Chế độ Đồng thời (Concurrent Mode) của React: Mở khóa Khả năng Kết xuất có thể gián đoạn cho Trải nghiệm Người dùng mượt mà hơn

React đã trở thành thư viện hàng đầu để xây dựng các giao diện người dùng động và tương tác. Khi các ứng dụng ngày càng phức tạp, việc duy trì độ phản hồi và cung cấp trải nghiệm người dùng liền mạch trở nên thách thức hơn. Chế độ Đồng thời (Concurrent Mode) của React là một bộ các tính năng mới giúp giải quyết những thách thức này bằng cách cho phép kết xuất có thể gián đoạn, cho phép React xử lý nhiều tác vụ đồng thời mà không chặn luồng chính.

Chế độ Đồng thời là gì?

Chế độ Đồng thời không phải là một công tắc đơn giản mà bạn bật lên; đó là một sự thay đổi cơ bản trong cách React xử lý các cập nhật và kết xuất. Nó giới thiệu khái niệm ưu tiên hóa các tác vụ và gián đoạn các quá trình kết xuất kéo dài để giữ cho giao diện người dùng luôn phản hồi. Hãy tưởng tượng nó giống như một nhạc trưởng tài ba chỉ huy dàn nhạc – quản lý các nhạc cụ khác nhau (tác vụ) và đảm bảo một buổi trình diễn hài hòa (trải nghiệm người dùng).

Theo truyền thống, React sử dụng mô hình kết xuất đồng bộ. Khi có một cập nhật xảy ra, React sẽ chặn luồng chính, tính toán các thay đổi cho DOM và cập nhật giao diện người dùng. Điều này có thể dẫn đến độ trễ đáng kể, đặc biệt là trong các ứng dụng có các thành phần phức tạp hoặc cập nhật thường xuyên. Ngược lại, Chế độ Đồng thời cho phép React tạm dừng, tiếp tục hoặc thậm chí hủy bỏ các tác vụ kết xuất dựa trên mức độ ưu tiên, ưu tiên cao hơn cho các tác vụ ảnh hưởng trực tiếp đến tương tác của người dùng, chẳng hạn như nhập liệu từ bàn phím hoặc nhấp chuột.

Các khái niệm chính của Chế độ Đồng thời

Để hiểu cách Chế độ Đồng thời hoạt động, điều quan trọng là phải làm quen với các khái niệm chính sau:

1. React Fiber

Fiber là kiến trúc nội bộ của React giúp Chế độ Đồng thời trở nên khả thi. Đó là một sự tái triển khai thuật toán cốt lõi của React. Thay vì duyệt qua cây thành phần một cách đệ quy và cập nhật DOM đồng bộ, Fiber chia nhỏ quá trình kết xuất thành các đơn vị công việc nhỏ hơn có thể được tạm dừng, tiếp tục hoặc hủy bỏ. Mỗi đơn vị công việc được đại diện bởi một nút Fiber, chứa thông tin về một thành phần, các props và trạng thái của nó.

Hãy coi Fiber như hệ thống quản lý dự án nội bộ của React. Nó theo dõi tiến trình của mỗi tác vụ kết xuất và cho phép React chuyển đổi giữa các tác vụ dựa trên mức độ ưu tiên và tài nguyên có sẵn.

2. Lập lịch và Ưu tiên hóa

Chế độ Đồng thời giới thiệu một cơ chế lập lịch tinh vi cho phép React ưu tiên các loại cập nhật khác nhau. Các cập nhật có thể được phân loại thành:

• Cập nhật khẩn cấp: Đây là những cập nhật đòi hỏi sự chú ý ngay lập tức, chẳng hạn như nhập liệu của người dùng hoặc các hoạt ảnh. React ưu tiên những cập nhật này để đảm bảo trải nghiệm người dùng phản hồi nhanh chóng.
• Cập nhật thông thường: Những cập nhật này ít quan trọng hơn và có thể được trì hoãn mà không ảnh hưởng đáng kể đến trải nghiệm người dùng. Ví dụ như tìm nạp dữ liệu hoặc các cập nhật nền.
• Cập nhật ưu tiên thấp: Đây là những cập nhật ít quan trọng nhất và có thể bị trì hoãn trong thời gian dài hơn nữa. Một ví dụ là cập nhật một biểu đồ hiện không hiển thị trên màn hình.

