جلب البيانات في الخلفية: المزامنة السلسة للبيانات دون اتصال بالإنترنت لتطبيقات الويب الحديثة

في عالم اليوم المتصل، يتوقع المستخدمون أن تكون تطبيقات الويب سريعة الاستجابة ومتاحة، حتى في المناطق ذات الاتصال الشبكي المحدود أو غير الموثوق. توفر واجهة برمجة تطبيقات الويب القوية "جلب البيانات في الخلفية" (Background Fetch) آلية متينة لتنزيل ومزامنة البيانات في الخلفية، مما يضمن تجربة سلسة دون اتصال بالإنترنت للمستخدمين في جميع أنحاء العالم. سيستكشف هذا الدليل الشامل المفاهيم واستراتيجيات التنفيذ وحالات الاستخدام وأفضل الممارسات المرتبطة بـ Background Fetch.

فهم أساسيات جلب البيانات في الخلفية

ما هو جلب البيانات في الخلفية؟

جلب البيانات في الخلفية هي واجهة برمجة تطبيقات ويب (API) تسمح لـ Service Worker ببدء وإدارة التنزيلات الكبيرة في الخلفية، حتى عندما يغلق المستخدم التطبيق أو ينتقل بعيدًا عن الصفحة. هذه الوظيفة مفيدة بشكل خاص للتطبيقات التقدمية على الويب (PWAs) التي تهدف إلى توفير تجربة شبيهة بالتطبيقات، بما في ذلك الوصول إلى المحتوى والموارد دون اتصال بالإنترنت.

على عكس طلبات الجلب التقليدية، التي ترتبط بدورة حياة صفحة الويب، يعمل جلب البيانات في الخلفية بشكل مستقل، مما يسمح للتنزيلات بالاستمرار دون انقطاع. وهذا يجعله مثاليًا لسيناريوهات مثل تنزيل ملفات الوسائط الكبيرة، أو التخزين المؤقت لأصول الموقع، أو مزامنة البيانات من الخوادم البعيدة.

المفاهيم والمكونات الرئيسية

• عامل الخدمة (Service Worker): هو نص برمجي يعمل في الخلفية، منفصل عن خيط المتصفح الرئيسي، مما يتيح ميزات مثل الدعم دون اتصال، والإشعارات الفورية، والمزامنة في الخلفية. يتم بدء وإدارة جلب البيانات في الخلفية بواسطة عامل الخدمة.
• واجهة برمجة تطبيقات التخزين المؤقت (Cache API): آلية لتخزين واسترداد طلبات واستجابات الشبكة. غالبًا ما يتكامل جلب البيانات في الخلفية مع واجهة برمجة تطبيقات التخزين المؤقت لتخزين البيانات التي تم تنزيلها للوصول إليها دون اتصال.
• واجهة برمجة تطبيقات جلب البيانات في الخلفية (Background Fetch API): مجموعة من واجهات جافاسكريبت التي تتيح لك بدء ومراقبة وإدارة التنزيلات في الخلفية.
• التسجيل (Registration): عملية إنشاء طلب جلب في الخلفية، وتحديد الموارد المراد تنزيلها وأي بيانات وصفية مرتبطة بها.
• تتبع التقدم (Progress Tracking): القدرة على مراقبة تقدم التنزيل في الخلفية، وتوفير تحديثات للمستخدم أو تنفيذ إجراءات عند الاكتمال أو الفشل.

حالات استخدام جلب البيانات في الخلفية

يمكن تطبيق جلب البيانات في الخلفية على مجموعة واسعة من حالات الاستخدام، مما يعزز تجربة المستخدم ويحسن الأداء العام لتطبيقات الويب. فيما يلي بعض الأمثلة البارزة:

توفر المحتوى دون اتصال بالإنترنت

أحد حالات الاستخدام الأساسية لـ Background Fetch هو تمكين الوصول إلى المحتوى دون اتصال بالإنترنت. تخيل تطبيق أخبار حيث يمكن للمستخدمين تنزيل المقالات والصور لقراءتها لاحقًا، حتى بدون اتصال بالإنترنت. يمكن استخدام Background Fetch لتنزيل أحدث المقالات في الخلفية، مما يضمن أن المستخدمين لديهم دائمًا إمكانية الوصول إلى محتوى جديد، بغض النظر عن حالة الاتصال الخاصة بهم.

