Bộ phân tích chế độ đồng thời React Fiber: Trực quan hóa hiệu suất kết xuất

React Fiber, được giới thiệu trong React 16, đã cách mạng hóa cách React quản lý các bản cập nhật DOM. Chế độ đồng thời, được xây dựng dựa trên Fiber, mở ra các khả năng mạnh mẽ để xây dựng giao diện người dùng có khả năng phản hồi cao. Tuy nhiên, việc hiểu và tối ưu hóa hiệu suất trong Chế độ đồng thời đòi hỏi các công cụ chuyên dụng. Đây là lúc Bộ phân tích chế độ đồng thời React Fiber xuất hiện.

React Fiber là gì?

Trước khi đi sâu vào Bộ phân tích, hãy xem lại nhanh về React Fiber. Theo truyền thống, React sử dụng quy trình đối chiếu đồng bộ. Khi trạng thái của một thành phần thay đổi, React sẽ ngay lập tức kết xuất lại toàn bộ cây thành phần, có khả năng chặn luồng chính và dẫn đến giao diện người dùng bị giật, đặc biệt đối với các ứng dụng phức tạp. Fiber đã giải quyết hạn chế này bằng cách giới thiệu một thuật toán đối chiếu không đồng bộ, có thể ngắt quãng.

Các lợi ích chính của Fiber bao gồm:

• Ưu tiên hóa: Fiber cho phép React ưu tiên các bản cập nhật dựa trên mức độ quan trọng của chúng. Các bản cập nhật quan trọng (ví dụ: đầu vào của người dùng) có thể được xử lý ngay lập tức, trong khi các bản cập nhật ít khẩn cấp hơn (ví dụ: lấy dữ liệu nền) có thể bị trì hoãn.
• Khả năng ngắt quãng: React có thể tạm dừng, tiếp tục hoặc từ bỏ công việc kết xuất khi cần thiết, ngăn các tác vụ chạy dài chặn giao diện người dùng.
• Kết xuất gia tăng: Fiber chia nhỏ công việc kết xuất thành các đơn vị nhỏ hơn, cho phép React cập nhật DOM theo các gia số nhỏ hơn, cải thiện hiệu suất cảm nhận được.

Hiểu về Chế độ đồng thời

Chế độ đồng thời được xây dựng dựa trên Fiber để mở khóa các tính năng nâng cao nhằm xây dựng các ứng dụng tương tác và phản hồi tốt hơn. Nó giới thiệu các API và chiến lược kết xuất mới cho phép React:

• API Chuyển đổi (Transition API): Cho phép bạn đánh dấu các bản cập nhật là chuyển đổi, cho biết rằng chúng có thể mất nhiều thời gian hơn để kết xuất mà không chặn giao diện người dùng. Điều này cho phép React ưu tiên các tương tác của người dùng trong khi dần dần cập nhật các phần ít quan trọng hơn của màn hình.
• Suspense: Cho phép bạn xử lý trạng thái tải một cách duyên dáng cho việc lấy dữ liệu và chia nhỏ mã. Bạn có thể hiển thị giao diện người dùng dự phòng (ví dụ: bộ đếm, trình giữ chỗ) trong khi dữ liệu đang được tải, cải thiện trải nghiệm người dùng.
• Kết xuất ngoài màn hình (Offscreen Rendering): Cho phép bạn kết xuất các thành phần ở chế độ nền, do đó chúng sẵn sàng được hiển thị ngay lập tức khi cần.

Giới thiệu Bộ phân tích chế độ đồng thời React Fiber

Bộ phân tích chế độ đồng thời React Fiber là một công cụ mạnh mẽ để trực quan hóa và phân tích hiệu suất kết xuất của các ứng dụng React, đặc biệt là những ứng dụng sử dụng Chế độ đồng thời. Nó được tích hợp vào tiện ích mở rộng trình duyệt React DevTools và cung cấp thông tin chi tiết về cách React đang kết xuất các thành phần của bạn.