React sử dụng sự ưu tiên này để lập lịch cho các cập nhật theo cách giảm thiểu việc chặn luồng chính. Nó xen kẽ các cập nhật ưu tiên cao với các cập nhật ưu tiên thấp hơn, tạo cảm giác về một giao diện người dùng mượt mà và phản hồi nhanh.

3. Kết xuất có thể gián đoạn

Đây là cốt lõi của Chế độ Đồng thời. Kết xuất có thể gián đoạn cho phép React tạm dừng một tác vụ kết xuất nếu có một cập nhật ưu tiên cao hơn xuất hiện. React sau đó có thể chuyển sang tác vụ ưu tiên cao hơn, hoàn thành nó, và sau đó tiếp tục tác vụ kết xuất ban đầu. Điều này ngăn chặn các quá trình kết xuất kéo dài làm chặn luồng chính và khiến giao diện người dùng không phản hồi.

Hãy tưởng tượng bạn đang chỉnh sửa một tài liệu lớn. Với Chế độ Đồng thời, nếu bạn đột nhiên cần cuộn trang hoặc nhấp vào một nút, React có thể tạm dừng quá trình chỉnh sửa tài liệu, xử lý việc cuộn hoặc nhấp nút, và sau đó tiếp tục chỉnh sửa tài liệu mà không có bất kỳ độ trễ nào đáng chú ý. Đây là một cải tiến đáng kể so với mô hình kết xuất đồng bộ truyền thống, nơi quá trình chỉnh sửa sẽ phải hoàn tất trước khi React có thể phản hồi tương tác của người dùng.

4. Phân chia thời gian (Time Slicing)

Phân chia thời gian (Time Slicing) là một kỹ thuật được Chế độ Đồng thời sử dụng để chia các tác vụ kết xuất kéo dài thành các đoạn công việc nhỏ hơn. Mỗi đoạn công việc được thực thi trong một khoảng thời gian ngắn, cho phép React nhường quyền kiểm soát lại cho luồng chính một cách định kỳ. Điều này ngăn chặn bất kỳ tác vụ kết xuất đơn lẻ nào chặn luồng chính quá lâu, đảm bảo rằng giao diện người dùng vẫn phản hồi.

Hãy xem xét một biểu đồ dữ liệu phức tạp đòi hỏi nhiều tính toán. Với time slicing, React có thể chia nhỏ việc hiển thị biểu đồ thành các đoạn nhỏ hơn và kết xuất mỗi đoạn trong một lát cắt thời gian riêng biệt. Điều này ngăn việc hiển thị biểu đồ chặn luồng chính và cho phép người dùng tương tác với giao diện người dùng trong khi biểu đồ đang được kết xuất.

5. Suspense

Suspense là một cơ chế để xử lý các hoạt động bất đồng bộ, chẳng hạn như tìm nạp dữ liệu, một cách khai báo. Nó cho phép bạn bao bọc các thành phần bất đồng bộ bằng một ranh giới <Suspense> và chỉ định một giao diện người dùng dự phòng (fallback UI) sẽ được hiển thị trong khi dữ liệu đang được tìm nạp. Khi dữ liệu có sẵn, React sẽ tự động kết xuất thành phần với dữ liệu đó. Suspense tích hợp liền mạch với Chế độ Đồng thời, cho phép React ưu tiên kết xuất giao diện người dùng dự phòng trong khi dữ liệu đang được tìm nạp ở chế độ nền.

Ví dụ, bạn có thể sử dụng Suspense để hiển thị một chỉ báo tải (loading spinner) trong khi tìm nạp dữ liệu từ API. Khi dữ liệu đến, React sẽ tự động thay thế chỉ báo tải bằng dữ liệu thực tế, cung cấp một trải nghiệm người dùng mượt mà và liền mạch.