مثال: تطبيق دليل سياحي يسمح للمستخدمين بتنزيل الخرائط وأدلة المدن للاستخدام دون اتصال بالإنترنت. يتم استخدام Background Fetch لتنزيل هذه الموارد عندما يكون لدى المستخدم اتصال إنترنت مستقر، مما يضمن توفرها عندما يسافر المستخدم في مناطق ذات اتصال محدود.

التخزين المؤقت لأصول الموقع

يمكن استخدام Background Fetch للتخزين المؤقت لأصول الموقع، مثل الصور وأوراق الأنماط وملفات جافاسكريبت، مما يحسن سرعة تحميل التطبيق ويقلل من استهلاك النطاق الترددي. من خلال التخزين المؤقت لهذه الأصول في الخلفية، يمكن تحميل التطبيق بشكل أسرع في الزيارات اللاحقة، حتى عندما يكون المستخدم غير متصل بالإنترنت.

مثال: يستخدم موقع للتجارة الإلكترونية Background Fetch للتخزين المسبق لصور المنتجات وأوصافها، مما يضمن أن يتمكن المستخدمون من تصفح الكتالوج بسرعة وكفاءة، حتى على اتصالات الشبكة البطيئة.

تنزيل الملفات الكبيرة

يعتبر Background Fetch مناسبًا بشكل خاص لتنزيل الملفات الكبيرة، مثل مقاطع الفيديو أو الملفات الصوتية أو تحديثات البرامج. على عكس طرق التنزيل التقليدية، يسمح Background Fetch باستمرار التنزيلات دون انقطاع، حتى إذا انتقل المستخدم بعيدًا عن الصفحة أو أغلق التطبيق.

مثال: يستخدم تطبيق بودكاست Background Fetch لتنزيل الحلقات الجديدة في الخلفية، مما يسمح للمستخدمين بالاستماع إلى برامجهم المفضلة دون اتصال بالإنترنت، أثناء التنقل أو السفر.

مزامنة البيانات

يمكن استخدام Background Fetch لمزامنة البيانات بين العميل والخادم، مما يضمن أن التطبيق محدث دائمًا. وهذا مهم بشكل خاص للتطبيقات التي تتطلب بيانات في الوقت الفعلي، مثل تطبيقات الوسائط الاجتماعية أو أدوات التعاون.

مثال: يستخدم تطبيق لإدارة المهام Background Fetch لمزامنة المهام والمشاريع بين جهاز المستخدم والخادم، مما يضمن أن جميع التغييرات تنعكس على جميع الأجهزة، حتى عندما يكون المستخدم غير متصل بالإنترنت.

تنفيذ جلب البيانات في الخلفية

يتضمن تنفيذ جلب البيانات في الخلفية عدة خطوات، بما في ذلك تسجيل عامل الخدمة، وإنشاء طلب جلب في الخلفية، والتعامل مع تقدم التنزيل واكتماله.

تسجيل عامل الخدمة

الخطوة الأولى هي تسجيل عامل خدمة (Service Worker)، والذي سيتعامل مع طلبات الجلب في الخلفية. عامل الخدمة هو ملف جافاسكريبت يعمل في الخلفية، منفصل عن خيط المتصفح الرئيسي. لتسجيل عامل خدمة، أضف الكود التالي إلى ملف جافاسكريبت الرئيسي الخاص بك:

            if ('serviceWorker' in navigator) {
  navigator.serviceWorker.register('/service-worker.js')
    .then(function(registration) {
      console.log('Service Worker registered with scope:', registration.scope);
    })
    .catch(function(error) {
      console.log('Service Worker registration failed:', error);
    });
}

            

              
                Copy
              
            
          

إنشاء طلب جلب في الخلفية

بمجرد تسجيل عامل الخدمة، يمكنك إنشاء طلب جلب في الخلفية باستخدام طريقة BackgroundFetchManager.fetch(). تأخذ هذه الطريقة الوسائط التالية:

• id: معرف فريد لطلب الجلب في الخلفية.
• requests: مصفوفة من عناوين URL المراد تنزيلها.
• options: كائن اختياري يحدد خيارات إضافية، مثل العنوان والرموز ووجهة التنزيل.

