جدولة المهام في الخلفية لتطبيقات PWA في الواجهة الأمامية: إدارة العمل دون اتصال

أحدثت تطبيقات الويب التقدمية (PWAs) ثورة في عالم الويب من خلال توفير تجارب شبيهة بالتطبيقات الأصلية، بما في ذلك قدرات العمل دون اتصال بالإنترنت. ويُعد جانب حاسم في تصميم تطبيق PWA جيد هو القدرة على إدارة المهام في الخلفية، حتى عندما يكون المستخدم غير متصل بالإنترنت. يستكشف هذا المقال التقنيات المختلفة لتنفيذ جدولة المهام في الخلفية في تطبيقات PWA للواجهة الأمامية، مما يتيح إدارة قوية للعمل دون اتصال وتجربة مستخدم محسّنة.

فهم الحاجة إلى جدولة المهام في الخلفية

في عالم متصل، غالبًا ما نعتبر الوصول إلى الإنترنت أمرًا مفروغًا منه. ومع ذلك، يمكن أن يكون الاتصال غير موثوق به أو متقطعًا أو غير موجود، خاصة في مواقع جغرافية معينة أو أثناء السفر. تعالج تطبيقات PWA هذا التحدي من خلال السماح للمستخدمين بمواصلة التفاعل مع التطبيق حتى في حالة عدم الاتصال. تعد جدولة المهام في الخلفية ضرورية لما يلي:

• مزامنة البيانات: مزامنة البيانات بين تطبيق PWA والخادم عند استعادة المستخدم للاتصال. ويشمل ذلك تحميل البيانات التي تم جمعها في وضع عدم الاتصال (مثل، إرسال النماذج، الصور) وتنزيل المحتوى المحدث.
• المهام المؤجلة: تنفيذ المهام التي لا تتطلب تفاعلًا فوريًا من المستخدم، مثل إرسال بيانات التحليلات أو إجراء عمليات حسابية معقدة.
• الجلب المسبق للمحتوى: تنزيل الموارد في الخلفية لتحسين الأداء وضمان توفر المحتوى في وضع عدم الاتصال.

التقنيات الأساسية لجدولة المهام في الخلفية

هناك العديد من التقنيات وواجهات برمجة التطبيقات (APIs) التي تلعب دورًا أساسيًا في تنفيذ جدولة المهام في الخلفية في تطبيقات PWA:

1. Service Worker (عامل الخدمة)

يعتبر Service Worker قلب قدرات العمل دون اتصال في تطبيقات PWA. فهو يعمل كوكيل بين تطبيق الويب والشبكة، حيث يعترض طلبات الشبكة ويقدم استجابات مخبأة عند عدم الاتصال. كما أنه يمكّن المهام الخلفية من خلال:

• مستمعو الأحداث (Event Listeners): الاستماع إلى أحداث مثل install، activate، fetch، و sync.
• واجهة برمجة تطبيقات التخزين المؤقت (Cache API): تخزين واسترداد الأصول في ذاكرة التخزين المؤقت للمتصفح.
• واجهة برمجة تطبيقات المزامنة في الخلفية (Background Sync API): جدولة المهام ليتم تنفيذها عند استعادة المستخدم للاتصال بالشبكة.

2. IndexedDB

IndexedDB هي قاعدة بيانات NoSQL من جانب العميل تسمح لتطبيقات PWA بتخزين البيانات المنظمة في وضع عدم الاتصال. وهي مثالية لتخزين البيانات التي تحتاج إلى مزامنة مع الخادم لاحقًا.

3. واجهة برمجة تطبيقات المزامنة في الخلفية (Background Sync API)

تسمح واجهة برمجة تطبيقات المزامنة في الخلفية لـ Service Worker بتسجيل المهام التي يجب تنفيذها عندما يكتشف المتصفح وجود اتصال بالشبكة. وهذا مفيد بشكل خاص لمزامنة البيانات التي تم إنشاؤها أو تعديلها أثناء عدم الاتصال.