Với Bộ phân tích, bạn có thể:

• Xác định các thành phần chậm: Xác định các thành phần mất nhiều thời gian nhất để kết xuất.
• Phân tích các mẫu kết xuất: Hiểu cách React ưu tiên và lập lịch các bản cập nhật.
• Tối ưu hóa hiệu suất: Xác định và giải quyết các nút thắt hiệu suất để cải thiện khả năng phản hồi.

Thiết lập Bộ phân tích

Để sử dụng Bộ phân tích chế độ đồng thời React Fiber, bạn sẽ cần:

1. React DevTools: Cài đặt tiện ích mở rộng trình duyệt React DevTools cho Chrome, Firefox hoặc Edge.
2. React 16.4+: Đảm bảo ứng dụng React của bạn đang sử dụng React phiên bản 16.4 trở lên (lý tưởng nhất là phiên bản mới nhất).
3. Chế độ phát triển: Bộ phân tích chủ yếu được thiết kế để sử dụng trong chế độ phát triển. Mặc dù bạn có thể phân tích các bản dựng sản xuất, kết quả có thể ít chi tiết và chính xác hơn.

Sử dụng Bộ phân tích

Sau khi bạn đã thiết lập Bộ phân tích, hãy làm theo các bước sau để phân tích hiệu suất ứng dụng của bạn:

1. Mở React DevTools: Mở công cụ dành cho nhà phát triển của trình duyệt và chọn tab "Profiler".
2. Bắt đầu ghi: Nhấp vào nút "Record" để bắt đầu phân tích ứng dụng của bạn.
3. Tương tác với ứng dụng của bạn: Sử dụng ứng dụng của bạn như một người dùng điển hình. Kích hoạt các hành động khác nhau, điều hướng giữa các trang và tương tác với các thành phần khác nhau.
4. Dừng ghi: Nhấp vào nút "Stop" để kết thúc phiên phân tích.
5. Phân tích kết quả: Bộ phân tích sẽ hiển thị hình ảnh trực quan về hiệu suất kết xuất của ứng dụng của bạn.

Trực quan hóa Bộ phân tích

Bộ phân tích cung cấp nhiều loại trực quan hóa để giúp bạn hiểu hiệu suất kết xuất của ứng dụng:

Biểu đồ ngọn lửa (Flame Chart)

Biểu đồ ngọn lửa là trực quan hóa chính trong Bộ phân tích. Nó hiển thị biểu diễn phân cấp của cây thành phần của bạn, với mỗi thanh đại diện cho một thành phần và thời gian kết xuất của nó. Độ rộng của thanh tương ứng với lượng thời gian dành cho việc kết xuất thành phần đó. Các thành phần ở trên cùng của biểu đồ là các thành phần cha, và các thành phần ở dưới cùng của biểu đồ là các thành phần con. Điều này giúp dễ dàng xem tổng thời gian dành cho mỗi phần của cây thành phần và nhanh chóng xác định các thành phần mất nhiều thời gian nhất để kết xuất.

Diễn giải Biểu đồ ngọn lửa:

• Các thanh rộng: Chỉ ra các thành phần mất một lượng thời gian đáng kể để kết xuất. Đây là những khu vực tiềm năng để tối ưu hóa.
• Cây sâu: Có thể chỉ ra việc lồng ghép quá mức hoặc kết xuất lại không cần thiết.
• Khoảng trống: Có thể chỉ ra thời gian chờ đợi dữ liệu hoặc các hoạt động không đồng bộ khác.

Biểu đồ xếp hạng (Ranked Chart)

Biểu đồ xếp hạng hiển thị danh sách các thành phần được sắp xếp theo tổng thời gian kết xuất của chúng. Điều này cung cấp một cái nhìn tổng quan nhanh về các thành phần đóng góp nhiều nhất vào chi phí hiệu suất của ứng dụng của bạn. Đây là một điểm khởi đầu tốt để xác định các thành phần cần tối ưu hóa.

Sử dụng Biểu đồ xếp hạng:

• Tập trung vào các thành phần ở đầu danh sách, vì chúng là những thành phần quan trọng nhất về hiệu suất.
• So sánh thời gian kết xuất của các thành phần khác nhau để xác định các thành phần chậm một cách không tương xứng.