إليك مثال على كيفية إنشاء طلب جلب في الخلفية:

            navigator.serviceWorker.ready.then(async registration => {
  try {
    const bgFetch = await registration.backgroundFetch.fetch('my-download',
      ['/images/image1.jpg', '/images/image2.jpg'],
      {
        title: 'My Awesome Download',
        icons: [{
          sizes: '300x300',
          src: '/images/icon.png',
          type: 'image/png',
        }],
        downloadTotal: 2048, // Expected download size in bytes.
      }
    );

    console.log('Background Fetch registered', bgFetch);

    bgFetch.addEventListener('progress', () => {
      console.log(`Downloaded ${bgFetch.downloaded} of ${bgFetch.downloadTotal}`);
    });
  } catch (err) {
    console.error(err);
  }
});

            

              
                Copy
              
            
          

التعامل مع تقدم التنزيل واكتماله

يمكنك تتبع تقدم التنزيل في الخلفية من خلال الاستماع إلى حدث progress على كائن BackgroundFetchRegistration. يتم إطلاق هذا الحدث بشكل دوري مع تقدم التنزيل، مما يوفر تحديثات حول كمية البيانات التي تم تنزيلها.

عند اكتمال التنزيل، يتم إطلاق حدث backgroundfetchsuccess. يمكنك استخدام هذا الحدث لتنفيذ إجراءات مثل عرض إشعار للمستخدم أو تحديث واجهة مستخدم التطبيق.

إذا فشل التنزيل، يتم إطلاق حدث backgroundfetchfail. يمكنك استخدام هذا الحدث للتعامل مع الأخطاء وإعادة محاولة التنزيل إذا لزم الأمر.

إليك مثال على كيفية التعامل مع تقدم التنزيل واكتماله:

            bgFetch.addEventListener('progress', () => {
  const percent = bgFetch.downloaded / bgFetch.downloadTotal;
  console.log(`Download progress: ${percent * 100}%`);
});

bgFetch.addEventListener('backgroundfetchsuccess', () => {
  console.log('Download completed successfully!');
});

bgFetch.addEventListener('backgroundfetchfail', () => {
  console.error('Download failed!');
});

            

              
                Copy
              
            
          

تخزين البيانات التي تم تنزيلها

بمجرد اكتمال التنزيل، تحتاج إلى تخزين البيانات التي تم تنزيلها في Cache API للوصول إليها دون اتصال بالإنترنت. يمكنك القيام بذلك عن طريق التكرار على خاصية records لكائن BackgroundFetchRegistration وإضافة كل استجابة إلى ذاكرة التخزين المؤقت.

إليك مثال على كيفية تخزين البيانات التي تم تنزيلها في Cache API:

            bgFetch.addEventListener('backgroundfetchsuccess', async () => {
  const cache = await caches.open('my-cache');
  const records = await bgFetch.matchAll();

  for (const record of records) {
    await cache.put(record.request, record.response);
  }

  console.log('Downloaded data stored in cache!');
});

            

              
                Copy
              
            
          

أفضل الممارسات لجلب البيانات في الخلفية

لضمان أن يكون تنفيذ جلب البيانات في الخلفية قويًا وفعالًا، ضع في اعتبارك أفضل الممارسات التالية:

قدم ملاحظات واضحة للمستخدم

من المهم تقديم ملاحظات واضحة للمستخدم حول تقدم التنزيل. يمكن القيام بذلك عن طريق عرض شريط تقدم، أو إظهار إشعار، أو تحديث واجهة مستخدم التطبيق. يساعد تقديم الملاحظات على طمأنة المستخدم بأن التنزيل يتقدم ويمنعهم من مقاطعة العملية.

تعامل مع الأخطاء بأناقة

يمكن أن تفشل التنزيلات في الخلفية لمجموعة متنوعة من الأسباب، مثل أخطاء الشبكة، أو أخطاء الخادم، أو عدم كفاية مساحة التخزين. من المهم التعامل مع هذه الأخطاء بأناقة وتقديم رسائل خطأ مفيدة للمستخدم. يمكنك أيضًا إعادة محاولة التنزيل تلقائيًا بعد تأخير.

تحسين حجم التنزيل

لتقليل استهلاك النطاق الترددي وتحسين سرعة التنزيل، قم بتحسين حجم الملفات التي تقوم بتنزيلها. يمكن القيام بذلك عن طريق ضغط الصور، وتصغير ملفات جافاسكريبت و CSS، واستخدام تنسيقات بيانات فعالة.

استخدم استراتيجيات التخزين المؤقت

نفذ استراتيجيات تخزين مؤقت فعالة لضمان تخزين البيانات التي تم تنزيلها بكفاءة وإمكانية استردادها بسرعة. استخدم Cache API لتخزين البيانات التي تم تنزيلها وتكوين سياسات انتهاء صلاحية ذاكرة التخزين المؤقت المناسبة.