Lợi ích của Chế độ Đồng thời

Chế độ Đồng thời mang lại một số lợi ích đáng kể cho các ứng dụng React:

• Cải thiện độ phản hồi: Bằng cách cho phép React gián đoạn các quá trình kết xuất kéo dài và ưu tiên các tương tác của người dùng, Chế độ Đồng thời giúp các ứng dụng cảm thấy phản hồi nhanh hơn và tương tác tốt hơn.
• Nâng cao trải nghiệm người dùng: Khả năng hiển thị giao diện người dùng dự phòng trong khi dữ liệu đang được tìm nạp và ưu tiên các cập nhật quan trọng dẫn đến trải nghiệm người dùng mượt mà và liền mạch hơn.
• Hiệu suất tốt hơn: Mặc dù Chế độ Đồng thời không nhất thiết làm cho việc kết xuất nhanh hơn về tổng thể, nhưng nó phân phối công việc đều hơn, ngăn chặn các khoảng thời gian chặn dài và cải thiện hiệu suất cảm nhận được.
• Xử lý bất đồng bộ đơn giản hóa: Suspense đơn giản hóa quá trình xử lý các hoạt động bất đồng bộ, giúp việc xây dựng các ứng dụng phức tạp phụ thuộc vào tìm nạp dữ liệu trở nên dễ dàng hơn.

Các trường hợp sử dụng cho Chế độ Đồng thời

Chế độ Đồng thời đặc biệt có lợi cho các ứng dụng có các đặc điểm sau:

• Giao diện người dùng phức tạp: Các ứng dụng có số lượng lớn các thành phần hoặc logic kết xuất phức tạp.
• Cập nhật thường xuyên: Các ứng dụng đòi hỏi cập nhật giao diện người dùng thường xuyên, chẳng hạn như các bảng điều khiển thời gian thực hoặc các ứng dụng xử lý nhiều dữ liệu.
• Tìm nạp dữ liệu bất đồng bộ: Các ứng dụng phụ thuộc vào việc tìm nạp dữ liệu từ API hoặc các nguồn bất đồng bộ khác.
• Hoạt ảnh (Animations): Các ứng dụng sử dụng hoạt ảnh để nâng cao trải nghiệm người dùng.

Dưới đây là một số ví dụ cụ thể về cách Chế độ Đồng thời có thể được sử dụng trong các ứng dụng thực tế:

• Trang web thương mại điện tử: Cải thiện độ phản hồi của danh sách sản phẩm và kết quả tìm kiếm. Sử dụng Suspense để hiển thị các chỉ báo tải trong khi hình ảnh và mô tả sản phẩm đang được tìm nạp.
• Nền tảng mạng xã hội: Nâng cao trải nghiệm người dùng bằng cách ưu tiên các cập nhật cho bảng tin và thông báo của người dùng. Sử dụng Chế độ Đồng thời để xử lý mượt mà các hoạt ảnh và chuyển tiếp.
• Bảng điều khiển trực quan hóa dữ liệu: Cải thiện hiệu suất của các biểu đồ dữ liệu phức tạp bằng cách chia chúng thành các đoạn nhỏ hơn và kết xuất chúng trong các lát cắt thời gian riêng biệt.
• Trình soạn thảo tài liệu cộng tác: Đảm bảo trải nghiệm chỉnh sửa phản hồi nhanh bằng cách ưu tiên nhập liệu của người dùng và ngăn chặn các hoạt động kéo dài chặn luồng chính.

Cách kích hoạt Chế độ Đồng thời

Để kích hoạt Chế độ Đồng thời, bạn cần sử dụng một trong các API root mới được giới thiệu trong React 18:

• createRoot: Đây là cách được khuyến nghị để kích hoạt Chế độ Đồng thời cho các ứng dụng mới. Nó tạo ra một root sử dụng Chế độ Đồng thời theo mặc định.
• hydrateRoot: API này được sử dụng cho kết xuất phía máy chủ (SSR) và hydration. Nó cho phép bạn hydrate ứng dụng một cách lũy tiến, cải thiện thời gian tải ban đầu.