Biểu đồ thành phần (Component Chart)

Biểu đồ thành phần hiển thị chế độ xem chi tiết về lịch sử kết xuất của một thành phần duy nhất. Nó cho thấy thời gian kết xuất của thành phần thay đổi như thế nào theo thời gian, cho phép bạn xác định các mẫu và mối tương quan với các tương tác cụ thể của người dùng hoặc thay đổi dữ liệu.

Phân tích Biểu đồ thành phần:

• Tìm kiếm các đỉnh trong thời gian kết xuất, điều này có thể cho thấy các nút thắt hiệu suất.
• Đối chiếu thời gian kết xuất với các hành động cụ thể của người dùng hoặc cập nhật dữ liệu.
• So sánh thời gian kết xuất của các phiên bản khác nhau của thành phần để theo dõi các cải tiến hiệu suất.

Tương tác (Interactions)

Chế độ xem Tương tác làm nổi bật những khoảnh khắc khi các tương tác của người dùng kích hoạt các bản cập nhật. Điều này đặc biệt hữu ích trong Chế độ đồng thời để hiểu cách React ưu tiên công việc liên quan đến đầu vào của người dùng.

Các kỹ thuật tối ưu hóa hiệu suất

Sau khi bạn đã xác định được các nút thắt hiệu suất bằng Bộ phân tích, bạn có thể áp dụng nhiều kỹ thuật tối ưu hóa khác nhau để cải thiện khả năng phản hồi của ứng dụng. Dưới đây là một số chiến lược phổ biến:

1. Ghi nhớ (Memoization)

Ghi nhớ là một kỹ thuật mạnh mẽ để ngăn chặn việc kết xuất lại không cần thiết. Nó bao gồm việc lưu trữ kết quả của các phép tính tốn kém và sử dụng lại chúng khi các đầu vào giống nhau được cung cấp. Trong React, bạn có thể sử dụng React.memo cho các thành phần hàm và shouldComponentUpdate (hoặc PureComponent) cho các thành phần lớp để triển khai ghi nhớ.

Ví dụ (React.memo):

const MyComponent = React.memo(function MyComponent(props) {
  // ... logic kết xuất ...
});

Ví dụ (shouldComponentUpdate):

class MyComponent extends React.Component {
  shouldComponentUpdate(nextProps, nextState) {
    // So sánh props và state để xác định xem có cần kết xuất lại hay không
    return nextProps.data !== this.props.data;
  }

  render() {
    // ... logic kết xuất ...
  }
}

Cân nhắc quốc tế: Khi ghi nhớ các thành phần hiển thị nội dung được bản địa hóa (ví dụ: ngày tháng, số, văn bản), hãy đảm bảo rằng khóa ghi nhớ bao gồm thông tin ngôn ngữ. Nếu không, thành phần có thể không kết xuất lại khi ngôn ngữ thay đổi.

2. Chia nhỏ mã (Code Splitting)

Chia nhỏ mã bao gồm việc chia nhỏ mã ứng dụng của bạn thành các gói nhỏ hơn có thể được tải theo yêu cầu. Điều này làm giảm thời gian tải ban đầu và cải thiện hiệu suất cảm nhận được. React cung cấp nhiều cơ chế để chia nhỏ mã, bao gồm nhập động và React.lazy.

Ví dụ (React.lazy):

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

function MyParentComponent() {
  return (
    Đang tải...
}>
      
    
  );
}

Tối ưu hóa toàn cầu: Chia nhỏ mã có thể đặc biệt có lợi cho các ứng dụng có cơ sở mã lớn hoặc các ứng dụng hỗ trợ nhiều ngôn ngữ hoặc khu vực. Bằng cách chia nhỏ mã dựa trên ngôn ngữ hoặc khu vực, bạn có thể giảm kích thước tải xuống cho người dùng ở các vị trí cụ thể.