4. واجهة برمجة تطبيقات المزامنة الدورية في الخلفية (Periodic Background Sync API)

تعتبر واجهة برمجة تطبيقات المزامنة الدورية في الخلفية امتدادًا لواجهة برمجة تطبيقات المزامنة في الخلفية، وتمكّن من جدولة المهام الدورية ليتم تنفيذها في الخلفية، حتى عندما لا يتم استخدام التطبيق بنشاط. وهذا مفيد لمهام مثل جلب أحدث عناوين الأخبار أو تحديث توقعات الطقس.

5. واجهة برمجة تطبيقات الجلب في الخلفية (Background Fetch API)

تتيح واجهة برمجة تطبيقات الجلب في الخلفية لـ Service Worker تنزيل ملفات كبيرة في الخلفية، حتى لو انتقل المستخدم بعيدًا عن الصفحة. وهذا مفيد للجلب المسبق للمحتوى أو تنزيل الأصول للاستخدام في وضع عدم الاتصال.

تنفيذ جدولة المهام في الخلفية: دليل خطوة بخطوة

إليك دليل عملي لتنفيذ جدولة المهام في الخلفية في تطبيق PWA باستخدام واجهة برمجة تطبيقات المزامنة في الخلفية:

الخطوة 1: تسجيل Service Worker

أولاً، قم بتسجيل Service Worker في ملف JavaScript 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(err) {
      console.log('Service Worker registration failed:', err);
    });
}

            

              
                Copy
              
            
          

الخطوة 2: اعتراض طلبات الشبكة في Service Worker

في ملف `service-worker.js` الخاص بك، اعترض طلبات الشبكة وقدم استجابات مخبأة عند عدم الاتصال:

            
self.addEventListener('fetch', function(event) {
  event.respondWith(
    caches.match(event.request)
      .then(function(response) {
        // Cache hit - return response
        if (response) {
          return response;
        }

        // Not in cache - fetch from network
        return fetch(event.request).then(
          function(response) {
            // Check if we received a valid response
            if(!response || response.status !== 200 || response.type !== 'basic') {
              return response;
            }

            // IMPORTANT: Clone the response. A response is a stream
            // and because we want the cache to use it and the app to use it
            // we need to clone it.
            var responseToCache = response.clone();

            caches.open(CACHE_NAME)
              .then(function(cache) {
                cache.put(event.request, responseToCache);
              });

            return response;
          }
        );
      })
  );
});

            

              
                Copy
              
            
          

الخطوة 3: تخزين البيانات دون اتصال في IndexedDB

عندما يكون المستخدم غير متصل، قم بتخزين البيانات في IndexedDB. على سبيل المثال، لنقم بتخزين بيانات النماذج المرسلة:

            
function saveFormDataOffline(formData) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    const request = indexedDB.open('offline-data', 1);

    request.onerror = (event) => {
      reject('Error opening database');
    };

    request.onupgradeneeded = (event) => {
      const db = event.target.result;
      const objectStore = db.createObjectStore('submissions', { autoIncrement: true });
      objectStore.createIndex('timestamp', 'timestamp', { unique: false });
    };

    request.onsuccess = (event) => {
      const db = event.target.result;
      const transaction = db.transaction(['submissions'], 'readwrite');
      const objectStore = transaction.objectStore('submissions');
      const submission = {
        data: formData,
        timestamp: Date.now()
      };
      const addRequest = objectStore.add(submission);

      addRequest.onsuccess = () => {
        resolve('Data saved offline');
      };

      addRequest.onerror = () => {
        reject('Error saving data offline');
      };

      transaction.oncomplete = () => {
        db.close();
      };
    };
  });
}

            

              
                Copy
              
            
          

الخطوة 4: تسجيل مهمة مزامنة في الخلفية

سجل مهمة مزامنة في الخلفية لمزامنة البيانات عندما يستعيد المستخدم الاتصال:

            
function registerSync() {
  navigator.serviceWorker.ready.then(function(registration) {
    return registration.sync.register('sync-form-data');
  }).then(function() {
    console.log('Background sync registered!');
  }).catch(function(error) {
    console.log('Background sync registration failed: ', error);
  });
}

            

              
                Copy
              
            
          