Đây là một ví dụ về cách sử dụng createRoot:

import React from 'react';
import { createRoot } from 'react-dom/client';
import App from './App';

const container = document.getElementById('root');
const root = createRoot(container); // Tạo một root.
root.render(<App />);

Lưu ý: ReactDOM.render đã bị phản đối (deprecated) trong React 18 khi sử dụng Chế độ Đồng thời. Thay vào đó, hãy sử dụng createRoot hoặc hydrateRoot.

Áp dụng Chế độ Đồng thời: Một cách tiếp cận dần dần

Việc chuyển đổi một ứng dụng React hiện có sang Chế độ Đồng thời không phải lúc nào cũng là một quá trình đơn giản. Nó thường đòi hỏi kế hoạch cẩn thận và một cách tiếp cận dần dần. Dưới đây là một chiến lược được đề xuất:

1. Cập nhật lên React 18: Bước đầu tiên là cập nhật ứng dụng của bạn lên React 18.
2. Kích hoạt Chế độ Đồng thời: Sử dụng createRoot hoặc hydrateRoot để kích hoạt Chế độ Đồng thời.
3. Xác định các vấn đề tiềm ẩn: Sử dụng React DevTools Profiler để xác định các thành phần gây ra tắc nghẽn hiệu suất hoặc hành vi không mong muốn.
4. Giải quyết các vấn đề tương thích: Một số thư viện của bên thứ ba hoặc các mẫu React cũ có thể không hoàn toàn tương thích với Chế độ Đồng thời. Bạn có thể cần cập nhật các thư viện này hoặc tái cấu trúc mã của mình để giải quyết các vấn đề này.
5. Triển khai Suspense: Sử dụng Suspense để xử lý các hoạt động bất đồng bộ và cải thiện trải nghiệm người dùng.
6. Kiểm tra kỹ lưỡng: Kiểm tra kỹ lưỡng ứng dụng của bạn để đảm bảo rằng Chế độ Đồng thời hoạt động như mong đợi và không có sự suy giảm về chức năng hoặc hiệu suất.

Những thách thức và lưu ý tiềm ẩn

Mặc dù Chế độ Đồng thời mang lại những lợi ích đáng kể, điều quan trọng là phải nhận thức được một số thách thức và lưu ý tiềm ẩn:

• Vấn đề tương thích: Như đã đề cập trước đó, một số thư viện của bên thứ ba hoặc các mẫu React cũ có thể không hoàn toàn tương thích với Chế độ Đồng thời. Bạn có thể cần cập nhật các thư viện này hoặc tái cấu trúc mã của mình để giải quyết các vấn đề này. Điều này có thể bao gồm việc viết lại một số phương thức vòng đời nhất định hoặc sử dụng các API mới do React 18 cung cấp.
• Độ phức tạp của mã nguồn: Chế độ Đồng thời có thể làm tăng độ phức tạp cho codebase của bạn, đặc biệt khi xử lý các hoạt động bất đồng bộ và Suspense. Điều quan trọng là phải hiểu các khái niệm cơ bản và viết mã theo cách tương thích với Chế độ Đồng thời.
• Gỡ lỗi (Debugging): Gỡ lỗi các ứng dụng Chế độ Đồng thời có thể khó khăn hơn so với gỡ lỗi các ứng dụng React truyền thống. React DevTools Profiler là một công cụ có giá trị để xác định các tắc nghẽn hiệu suất và hiểu hành vi của Chế độ Đồng thời.
• Đường cong học tập: Có một đường cong học tập liên quan đến Chế độ Đồng thời. Các nhà phát triển cần hiểu các khái niệm và API mới để sử dụng nó một cách hiệu quả. Việc đầu tư thời gian vào việc tìm hiểu về Chế độ Đồng thời và các phương pháp hay nhất của nó là điều cần thiết.
• Kết xuất phía máy chủ (SSR): Đảm bảo rằng thiết lập SSR của bạn tương thích với Chế độ Đồng thời. Việc sử dụng hydrateRoot là rất quan trọng để hydrate ứng dụng đúng cách ở phía máy khách sau khi kết xuất trên máy chủ.