3. Ảo hóa (Virtualization)

Ảo hóa là một kỹ thuật để kết xuất hiệu quả các danh sách hoặc bảng lớn. Nó bao gồm việc chỉ kết xuất các mục hiện đang hiển thị trong khung nhìn, thay vì kết xuất toàn bộ danh sách cùng một lúc. Điều này có thể cải thiện đáng kể hiệu suất cho các ứng dụng hiển thị tập dữ liệu lớn.

Các thư viện như react-window và react-virtualized cung cấp các thành phần để triển khai ảo hóa trong các ứng dụng React.

4. Giảm nhịp (Debouncing) và Giới hạn tốc độ (Throttling)

Giảm nhịp và giới hạn tốc độ là các kỹ thuật để hạn chế tốc độ thực thi của các hàm. Giảm nhịp trì hoãn việc thực thi một hàm cho đến sau một khoảng thời gian không hoạt động. Giới hạn tốc độ thực thi một hàm tối đa một lần trong một khoảng thời gian nhất định. Các kỹ thuật này có thể được sử dụng để ngăn chặn việc kết xuất lại quá mức để phản hồi đầu vào người dùng hoặc thay đổi dữ liệu thường xuyên.

Ví dụ (Giảm nhịp):

import { debounce } from 'lodash';

function MyComponent() {
  const handleInputChange = debounce((value) => {
    // Thực hiện hoạt động tốn kém ở đây
    console.log('Giá trị đầu vào:', value);
  }, 300);

  return (
     handleInputChange(e.target.value)} />
  );
}

Ví dụ (Giới hạn tốc độ):

import { throttle } from 'lodash';

function MyComponent() {
  const handleScroll = throttle(() => {
    // Thực hiện hoạt động tốn kém ở đây
    console.log('Đang cuộn...');
  }, 200);

  useEffect(() => {
    window.addEventListener('scroll', handleScroll);
    return () => window.removeEventListener('scroll', handleScroll);
  }, [handleScroll]);

  return (
    
Cuộn để kích hoạt hàm giới hạn tốc độ
  );
}

5. Tối ưu hóa việc lấy dữ liệu

Việc lấy dữ liệu không hiệu quả có thể là nguồn gốc chính của các nút thắt hiệu suất. Hãy xem xét các chiến lược sau:

• Sử dụng cơ chế lưu trữ bộ nhớ đệm: Lưu trữ bộ nhớ đệm dữ liệu được truy cập thường xuyên để tránh các yêu cầu mạng lặp lại.
• Chỉ lấy dữ liệu bạn cần: Tránh lấy quá nhiều dữ liệu không được thành phần sử dụng. GraphQL có thể hữu ích ở đây.
• Tối ưu hóa các điểm cuối API: Làm việc với nhóm back-end của bạn để tối ưu hóa các điểm cuối API cho hiệu suất.
• Sử dụng Suspense để lấy dữ liệu: Tận dụng React Suspense để quản lý trạng thái tải một cách duyên dáng.

6. Tránh cập nhật trạng thái không cần thiết

Quản lý cẩn thận trạng thái của thành phần của bạn. Chỉ cập nhật trạng thái khi cần thiết và tránh cập nhật trạng thái với cùng một giá trị. Sử dụng các cấu trúc dữ liệu bất biến để đơn giản hóa việc quản lý trạng thái và ngăn ngừa các đột biến ngẫu nhiên.

7. Tối ưu hóa hình ảnh và tài sản

Hình ảnh và các tài sản lớn khác có thể ảnh hưởng đáng kể đến thời gian tải trang. Tối ưu hóa hình ảnh của bạn bằng cách:

• Nén hình ảnh: Sử dụng các công cụ như ImageOptim hoặc TinyPNG để giảm kích thước tệp hình ảnh.
• Sử dụng các định dạng hình ảnh phù hợp: Sử dụng WebP cho khả năng nén và chất lượng vượt trội so với JPEG hoặc PNG.
• Tải hình ảnh lười biếng: Chỉ tải hình ảnh khi chúng hiển thị trong khung nhìn.
• Sử dụng Mạng phân phối nội dung (CDN): Phân phối tài sản của bạn trên nhiều máy chủ để cải thiện tốc độ tải xuống cho người dùng trên toàn thế giới.

