mạnh mẽ để tối ưu hóa hiệu suất ứng dụng của bạn. Bằng cách hiểu cách thức hoạt động của cập nhật theo lô và tuân theo các mẹo thực tế được nêu trong bài viết này, bạn có thể cải thiện đáng kể khả năng phản hồi và hiệu quả của các ứng dụng React, dẫn đến trải nghiệm người dùng tốt hơn. Với sự ra đời của tính năng tự động gom lô trong React 18, việc tối ưu hóa thay đổi trạng thái đã trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết. Bằng cách áp dụng các phương pháp tốt nhất này, bạn có thể đảm bảo rằng các ứng dụng React của mình có hiệu suất cao, có khả năng mở rộng và dễ bảo trì, mang lại trải nghiệm liền mạch cho người dùng trên toàn thế giới.

Hãy nhớ tận dụng các công cụ như React Profiler để xác định các điểm nghẽn hiệu suất cụ thể và điều chỉnh các nỗ lực tối ưu hóa của bạn cho phù hợp. Việc giám sát và cải tiến liên tục là chìa khóa để duy trì một ứng dụng React hiệu suất cao.