Các phương pháp hay nhất cho Chế độ Đồng thời

Để tận dụng tối đa Chế độ Đồng thời, hãy tuân theo các phương pháp hay nhất sau:

• Giữ các thành phần nhỏ và tập trung: Các thành phần nhỏ hơn dễ dàng kết xuất và cập nhật hơn, điều này có thể cải thiện hiệu suất. Chia nhỏ các thành phần lớn thành các đơn vị nhỏ hơn, dễ quản lý hơn.
• Tránh các hiệu ứng phụ trong phương thức render: Tránh thực hiện các hiệu ứng phụ (ví dụ: tìm nạp dữ liệu, thao tác DOM) trực tiếp trong phương thức render. Sử dụng hook useEffect cho các hiệu ứng phụ.
• Tối ưu hóa hiệu suất kết xuất: Sử dụng các kỹ thuật như memoization (React.memo), shouldComponentUpdate và PureComponent để ngăn chặn các lần kết xuất lại không cần thiết.
• Sử dụng Suspense cho các hoạt động bất đồng bộ: Bao bọc các thành phần bất đồng bộ bằng các ranh giới <Suspense> để cung cấp giao diện người dùng dự phòng trong khi dữ liệu đang được tìm nạp.
• Phân tích ứng dụng của bạn: Sử dụng React DevTools Profiler để xác định các tắc nghẽn hiệu suất và tối ưu hóa mã của bạn.
• Kiểm tra kỹ lưỡng: Kiểm tra kỹ lưỡng ứng dụng của bạn để đảm bảo rằng Chế độ Đồng thời hoạt động như mong đợi và không có sự suy giảm về chức năng hoặc hiệu suất.

Tương lai của React và Chế độ Đồng thời

Chế độ Đồng thời đại diện cho một bước tiến quan trọng trong sự phát triển của React. Nó mở ra những khả năng mới để xây dựng các giao diện người dùng phản hồi nhanh và tương tác. Khi React tiếp tục phát triển, chúng ta có thể mong đợi sẽ thấy nhiều tính năng và tối ưu hóa tiên tiến hơn được xây dựng trên nền tảng của Chế độ Đồng thời. React ngày càng được sử dụng trong các bối cảnh toàn cầu đa dạng, từ Mỹ Latinh đến Đông Nam Á. Việc đảm bảo rằng các ứng dụng React hoạt động tốt, đặc biệt là trên các thiết bị cấu hình thấp và kết nối mạng chậm phổ biến ở nhiều nơi trên thế giới, là rất quan trọng.

Cam kết của React đối với hiệu suất, kết hợp với sức mạnh của Chế độ Đồng thời, làm cho nó trở thành một lựa chọn hấp dẫn để xây dựng các ứng dụng web hiện đại mang lại trải nghiệm người dùng tuyệt vời cho người dùng trên toàn cầu. Khi ngày càng có nhiều nhà phát triển áp dụng Chế độ Đồng thời, chúng ta có thể mong đợi sẽ thấy một thế hệ ứng dụng React mới phản hồi nhanh hơn, hiệu quả hơn và thân thiện với người dùng hơn.

Kết luận

Chế độ Đồng thời của React là một bộ tính năng mạnh mẽ cho phép kết xuất có thể gián đoạn, ưu tiên hóa các cập nhật và xử lý tốt hơn các hoạt động bất đồng bộ. Bằng cách hiểu các khái niệm chính của Chế độ Đồng thời và tuân theo các phương pháp hay nhất, bạn có thể khai thác toàn bộ tiềm năng của React và xây dựng các ứng dụng mang lại trải nghiệm người dùng mượt mà và phản hồi nhanh hơn cho người dùng trên toàn thế giới. Hãy nắm bắt Chế độ Đồng thời và bắt đầu xây dựng tương lai của web với React!