اختبر جيدًا

اختبر تنفيذ جلب البيانات في الخلفية بدقة على مجموعة متنوعة من الأجهزة وظروف الشبكة لضمان أنه يعمل بشكل موثوق في بيئات مختلفة. استخدم أدوات مطوري المتصفح لمراقبة حركة مرور الشبكة وتصحيح أي مشكلات.

اعتبارات عالمية لجلب البيانات في الخلفية

عند تنفيذ جلب البيانات في الخلفية لجمهور عالمي، من المهم مراعاة العوامل التالية:

اتصال الشبكة

يختلف اتصال الشبكة بشكل كبير عبر مناطق مختلفة من العالم. في بعض المناطق، قد يكون الوصول إلى الإنترنت محدودًا أو غير موثوق. من المهم تصميم تنفيذ جلب البيانات في الخلفية ليكون مرنًا لتقلبات الشبكة والتعامل مع سيناريوهات عدم الاتصال بأناقة.

تكاليف البيانات

يمكن أن تختلف تكاليف البيانات أيضًا بشكل كبير عبر مناطق مختلفة. في بعض المناطق، تكون البيانات باهظة الثمن، وقد يتردد المستخدمون في تنزيل الملفات الكبيرة. ضع في اعتبارك توفير خيارات للمستخدمين للتحكم في كمية البيانات التي يتم تنزيلها وجدولة التنزيلات لأوقات تكون فيها تكاليف البيانات أقل.

التوطين

قم بتوطين تطبيقك لدعم لغات وتفضيلات ثقافية مختلفة. يتضمن ذلك ترجمة عناصر واجهة المستخدم، وتكييف تنسيقات التاريخ والوقت، واستخدام وحدات القياس المناسبة.

إمكانية الوصول

تأكد من أن تطبيقك متاح للمستخدمين ذوي الإعاقة. يتضمن ذلك توفير نص بديل للصور، واستخدام HTML الدلالي، والتأكد من أن تطبيقك يمكن الوصول إليه عبر لوحة المفاتيح.

تقنيات واعتبارات متقدمة

استخدام واجهة برمجة تطبيقات جلب البيانات في الخلفية مع التدفقات (Streams)

بالنسبة للملفات الكبيرة جدًا، يمكنك استخدام التدفقات (streams) لمعالجة البيانات بكفاءة أثناء تنزيلها، دون الحاجة إلى تحميل الملف بأكمله في الذاكرة. يمكن أن يكون هذا مفيدًا بشكل خاص لملفات الفيديو والصوت.

تحديد أولويات عمليات جلب البيانات في الخلفية

يمكنك تحديد أولويات عمليات جلب البيانات في الخلفية بناءً على أهميتها. على سبيل المثال، قد تعطي الأولوية لتنزيل أصول التطبيق الهامة على المحتوى الأقل أهمية.

استخدام واجهة برمجة تطبيقات المزامنة في الخلفية (Background Sync API)

واجهة برمجة تطبيقات المزامنة في الخلفية هي واجهة برمجة تطبيقات ويب أخرى تسمح لك بتأجيل الإجراءات حتى يكون لدى المستخدم اتصال إنترنت مستقر. يمكن استخدام هذا بالاقتران مع جلب البيانات في الخلفية لضمان مزامنة البيانات بشكل موثوق، حتى عندما يكون المستخدم غير متصل بالإنترنت.

اعتبارات أمنية

عند تنفيذ جلب البيانات في الخلفية، من المهم مراعاة الآثار الأمنية. تأكد من أنك تقوم فقط بتنزيل البيانات من مصادر موثوقة وأنك تتحقق من صحة البيانات قبل تخزينها في ذاكرة التخزين المؤقت.

أمثلة على جلب البيانات في الخلفية قيد التنفيذ

منصة تعليم إلكتروني

تستخدم منصة تعليم إلكتروني Background Fetch للسماح للطلاب بتنزيل مواد الدورة التدريبية، مثل مقاطع الفيديو والمستندات والعروض التقديمية، للوصول إليها دون اتصال بالإنترنت. يتيح ذلك للطلاب مواصلة التعلم حتى عندما لا يكون لديهم اتصال بالإنترنت، مثل أثناء تنقلهم أو أثناء السفر.

تطبيق مجمع أخبار

يستخدم تطبيق مجمع أخبار Background Fetch لتنزيل أحدث المقالات الإخبارية من مصادر مختلفة في الخلفية. هذا يضمن أن المستخدمين لديهم دائمًا إمكانية الوصول إلى محتوى جديد، حتى عندما يكونون غير متصلين بالإنترنت.

