مقارنة أداء أطر عمل جافا سكريبت: معايير قياسية لتطبيقات العالم الحقيقي

في المشهد المتطور باستمرار لتطوير الويب، يعد اختيار إطار عمل جافا سكريبت المناسب قرارًا حاسمًا. يؤثر الاختيار ليس فقط على سرعة التطوير وقابلية الصيانة، ولكن أيضًا، وفي كثير من الأحيان بشكل حاسم، على أداء تطبيقك. تقدم هذه المقالة مقارنة أداء شاملة لأشهر أطر عمل جافا سكريبت، مع تحليل نقاط القوة والضعف وملاءمتها لأنواع المشاريع المختلفة. سنتعمق في معايير قياسية لتطبيقات العالم الحقيقي لتقديم منظور قائم على البيانات، مما يتيح لك اتخاذ خيارات مستنيرة لمشروعك التالي.

فهم أهمية أداء أطر عمل جافا سكريبت

الأداء في تطبيقات الويب يترجم مباشرة إلى تجربة المستخدم. يؤدي التطبيق السريع والمستجيب إلى زيادة تفاعل المستخدم، وتحسين تصنيفات محركات البحث، وفي النهاية، نجاح أكبر. يمكن أن تؤدي أوقات التحميل البطيئة والتفاعلات المتأخرة والعرض غير الفعال إلى إبعاد المستخدمين. لذلك، يعد تقييم خصائص الأداء لأطر عمل جافا سكريبت المختلفة أمرًا بالغ الأهمية.

تساهم عدة عوامل في أداء إطار عمل جافا سكريبت:

• حجم الحزمة (Bundle Size): حجم ملفات جافا سكريبت التي يقوم المتصفح بتنزيلها. تؤدي الحزم الأصغر إلى أوقات تحميل أولية أسرع.
• سرعة العرض (Rendering Speed): الوقت الذي يستغرقه إطار العمل لتحديث واجهة المستخدم استجابةً لتغيرات البيانات أو تفاعلات المستخدم.
• استخدام الذاكرة (Memory Usage): مقدار الذاكرة التي يستهلكها إطار العمل، مما يؤثر على الأداء، خاصة على الأجهزة ذات الموارد المحدودة.
• معالجة DOM: كفاءة تفاعل إطار العمل مع نموذج كائن المستند (DOM).
• الحمل الإضافي لإطار العمل (Framework Overhead): التكلفة الحسابية الكامنة لإطار العمل نفسه.

سيدرس هذا التحليل كلًا من هذه المجالات لتقديم صورة شاملة للأداء.

أطر العمل قيد الدراسة

سنركز على أطر عمل جافا سكريبت الشائعة التالية لمقارنة أدائنا:

• React: تم تطويرها وصيانتها بواسطة فيسبوك (ميتا)، وهي مكتبة قائمة على المكونات لبناء واجهات المستخدم. تشتهر بـ DOM الافتراضي الخاص بها، مما يسمح بتحديثات فعالة.
• Angular: تم تطويرها وصيانتها بواسطة جوجل، وهي إطار عمل شامل يستخدم TypeScript ويقدم نهجًا منظمًا لبناء تطبيقات الويب المعقدة.
• Vue.js: إطار عمل تقدمي معروف بمرونته وسهولة استخدامه. تزداد شعبيته بسبب منحنى التعلم اللطيف والأداء الجيد.
• Svelte: مترجم (compiler) يحول الكود إلى جافا سكريبت فانيلا (vanilla) عالي التحسين في وقت البناء. يهدف إلى تحقيق أداء استثنائي من خلال التخلص من الحاجة إلى DOM افتراضي.

منهجية وأدوات القياس

لضمان مقارنة عادلة وموثوقة، سنستخدم منهجية القياس التالية:

• معايير قياسية لتطبيقات العالم الحقيقي: سنحلل أداء أطر العمل باستخدام معايير تحاكي سيناريوهات تطبيقات العالم الحقيقي. يشمل ذلك مهام مثل:
• عرض قائمة كبيرة من العناصر (على سبيل المثال، عرض كتالوجات المنتجات).
• التعامل مع تفاعلات المستخدم (على سبيل المثال، تصفية البيانات وفرزها والبحث فيها).
• تحديث واجهة المستخدم بتغييرات بيانات متكررة (على سبيل المثال، موجزات البيانات في الوقت الفعلي).
• تحليل وقت التحميل الأولي
• الأدوات: سنستخدم أدوات قياسية في الصناعة لقياس الأداء، بما في ذلك:
• WebPageTest: أداة مجانية ومفتوحة المصدر لقياس وتحليل أداء مواقع الويب، وتوفر رؤى تفصيلية حول أوقات التحميل ومقاييس العرض والمزيد.
• Lighthouse: أداة آلية مفتوحة المصدر لتحسين أداء وجودة وصحة تطبيقات الويب الخاصة بك. تقوم بإجراء عمليات تدقيق للأداء، وإمكانية الوصول، وتطبيقات الويب التقدمية، وتحسين محركات البحث، والمزيد.
• علامة تبويب الأداء في أدوات مطوري Chrome: تتيح تحليلًا متعمقًا للأداء، بما في ذلك استخدام وحدة المعالجة المركزية، وتخصيص الذاكرة، وإحصاءات العرض.
• نصوص برمجية مخصصة للقياس: سنقوم بإنشاء نصوص برمجية مخصصة للقياس باستخدام مكتبات مثل benchmark.js لقياس جوانب أداء محددة في بيئة خاضعة للرقابة.
• بيئة خاضعة للرقابة: سيتم إجراء المعايير القياسية على تكوين ثابت للأجهزة والبرامج لتقليل المتغيرات الخارجية. يتضمن ذلك استخدام متصفحات متطابقة، وظروف شبكة (محاكاة)، وأنظمة تشغيل. سنضمن أيضًا تحسين محرك جافا سكريبت للمتصفح المستهدف.

