هندسة إطار عمل JavaScript: إتقان تحسين شجرة المكونات

في عالم تطوير الويب الحديث، تسود أطر عمل JavaScript. توفر أطر عمل مثل React و Angular و Vue.js أدوات قوية لبناء واجهات مستخدم معقدة وتفاعلية. يكمن في قلب هذه الأطر مفهوم شجرة المكونات - وهي بنية هرمية تمثل واجهة المستخدم. ومع ذلك، مع تزايد تعقيد التطبيقات، يمكن أن تصبح شجرة المكونات عنق زجاجة كبير للأداء إذا لم تتم إدارتها بشكل صحيح. تقدم هذه المقالة دليلًا شاملاً لتحسين أشجار المكونات في أطر عمل JavaScript، وتغطي اختناقات الأداء واستراتيجيات العرض وأفضل الممارسات.

فهم شجرة المكونات

شجرة المكونات هي تمثيل هرمي لواجهة المستخدم، حيث تمثل كل عقدة مكونًا. المكونات هي كتل بناء قابلة لإعادة الاستخدام تغلف المنطق والعرض. يؤثر هيكل شجرة المكونات بشكل مباشر على أداء التطبيق، لا سيما أثناء العرض والتحديثات.

العرض و DOM الافتراضي

تستخدم معظم أطر عمل JavaScript الحديثة DOM افتراضيًا. DOM الافتراضي هو تمثيل في الذاكرة لـ DOM الفعلي. عندما تتغير حالة التطبيق، يقارن إطار العمل DOM الافتراضي بالإصدار السابق، ويحدد الاختلافات (diffing)، ويطبق فقط التحديثات الضرورية على DOM الحقيقي. تسمى هذه العملية بالتوفيق.

ومع ذلك، يمكن أن تكون عملية التوفيق نفسها مكلفة حسابيًا، خاصة بالنسبة لأشجار المكونات الكبيرة والمعقدة. يعد تحسين شجرة المكونات أمرًا بالغ الأهمية لتقليل تكلفة التوفيق وتحسين الأداء العام.

تحديد اختناقات الأداء

قبل الخوض في تقنيات التحسين، من الضروري تحديد اختناقات الأداء المحتملة في شجرة المكونات الخاصة بك. تشمل الأسباب الشائعة لمشاكل الأداء ما يلي:

• إعادة العرض غير الضرورية: إعادة عرض المكونات حتى عندما لم تتغير خصائصها أو حالتها.
• أشجار المكونات الكبيرة: يمكن أن تجعل التسلسلات الهرمية للمكونات المتداخلة بعمق عملية العرض بطيئة.
• الحسابات المكلفة: العمليات الحسابية المعقدة أو تحويلات البيانات داخل المكونات أثناء العرض.
• هياكل البيانات غير الفعالة: استخدام هياكل بيانات غير محسّنة لعمليات البحث أو التحديثات المتكررة.
• التلاعب بـ DOM: التلاعب المباشر بـ DOM بدلاً من الاعتماد على آلية تحديث إطار العمل.

يمكن أن تساعد أدوات التنميط في تحديد هذه الاختناقات. تشمل الخيارات الشائعة React Profiler و Angular DevTools و Vue.js Devtools. تتيح لك هذه الأدوات قياس الوقت المستغرق في عرض كل مكون، وتحديد عمليات إعادة العرض غير الضرورية، وتحديد العمليات الحسابية المكلفة.

مثال على التنميط (React)

React Profiler هي أداة قوية لتحليل أداء تطبيقات React الخاصة بك. يمكنك الوصول إليه في ملحق متصفح React DevTools. يتيح لك تسجيل التفاعلات مع تطبيقك ثم تحليل أداء كل مكون أثناء هذه التفاعلات.

لاستخدام React Profiler:

1. افتح React DevTools في متصفحك.
2. حدد علامة التبويب "Profiler".
3. انقر فوق الزر "Record".
4. تفاعل مع تطبيقك.
5. انقر فوق الزر "Stop".
6. حلل النتائج.

سيعرض لك Profiler رسمًا بيانيًا لهب، يمثل الوقت المستغرق في عرض كل مكون. المكونات التي تستغرق وقتًا طويلاً في العرض هي اختناقات محتملة. يمكنك أيضًا استخدام الرسم البياني المصنف لرؤية قائمة بالمكونات مرتبة حسب مقدار الوقت الذي استغرقته في العرض.

تقنيات التحسين

بمجرد تحديد الاختناقات، يمكنك تطبيق تقنيات تحسين مختلفة لتحسين أداء شجرة المكونات الخاصة بك.

1. التخزين المؤقت

التخزين المؤقت هو أسلوب يتضمن تخزين نتائج استدعاءات الدوال المكلفة وإرجاع النتيجة المخزنة مؤقتًا عند حدوث نفس المدخلات مرة أخرى. في سياق أشجار المكونات، يمنع التخزين المؤقت المكونات من إعادة العرض إذا لم تتغير خصائصها.

