Tích hợp Bộ Lập Lịch Chế Độ Đồng Thời của React: Điều Phối Hàng Đợi Tác Vụ

Chế Độ Đồng Thời của React đại diện cho một sự thay đổi đáng kể trong cách các ứng dụng React xử lý các bản cập nhật và hiển thị. Cốt lõi của nó là một bộ lập lịch tinh vi, quản lý các tác vụ và ưu tiên chúng để đảm bảo trải nghiệm người dùng mượt mà và phản hồi nhanh, ngay cả trong các ứng dụng phức tạp. Bài viết này khám phá các hoạt động bên trong của bộ lập lịch Chế Độ Đồng Thời của React, tập trung vào cách nó điều phối hàng đợi tác vụ và ưu tiên các loại cập nhật khác nhau.

Tìm hiểu về Chế Độ Đồng Thời của React

Trước khi đi sâu vào các chi tiết cụ thể về điều phối hàng đợi tác vụ, hãy tóm tắt ngắn gọn về Chế Độ Đồng Thời là gì và tại sao nó lại quan trọng. Chế Độ Đồng Thời cho phép React chia nhỏ các tác vụ hiển thị thành các đơn vị nhỏ hơn, có thể gián đoạn. Điều này có nghĩa là các bản cập nhật chạy dài sẽ không chặn luồng chính, ngăn trình duyệt bị đóng băng và đảm bảo rằng các tương tác của người dùng vẫn phản hồi nhanh. Các tính năng chính bao gồm:

• Hiển thị có thể gián đoạn: React có thể tạm dừng, tiếp tục hoặc hủy bỏ các tác vụ hiển thị dựa trên mức độ ưu tiên.
• Phân chia thời gian: Các bản cập nhật lớn được chia thành các phần nhỏ hơn, cho phép trình duyệt xử lý các tác vụ khác ở giữa.
• Suspense: Một cơ chế để xử lý việc tìm nạp dữ liệu không đồng bộ và hiển thị các trình giữ chỗ trong khi dữ liệu đang tải.

Vai trò của Bộ Lập Lịch

Trách nhiệm chính của Bộ Lập Lịch:

• Ưu tiên tác vụ: Xác định mức độ khẩn cấp của các bản cập nhật khác nhau.
• Quản lý hàng đợi tác vụ: Duy trì một hàng đợi các bản cập nhật đang chờ xử lý.
• Kiểm soát thực thi: Quyết định thời điểm bắt đầu, tạm dừng, tiếp tục hoặc hủy bỏ tác vụ.
• Nhường quyền điều khiển cho Trình duyệt: Giải phóng quyền điều khiển cho trình duyệt để cho phép nó xử lý đầu vào của người dùng và các tác vụ quan trọng khác.

Điều Phối Hàng Đợi Tác Vụ Chi Tiết

Các loại hàng đợi tác vụ:

React sử dụng các mức độ ưu tiên khác nhau cho các loại cập nhật khác nhau. Số lượng và tên cụ thể của các mức độ ưu tiên này có thể khác nhau một chút giữa các phiên bản React, nhưng nguyên tắc chung vẫn giống nhau. Dưới đây là một phân tích phổ biến:

• Ưu tiên ngay lập tức: Được sử dụng cho các tác vụ cần được hoàn thành càng sớm càng tốt, chẳng hạn như xử lý đầu vào của người dùng hoặc phản hồi các sự kiện quan trọng. Các tác vụ này làm gián đoạn mọi tác vụ đang chạy.
• Ưu tiên chặn người dùng: Được sử dụng cho các tác vụ ảnh hưởng trực tiếp đến trải nghiệm người dùng, chẳng hạn như cập nhật giao diện người dùng để phản hồi các tương tác của người dùng (ví dụ: nhập vào một trường nhập). Các tác vụ này cũng có mức độ ưu tiên tương đối cao.
• Ưu tiên bình thường: Được sử dụng cho các tác vụ quan trọng nhưng không quan trọng về thời gian, chẳng hạn như cập nhật giao diện người dùng dựa trên các yêu cầu mạng hoặc các hoạt động không đồng bộ khác.
• Ưu tiên thấp: Được sử dụng cho các tác vụ ít quan trọng hơn và có thể bị trì hoãn nếu cần thiết, chẳng hạn như cập nhật nền hoặc theo dõi phân tích.
• Ưu tiên nhàn rỗi: Được sử dụng cho các tác vụ có thể được thực hiện khi trình duyệt ở trạng thái nhàn rỗi, chẳng hạn như tải trước tài nguyên hoặc thực hiện các phép tính chạy dài.