الخطوة 5: الاستماع لحدث المزامنة في Service Worker

في ملف `service-worker.js` الخاص بك، استمع لحدث `sync` وقم بمزامنة البيانات:

            
self.addEventListener('sync', function(event) {
  if (event.tag === 'sync-form-data') {
    event.waitUntil(syncFormData());
  }
});

function syncFormData() {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    const request = indexedDB.open('offline-data', 1);

    request.onerror = (event) => {
      reject('Error opening database');
    };

    request.onsuccess = (event) => {
      const db = event.target.result;
      const transaction = db.transaction(['submissions'], 'readwrite');
      const objectStore = transaction.objectStore('submissions');
      const getAllRequest = objectStore.getAll();

      getAllRequest.onsuccess = () => {
        const submissions = getAllRequest.result;
        if (submissions.length > 0) {
          // Send data to the server
          Promise.all(submissions.map(submission => sendDataToServer(submission.data)))
            .then(() => {
              // Clear the IndexedDB
              const clearRequest = objectStore.clear();
              clearRequest.onsuccess = () => {
                resolve('Data synchronized and cleared');
              };
              clearRequest.onerror = () => {
                reject('Error clearing IndexedDB');
              };
            })
            .catch(error => {
              reject('Error sending data to server: ' + error);
            });
        } else {
          resolve('No data to synchronize');
        }
      };

      getAllRequest.onerror = () => {
        reject('Error getting data from IndexedDB');
      };

      transaction.oncomplete = () => {
        db.close();
      };
    };
  });
}

function sendDataToServer(data) {
  // Replace with your actual API endpoint
  const apiUrl = '/api/submit-form';

  return fetch(apiUrl, {
    method: 'POST',
    headers: {
      'Content-Type': 'application/json'
    },
    body: JSON.stringify(data)
  }).then(response => {
    if (!response.ok) {
      throw new Error('Network response was not ok');
    }
    return response.json();
  });
}

            

              
                Copy
              
            
          

استخدام واجهة برمجة تطبيقات المزامنة الدورية في الخلفية

تعتبر واجهة برمجة تطبيقات المزامنة الدورية في الخلفية مفيدة للمهام التي تحتاج إلى أداء منتظم، مثل جلب آخر الأخبار أو تحديث توقعات الطقس. إليك كيفية استخدامها:

الخطوة 1: التحقق من الدعم

أولاً، تحقق مما إذا كانت واجهة برمجة تطبيقات المزامنة الدورية في الخلفية مدعومة من قبل المتصفح:

            
if ('periodicSync' in registration) {
  // Periodic Background Sync API is supported
} else {
  console.log('Periodic Background Sync API is not supported');
}

            

              
                Copy
              
            
          

الخطوة 2: طلب الإذن

تحتاج إلى طلب إذن من المستخدم لاستخدام واجهة برمجة تطبيقات المزامنة الدورية في الخلفية:

            
navigator.permissions.query({ name: 'periodic-background-sync' })
  .then((status) => {
    if (status.state === 'granted') {
      // Periodic background sync can be used
    } else {
      console.log('Periodic background sync permission not granted');
    }
  });

            

              
                Copy
              
            
          

الخطوة 3: تسجيل مهمة مزامنة دورية

سجل مهمة مزامنة دورية في Service Worker:

            
registration.periodicSync.register('update-news', {
  minInterval: 24 * 60 * 60 * 1000, // 1 day
}).then(() => {
  console.log('Periodic background sync registered for updating news');
}).catch((error) => {
  console.error('Periodic background sync registration failed: ', error);
});

            

              
                Copy
              
            
          

الخطوة 4: التعامل مع حدث المزامنة الدورية

تعامل مع حدث `sync` في Service Worker لأداء المهمة الدورية:

            
self.addEventListener('sync', (event) => {
  if (event.tag === 'update-news') {
    event.waitUntil(updateNews());
  }
});

function updateNews() {
  // Fetch the latest news from the server
  return fetch('/api/news')
    .then(response => response.json())
    .then(news => {
      // Store the news in IndexedDB
      return storeNewsInIndexedDB(news);
    })
    .catch(error => {
      console.error('Error updating news: ', error);
    });
}

            

              
                Copy
              
            
          

معالجة الأخطاء وأفضل الممارسات

يتطلب تنفيذ جدولة المهام في الخلفية دراسة متأنية لمعالجة الأخطاء وأفضل الممارسات:

• آليات إعادة المحاولة: قم بتنفيذ آليات إعادة المحاولة مع التراجع الأسي (exponential backoff) للمهام الفاشلة.
• التكرار المتكافئ (Idempotency): تأكد من أن المهام متكافئة، مما يعني أن تنفيذها عدة مرات له نفس تأثير تنفيذها مرة واحدة. هذا مهم لمنع تلف البيانات في حالة إعادة المحاولة.
• تحسين البطارية: كن واعيًا لاستهلاك البطارية عند جدولة المهام في الخلفية. تجنب المهام المتكررة التي يمكن أن تستنزف البطارية بسرعة.
• إشعار المستخدم: قدم ملاحظات للمستخدم حول حالة المهام في الخلفية، خاصة إذا كانت تتضمن مزامنة البيانات.
• اعتبارات الأمان: قم بتخزين البيانات الحساسة بشكل آمن في IndexedDB وحمايتها من ثغرات البرمجة النصية عبر المواقع (XSS).
• الاختبار: اختبر تنفيذ جدولة المهام في الخلفية بشكل شامل في ظروف الشبكة المختلفة وبيئات المتصفحات المتنوعة.

اعتبارات التدويل والترجمة (Internationalization and Localization)

عند تطوير تطبيقات PWA لجمهور عالمي، من الضروري مراعاة التدويل (i18n) والترجمة (l10n):

• دعم اللغات: ادعم لغات متعددة واسمح للمستخدمين باختيار لغتهم المفضلة.
• تنسيق التاريخ والوقت: استخدم تنسيقات التاريخ والوقت المناسبة للمناطق المختلفة.
• تنسيق الأرقام: استخدم تنسيقات الأرقام المناسبة للمناطق المختلفة، بما في ذلك فواصل الكسور العشرية وفواصل الآلاف.
• تنسيق العملات: اعرض قيم العملات بالرموز والتنسيقات الصحيحة للمناطق المختلفة.
• الترجمة: ترجمة جميع النصوص التي تواجه المستخدم إلى اللغات المدعومة.
• دعم من اليمين إلى اليسار (RTL): ادعم اللغات التي تُكتب من اليمين إلى اليسار مثل العربية والعبرية.

يمكن أن تساعد مكتبات مثل i18next و Moment.js في تبسيط التدويل والترجمة في تطبيق PWA الخاص بك.

أمثلة على تطبيقات PWA واقعية تستخدم جدولة المهام في الخلفية

تستفيد العديد من تطبيقات PWA الواقعية من جدولة المهام في الخلفية لتوفير تجارب سلسة دون اتصال:

• مستندات جوجل (Google Docs): تتيح للمستخدمين إنشاء المستندات وتعديلها دون اتصال، مع مزامنة التغييرات عند استعادة الاتصال.
• تويتر لايت (Twitter Lite): تمكن المستخدمين من كتابة التغريدات وإرسالها دون اتصال، وتحميلها عند العودة للاتصال بالإنترنت.
• ستاربكس (Starbucks): تتيح للمستخدمين تقديم الطلبات دون اتصال، والتي يتم إرسالها بعد ذلك عند توفر الاتصال.
• علي إكسبرس (AliExpress): تسمح بتصفح المنتجات وإضافتها إلى عربة التسوق دون اتصال، مع المزامنة عند إعادة الاتصال.

الخاتمة

تعد جدولة المهام في الخلفية مكونًا أساسيًا لتطبيقات PWA الحديثة، مما يتيح إدارة قوية للعمل دون اتصال ويعزز تجربة المستخدم. من خلال الاستفادة من تقنيات مثل Service Workers و IndexedDB وواجهة برمجة تطبيقات المزامنة في الخلفية، يمكن للمطورين إنشاء تطبيقات PWA توفر وظائف سلسة وموثوقة، حتى في غياب الاتصال بالشبكة. مع استمرار تطور تطبيقات PWA، سيكون إتقان جدولة المهام في الخلفية ضروريًا لبناء تطبيقات ويب جذابة حقًا ويمكن الوصول إليها عالميًا. تذكر إعطاء الأولوية لمعالجة الأخطاء وتحسين البطارية وملاحظات المستخدم لإنشاء تجربة مصقولة وسهلة الاستخدام لجمهور عالمي متنوع.