React.memo

يوفر React المكون عالي الترتيب React.memo لتخزين المكونات الوظيفية مؤقتًا. تقارن React.memo بشكل سطحي خصائص المكون وتعيد عرضه فقط إذا تغيرت الخصائص.

مثال:

import React from 'react';

const MyComponent = React.memo(function MyComponent(props) {
  // Render logic here
  return 
{props.data}
;
});

export default MyComponent;

يمكنك أيضًا توفير دالة مقارنة مخصصة لـ React.memo إذا كانت المقارنة السطحية غير كافية.

useMemo و useCallback

useMemo و useCallback هما خطافان React يمكن استخدامهما لتخزين القيم والدوال مؤقتًا، على التوالي. هذه الخطافات مفيدة بشكل خاص عند تمرير الخصائص إلى المكونات المخزنة مؤقتًا.

useMemo يخزن قيمة مؤقتًا:

import React, { useMemo } from 'react';

function MyComponent(props) {
  const expensiveValue = useMemo(() => {
    // Perform expensive calculation here
    return computeExpensiveValue(props.data);
  }, [props.data]);

  return 
{expensiveValue}
;
}

useCallback يخزن دالة مؤقتًا:

import React, { useCallback } from 'react';

function MyComponent(props) {
  const handleClick = useCallback(() => {
    // Handle click event
    props.onClick(props.data);
  }, [props.data, props.onClick]);

  return Click me;
}

بدون useCallback، سيتم إنشاء مثيل دالة جديد في كل عرض، مما يتسبب في إعادة عرض المكون الفرعي المخزن مؤقتًا حتى إذا كان منطق الدالة هو نفسه.

استراتيجيات الكشف عن تغيير Angular

تقدم Angular استراتيجيات مختلفة للكشف عن التغييرات تؤثر على كيفية تحديث المكونات. تتحقق الاستراتيجية الافتراضية، ChangeDetectionStrategy.Default، من وجود تغييرات في كل مكون في كل دورة للكشف عن التغييرات.

لتحسين الأداء، يمكنك استخدام ChangeDetectionStrategy.OnPush. باستخدام هذه الاستراتيجية، تتحقق Angular فقط من وجود تغييرات في مكون إذا:

• تغيرت خصائص إدخال المكون (بالإشارة).
• ينشأ حدث من المكون أو أحد عناصره التابعة.
• يتم تشغيل الكشف عن التغييرات بشكل صريح.

لاستخدام ChangeDetectionStrategy.OnPush، قم بتعيين الخاصية changeDetection في زخرفة المكون:

import { Component, ChangeDetectionStrategy, Input } from '@angular/core';

@Component({
  selector: 'app-my-component',
  templateUrl: './my-component.component.html',
  styleUrls: ['./my-component.component.css'],
  changeDetection: ChangeDetectionStrategy.OnPush
})
export class MyComponentComponent {
  @Input() data: any;
}

خصائص Vue.js المحسوبة والتخزين المؤقت

تستخدم Vue.js نظامًا تفاعليًا لتحديث DOM تلقائيًا عند تغير البيانات. يتم تخزين الخصائص المحسوبة تلقائيًا مؤقتًا وإعادة تقييمها فقط عند تغير تبعياتها.

مثال:

بالنسبة لسيناريوهات التخزين المؤقت الأكثر تعقيدًا، تتيح لك Vue.js التحكم يدويًا في وقت إعادة تقييم خاصية محسوبة باستخدام تقنيات مثل تخزين نتيجة حساب مكلف مؤقتًا وتحديثه فقط عند الضرورة.

2. تقسيم التعليمات البرمجية والتحميل الكسول

تقسيم التعليمات البرمجية هو عملية تقسيم رمز تطبيقك إلى حزم أصغر يمكن تحميلها عند الطلب. يقلل هذا من وقت التحميل الأولي لتطبيقك ويحسن تجربة المستخدم.

التحميل الكسول هو أسلوب يتضمن تحميل الموارد فقط عند الحاجة إليها. يمكن تطبيق ذلك على المكونات أو الوحدات النمطية أو حتى الدوال الفردية.

React.lazy و Suspense

يوفر React الدالة React.lazy لتحميل المكونات ببطء. تأخذ React.lazy دالة يجب أن تستدعي import() ديناميكيًا. يُرجع هذا وعدًا يتم حله إلى وحدة نمطية مع تصدير افتراضي يحتوي على مكون React.

يجب عليك بعد ذلك عرض مكون Suspense فوق المكون الذي تم تحميله ببطء. يحدد هذا واجهة مستخدم احتياطية لعرضها أثناء تحميل المكون الكسول.

مثال:

import React, { Suspense } from 'react';

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

function App() {
  return (
    Loading...

const routes: Routes = [
  {
    path: 'my-module',
    loadChildren: () => import('./my-module/my-module.module').then(m => m.MyModuleModule)
  }
];

Vue.component('async-example', function (resolve, reject) {
  setTimeout(function () {
    // Pass the component definition to the resolve callback
    resolve({
      template: '
I am async!
'
    })
  }, 1000)
})

Vue.component('async-webpack-example', () => import('./my-async-component'))