Việc ánh xạ các hành động cụ thể với các mức độ ưu tiên là rất quan trọng để duy trì giao diện người dùng phản hồi nhanh. Ví dụ: đầu vào trực tiếp của người dùng sẽ luôn được xử lý với mức độ ưu tiên cao nhất để cung cấp phản hồi ngay lập tức cho người dùng, trong khi các tác vụ ghi nhật ký có thể được trì hoãn an toàn sang trạng thái nhàn rỗi.

Ví dụ: Ưu tiên đầu vào của người dùng

Hãy xem xét một tình huống trong đó người dùng đang nhập vào một trường nhập. Mỗi lần gõ phím sẽ kích hoạt một bản cập nhật cho trạng thái của thành phần, từ đó kích hoạt lại quá trình hiển thị. Trong Chế Độ Đồng Thời, các bản cập nhật này được gán mức độ ưu tiên cao (Chặn người dùng) để đảm bảo rằng trường nhập được cập nhật trong thời gian thực. Trong khi đó, các tác vụ ít quan trọng hơn khác, chẳng hạn như tìm nạp dữ liệu từ API, được gán mức độ ưu tiên thấp hơn (Bình thường hoặc Thấp) và có thể bị trì hoãn cho đến khi người dùng nhập xong.

            
function MyInput() {
 const [value, setValue] = React.useState('');

 const handleChange = (event) => {
 setValue(event.target.value);
 };

 return (
  <input type="text" value={value} onChange={handleChange} />
 );
}

            

              
                Copy
              
            
          

Trong ví dụ đơn giản này, hàm handleChange, được kích hoạt bởi đầu vào của người dùng, sẽ tự động được bộ lập lịch của React ưu tiên. React ngầm xử lý việc ưu tiên dựa trên nguồn sự kiện, đảm bảo trải nghiệm người dùng mượt mà.

Lập lịch hợp tác

Bộ lập lịch của React sử dụng một kỹ thuật gọi là lập lịch hợp tác. Điều này có nghĩa là mỗi tác vụ chịu trách nhiệm định kỳ trả quyền điều khiển lại cho bộ lập lịch, cho phép nó kiểm tra các tác vụ có mức độ ưu tiên cao hơn và có khả năng làm gián đoạn tác vụ hiện tại. Việc trả quyền điều khiển này đạt được thông qua các kỹ thuật như requestIdleCallback và setTimeout, cho phép React lên lịch công việc trong nền mà không chặn luồng chính.

Tuy nhiên, việc sử dụng trực tiếp các API trình duyệt này thường được trừu tượng hóa bởi việc triển khai nội bộ của React. Các nhà phát triển thường không cần phải tự trả quyền điều khiển; Kiến trúc Fiber và bộ lập lịch của React sẽ tự động xử lý việc này dựa trên bản chất của công việc đang được thực hiện.

Reconciliation và Fiber Tree

Bộ lập lịch hoạt động chặt chẽ với thuật toán reconciliation của React và cây Fiber. Khi một bản cập nhật được kích hoạt, React sẽ tạo một cây Fiber mới đại diện cho trạng thái mong muốn của giao diện người dùng. Sau đó, thuật toán reconciliation so sánh cây Fiber mới với cây Fiber hiện có để xác định thành phần nào cần được cập nhật. Quá trình này cũng có thể bị gián đoạn; React có thể tạm dừng reconciliation tại bất kỳ thời điểm nào và tiếp tục lại sau đó, cho phép bộ lập lịch ưu tiên các tác vụ khác.

Ví dụ thực tế về Điều phối hàng đợi tác vụ

Hãy khám phá một số ví dụ thực tế về cách điều phối hàng đợi tác vụ hoạt động trong các ứng dụng React thực tế.

Ví dụ 1: Tải dữ liệu bị trì hoãn với Suspense

Hãy xem xét một tình huống trong đó bạn đang tìm nạp dữ liệu từ một API từ xa. Sử dụng React Suspense, bạn có thể hiển thị giao diện người dùng dự phòng trong khi dữ liệu đang tải. Bản thân thao tác tìm nạp dữ liệu có thể được gán mức độ ưu tiên Bình thường hoặc Thấp, trong khi việc hiển thị giao diện người dùng dự phòng được gán mức độ ưu tiên cao hơn để cung cấp phản hồi ngay lập tức cho người dùng.