خدمة بث الموسيقى

تستخدم خدمة بث الموسيقى Background Fetch للسماح للمستخدمين بتنزيل أغانيهم وقوائم التشغيل المفضلة لديهم للاستماع إليها دون اتصال بالإنترنت. يتيح ذلك للمستخدمين الاستمتاع بموسيقاهم حتى عندما لا يكون لديهم اتصال بالإنترنت، كما هو الحال في الطائرات أو في المناطق ذات الاتصال المحدود.

استكشاف الأخطاء الشائعة وإصلاحها

جلب البيانات في الخلفية لا يعمل

إذا كان جلب البيانات في الخلفية لا يعمل كما هو متوقع، تحقق مما يلي:

• تأكد من تسجيل عامل الخدمة بشكل صحيح.
• تحقق من أن عناوين URL التي تحاول تنزيلها يمكن الوصول إليها.
• تحقق من وجود أي أخطاء في وحدة تحكم مطوري المتصفح.
• تأكد من أن المتصفح يدعم جلب البيانات في الخلفية.

تقدم التنزيل لا يتم تحديثه

إذا كان تقدم التنزيل لا يتم تحديثه، تحقق مما يلي:

• تأكد من أنك تستمع إلى حدث progress على كائن BackgroundFetchRegistration.
• تحقق من أن خاصية downloadTotal تم تعيينها بشكل صحيح.
• تحقق من وجود أي أخطاء في الشبكة قد تقاطع التنزيل.

البيانات التي تم تنزيلها لا يتم تخزينها في ذاكرة التخزين المؤقت

إذا لم يتم تخزين البيانات التي تم تنزيلها في ذاكرة التخزين المؤقت، تحقق مما يلي:

• تأكد من أنك تفتح ذاكرة التخزين المؤقت بشكل صحيح.
• تحقق من أنك تضيف الاستجابات إلى ذاكرة التخزين المؤقت بشكل صحيح.
• تحقق من وجود أي أخطاء في وحدة تحكم مطوري المتصفح.

مستقبل جلب البيانات في الخلفية

جلب البيانات في الخلفية هي واجهة برمجة تطبيقات ويب جديدة نسبيًا، ومن المرجح أن تتوسع قدراتها في المستقبل. مع استمرار المتصفحات في تحسين دعمها لـ Background Fetch، يمكننا أن نتوقع رؤية المزيد من التطبيقات المبتكرة لهذه التقنية.

تشمل بعض التطورات المستقبلية المحتملة ما يلي:

• دعم محسن لتنزيلات التدفق.
• تحكم أكثر دقة في تحديد أولويات التنزيل.
• التكامل مع واجهات برمجة تطبيقات الويب الأخرى، مثل Push API.

الخلاصة

جلب البيانات في الخلفية هي أداة قوية لتعزيز تجربة مستخدم تطبيقات الويب، وخاصة PWAs. من خلال تمكين المزامنة السلسة للبيانات دون اتصال بالإنترنت، يمكن لـ Background Fetch تحسين الأداء، وتقليل استهلاك النطاق الترددي، وتزويد المستخدمين بالوصول إلى المحتوى والوظائف حتى عندما لا يكون لديهم اتصال بالإنترنت. باتباع أفضل الممارسات الموضحة في هذا الدليل، يمكنك تنفيذ Background Fetch بفعالية وإنشاء تطبيقات ويب عالمية حقًا في نطاقها وإمكانية الوصول إليها.

مع استمرار تطور الويب، ستصبح القدرات غير المتصلة بالإنترنت ذات أهمية متزايدة. يوفر Background Fetch أساسًا متينًا لبناء تطبيقات ويب قوية ومرنة يمكنها تلبية متطلبات المستخدمين في جميع أنحاء العالم، بغض النظر عن اتصالهم بالشبكة.

رؤى قابلة للتنفيذ

• ابدأ صغيرًا: ابدأ بتنفيذ Background Fetch لمجموعة فرعية صغيرة من بيانات ووظائف تطبيقك.
• أعط الأولوية للمحتوى الهام: ركز على تنزيل المحتوى الأكثر أهمية للمستخدمين.
• راقب الأداء: تتبع أداء تنفيذ Background Fetch لتحديد مجالات التحسين.
• اجمع ملاحظات المستخدمين: اجمع الملاحظات من المستخدمين لفهم احتياجاتهم وتفضيلاتهم.