Tối ưu hóa toàn cầu: Cân nhắc sử dụng CDN có máy chủ đặt tại nhiều khu vực địa lý để đảm bảo tốc độ tải xuống nhanh chóng cho người dùng trên toàn thế giới. Ngoài ra, hãy lưu ý đến luật bản quyền hình ảnh ở các quốc gia khác nhau khi chọn hình ảnh cho ứng dụng của bạn.

8. Xử lý sự kiện hiệu quả

Đảm bảo các trình xử lý sự kiện của bạn hiệu quả và tránh thực hiện các hoạt động tốn kém trong đó. Giảm nhịp hoặc giới hạn tốc độ của các trình xử lý sự kiện nếu cần để ngăn chặn việc kết xuất lại quá mức.

9. Sử dụng bản dựng sản xuất

Luôn triển khai các bản dựng sản xuất của ứng dụng React của bạn. Các bản dựng sản xuất được tối ưu hóa cho hiệu suất và thường nhỏ hơn các bản dựng phát triển. Sử dụng các công cụ như create-react-app hoặc Next.js để tạo các bản dựng sản xuất.

10. Phân tích thư viện của bên thứ ba

Các thư viện của bên thứ ba đôi khi có thể gây ra các nút thắt hiệu suất. Sử dụng Bộ phân tích để phân tích hiệu suất của các phần phụ thuộc của bạn và xác định bất kỳ thư viện nào đang đóng góp vào các sự cố hiệu suất. Cân nhắc thay thế hoặc tối ưu hóa các thư viện chậm nếu cần.

Các kỹ thuật phân tích nâng cao

Phân tích các bản dựng sản xuất

Mặc dù Bộ phân tích chủ yếu được thiết kế cho chế độ phát triển, bạn cũng có thể phân tích các bản dựng sản xuất. Tuy nhiên, kết quả có thể ít chi tiết và chính xác hơn do các tối ưu hóa được thực hiện trong quá trình xây dựng. Để phân tích bản dựng sản xuất, bạn sẽ cần bật phân tích trong cấu hình bản dựng sản xuất. Tham khảo tài liệu của React để biết hướng dẫn về cách thực hiện việc này.

Phân tích các tương tác cụ thể

Để tập trung vào các tương tác cụ thể, bạn có thể bắt đầu và dừng Bộ phân tích xung quanh các tương tác đó. Điều này cho phép bạn cô lập các đặc điểm hiệu suất của các tương tác đó và xác định bất kỳ nút thắt nào.

Sử dụng API Bộ phân tích

React cung cấp một API Bộ phân tích cho phép bạn đo lường hiệu suất của các thành phần cụ thể hoặc các phần mã của bạn một cách có lập trình. Điều này có thể hữu ích để tự động hóa kiểm tra hiệu suất hoặc để thu thập dữ liệu hiệu suất chi tiết trong môi trường sản xuất. Tham khảo tài liệu của React để biết thêm thông tin về API Bộ phân tích.

Kết luận

Bộ phân tích chế độ đồng thời React Fiber là một công cụ vô giá để hiểu và tối ưu hóa hiệu suất kết xuất của các ứng dụng React của bạn. Bằng cách sử dụng Bộ phân tích để trực quan hóa các nút thắt hiệu suất, xác định các thành phần chậm và phân tích các mẫu kết xuất, bạn có thể xây dựng giao diện người dùng nhanh hơn, phản hồi tốt hơn và hấp dẫn hơn. Hãy nhớ kết hợp thông tin chi tiết thu được từ Bộ phân tích với các phương pháp hay nhất để tối ưu hóa hiệu suất React, chẳng hạn như ghi nhớ, chia nhỏ mã, ảo hóa và lấy dữ liệu hiệu quả. Bằng cách áp dụng các kỹ thuật này, bạn có thể mang lại trải nghiệm người dùng vượt trội cho người dùng trên toàn thế giới.