            
import React, { Suspense } from 'react';

const fetchData = () => {
  return new Promise(resolve => {
    setTimeout(() => {
      resolve('Data loaded!');
    }, 2000);
  });
};

const Resource = React.createContext(null);

const createResource = () => {
  let status = 'pending';
  let result;
  let suspender = fetchData().then(
    (r) => {
      status = 'success';
      result = r;
    },
    (e) => {
      status = 'error';
      result = e;
    }
  );

  return {
    read() {
      if (status === 'pending') {
        throw suspender;
      } else if (status === 'error') {
        throw result;
      } else if (status === 'success') {
        return result;
      },
    },
  };
};

const DataComponent = () => {
  const resource = React.useContext(Resource);
  const data = resource.read();
  return <p>{data}</p>;
};

function MyComponent() {
  const resource = createResource();

  return (
    <Resource.Provider value={resource}>
      <Suspense fallback=<p>Loading data...</p>>
        <DataComponent />
      </Suspense>
    </Resource.Provider>
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

Trong ví dụ này, thành phần <Suspense fallback=<p>Loading data...</p>> sẽ hiển thị thông báo "Đang tải dữ liệu..." trong khi promise fetchData đang chờ xử lý. Bộ lập lịch ưu tiên hiển thị dự phòng này ngay lập tức, mang lại trải nghiệm người dùng tốt hơn so với màn hình trống. Khi dữ liệu được tải, <DataComponent /> sẽ được hiển thị.

Ví dụ 2: Khử rung đầu vào với useDeferredValue

Một kịch bản phổ biến khác là khử rung đầu vào để tránh hiển thị lại quá mức. Hook useDeferredValue của React cho phép bạn trì hoãn các bản cập nhật sang mức độ ưu tiên ít khẩn cấp hơn. Điều này có thể hữu ích cho các tình huống mà bạn muốn cập nhật giao diện người dùng dựa trên đầu vào của người dùng, nhưng bạn không muốn kích hoạt hiển thị lại trên mọi lần gõ phím.

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

function MyComponent() {
 const [value, setValue] = useState('');
 const deferredValue = useDeferredValue(value);

 const handleChange = (event) => {
  setValue(event.target.value);
 };

 return (
  <div>
  <input type="text" value={value} onChange={handleChange} />
  <p>Value: {deferredValue}</p>
  </div>
 );
}

            

              
                Copy
              
            
          

Trong ví dụ này, deferredValue sẽ hơi chậm hơn so với value thực tế. Điều này có nghĩa là giao diện người dùng sẽ cập nhật ít thường xuyên hơn, giảm số lần hiển thị lại và cải thiện hiệu suất. Việc nhập thực tế sẽ có cảm giác phản hồi nhanh vì trường nhập trực tiếp cập nhật trạng thái value, nhưng các hiệu ứng hạ nguồn của việc thay đổi trạng thái đó sẽ bị trì hoãn.

Ví dụ 3: Gộp các bản cập nhật trạng thái với useTransition

Hook useTransition của React cho phép gộp các bản cập nhật trạng thái. Transition là một cách để đánh dấu các bản cập nhật trạng thái cụ thể là không khẩn cấp, cho phép React trì hoãn chúng và ngăn chặn việc chặn luồng chính. Điều này đặc biệt hữu ích khi xử lý các bản cập nhật phức tạp liên quan đến nhiều biến trạng thái.

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

function MyComponent() {
 const [isPending, startTransition] = useTransition();
 const [count, setCount] = useState(0);

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

 return (
  <div>
  <button onClick={handleClick}>Increment</button>
  <p>Count: {count}</p>
  {isPending ? <p>Updating...</p> : null}
  </div>
 );
}

            

              
                Copy
              
            
          

Trong ví dụ này, bản cập nhật setCount được bao bọc trong một khối startTransition. Điều này cho React biết rằng hãy coi bản cập nhật là một transition không khẩn cấp. Biến trạng thái isPending có thể được sử dụng để hiển thị chỉ báo tải trong khi transition đang được tiến hành.

Tối ưu hóa khả năng phản hồi của ứng dụng

Điều phối hàng đợi tác vụ hiệu quả là rất quan trọng để tối ưu hóa khả năng phản hồi của các ứng dụng React. Dưới đây là một số phương pháp hay nhất cần ghi nhớ:

• Ưu tiên tương tác của người dùng: Đảm bảo rằng các bản cập nhật được kích hoạt bởi tương tác của người dùng luôn được ưu tiên cao nhất.
• Trì hoãn các bản cập nhật không quan trọng: Trì hoãn các bản cập nhật ít quan trọng hơn vào hàng đợi ưu tiên thấp hơn để tránh chặn luồng chính.
• Sử dụng Suspense để tìm nạp dữ liệu: Tận dụng React Suspense để xử lý việc tìm nạp dữ liệu không đồng bộ và hiển thị giao diện người dùng dự phòng trong khi dữ liệu đang tải.
• Khử rung đầu vào: Sử dụng useDeferredValue để khử rung đầu vào và tránh hiển thị lại quá mức.
• Gộp các bản cập nhật trạng thái: Sử dụng useTransition để gộp các bản cập nhật trạng thái và ngăn chặn việc chặn luồng chính.
• Hồ sơ ứng dụng của bạn: Sử dụng React DevTools để lập hồ sơ ứng dụng của bạn và xác định các nút thắt hiệu suất.
• Tối ưu hóa thành phần: Ghi nhớ các thành phần bằng cách sử dụng React.memo để ngăn chặn việc hiển thị lại không cần thiết.
• Chia nhỏ mã: Sử dụng tính năng chia nhỏ mã để giảm thời gian tải ban đầu của ứng dụng.
• Tối ưu hóa hình ảnh: Tối ưu hóa hình ảnh để giảm kích thước tệp của chúng và cải thiện thời gian tải. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các ứng dụng được phân phối trên toàn cầu, nơi độ trễ mạng có thể rất lớn.
• Xem xét hiển thị phía máy chủ (SSR) hoặc tạo trang web tĩnh (SSG): Đối với các ứng dụng có nhiều nội dung, SSR hoặc SSG có thể cải thiện thời gian tải ban đầu và SEO.

Các cân nhắc toàn cầu

Khi phát triển các ứng dụng React cho đối tượng toàn cầu, điều quan trọng là phải xem xét các yếu tố như độ trễ mạng, khả năng của thiết bị và hỗ trợ ngôn ngữ. Dưới đây là một số mẹo để tối ưu hóa ứng dụng của bạn cho đối tượng toàn cầu:

• Mạng phân phối nội dung (CDN): Sử dụng CDN để phân phối tài sản của ứng dụng của bạn đến các máy chủ trên khắp thế giới. Điều này có thể giảm đáng kể độ trễ cho người dùng ở các khu vực địa lý khác nhau.
• Tải thích ứng: Triển khai các chiến lược tải thích ứng để phân phát các tài sản khác nhau dựa trên kết nối mạng và khả năng của thiết bị của người dùng.
• Quốc tế hóa (i18n): Sử dụng thư viện i18n để hỗ trợ nhiều ngôn ngữ và các biến thể khu vực.
• Bản địa hóa (l10n): Điều chỉnh ứng dụng của bạn cho các ngôn ngữ khác nhau bằng cách cung cấp các định dạng ngày, giờ và tiền tệ được bản địa hóa.
• Khả năng truy cập (a11y): Đảm bảo rằng ứng dụng của bạn có thể truy cập được đối với người dùng khuyết tật, tuân theo hướng dẫn WCAG. Điều này bao gồm cung cấp văn bản thay thế cho hình ảnh, sử dụng HTML ngữ nghĩa và đảm bảo điều hướng bằng bàn phím.
• Tối ưu hóa cho các thiết bị cấp thấp: Hãy lưu ý đến người dùng trên các thiết bị cũ hơn hoặc kém mạnh mẽ hơn. Giảm thiểu thời gian thực thi JavaScript và giảm kích thước tài sản của bạn.
• Kiểm tra ở các khu vực khác nhau: Sử dụng các công cụ như BrowserStack hoặc Sauce Labs để kiểm tra ứng dụng của bạn ở các khu vực địa lý khác nhau và trên các thiết bị khác nhau.
• Sử dụng các định dạng dữ liệu phù hợp: Khi xử lý ngày tháng và số, hãy nhận biết các quy ước khu vực khác nhau. Sử dụng các thư viện như date-fns hoặc Numeral.js để định dạng dữ liệu theo ngôn ngữ của người dùng.

Kết luận

Bộ lập lịch Chế Độ Đồng Thời của React và các cơ chế điều phối hàng đợi tác vụ tinh vi của nó là điều cần thiết để xây dựng các ứng dụng React có khả năng phản hồi và hiệu suất cao. Bằng cách hiểu cách bộ lập lịch ưu tiên các tác vụ và quản lý các loại cập nhật khác nhau, các nhà phát triển có thể tối ưu hóa ứng dụng của họ để cung cấp trải nghiệm người dùng mượt mà và thú vị cho người dùng trên khắp thế giới. Bằng cách tận dụng các tính năng như Suspense, useDeferredValue và useTransition, bạn có thể tinh chỉnh khả năng phản hồi của ứng dụng và đảm bảo rằng nó mang lại trải nghiệm tuyệt vời, ngay cả trên các thiết bị hoặc mạng chậm hơn.

Khi React tiếp tục phát triển, Chế Độ Đồng Thời có khả năng sẽ được tích hợp sâu hơn vào framework, khiến nó trở thành một khái niệm ngày càng quan trọng để các nhà phát triển React làm chủ.