ملاحظة: ستختلف النتائج المحددة بناءً على عوامل مثل تعقيد التطبيق، وتقنيات التحسين المستخدمة، وأجهزة المستخدم النهائي واتصال الشبكة. لذلك، يجب تفسير النتائج كإرشادات، وليست قيمًا مطلقة.

مقارنة الأداء: النتائج الرئيسية

سيتم عرض مقارنة الأداء عبر المجالات الرئيسية التالية:

1. حجم الحزمة ووقت التحميل الأولي

ترتبط أحجام الحزم الأصغر عمومًا بأوقات تحميل أولية أسرع. دعنا نفحص أحجام الحزم المصغرة والمضغوطة لكل إطار عمل وتأثيرها على أوقات العرض الأولية. نحن نستخدم تطبيق "Hello World" بسيط لهذه المقارنة الأساسية.

• React: عادةً ما يكون حجم الحزمة أكبر مقارنةً بـ Vue.js أو Svelte، خاصة عند الأخذ في الاعتبار الحاجة إلى React DOM والمكتبات الأخرى المرتبطة به. يمكن أن تكون أوقات التحميل الأولية أبطأ مقارنةً بـ Svelte، ولكن استخدام تقسيم الكود والتحميل الكسول يمكن أن يخفف من هذه المشكلة.
• Angular: نظرًا لطبيعته الشاملة و TypeScript، تميل تطبيقات Angular إلى أن يكون لها أحجام حزم أكبر من React أو Vue.js، على الرغم من إدخال تحسينات كبيرة في الإصدارات الأخيرة.
• Vue.js: يقدم Vue.js توازنًا جيدًا، وغالبًا ما ينتج عنه أحجام حزم أصغر من React أو Angular، مما يؤدي إلى أوقات تحميل أولية أسرع.
• Svelte: نظرًا لأن Svelte يترجم الكود في وقت البناء، فإن حجم الحزمة الناتج غالبًا ما يكون الأصغر بين الأطر الأربعة، مما يؤدي إلى أوقات تحميل أولية سريعة جدًا.

مثال: لنأخذ تطبيق تجارة إلكترونية. يعد حجم الحزمة الأولي الأصغر لقوائم المنتجات أمرًا حاسمًا لجذب انتباه المستخدم بسرعة. إذا واجه مستخدم في اليابان موقعًا أبطأ في التحميل، فقد يترجم هذا إلى خسارة بيع محتمل. ينطبق نفس المفهوم على مستخدم في البرازيل أو كندا. كل ثانية مهمة، على مستوى العالم!

2. أداء العرض

يقيس أداء العرض مدى سرعة تحديث إطار العمل لواجهة المستخدم استجابةً لتغيرات البيانات أو تفاعلات المستخدم. يتضمن ذلك كلاً من العرض الأولي وإعادة العرض بعد التحديثات. تشمل المقاييس الرئيسية وقت أول عرض محتوى (TTFCP)، ووقت التفاعل (TTI)، والإطارات في الثانية (FPS).

• React: يسمح DOM الافتراضي بإعادة العرض بكفاءة، ومع ذلك، يمكن أن يعتمد الأداء على مدى تعقيد شجرة المكونات وفعالية تقنيات تحسين المكونات مثل React.memo و useMemo.
• Angular: يمكن تحسين آلية اكتشاف التغيير في Angular من خلال تقنيات مثل اكتشاف التغيير OnPush، ولكن يمكن أن يعاني الأداء في التطبيقات الكبيرة والمعقدة إذا لم تتم إدارته بعناية.
• Vue.js: نظام التفاعلية و DOM الافتراضي في Vue.js يجعله ذا أداء جيد بشكل عام، وغالبًا ما يقدم توازنًا جيدًا بين السرعة وسهولة التطوير.
• Svelte: يقوم Svelte بترجمة الكود إلى جافا سكريبت فانيلا عالي التحسين. ينتج عن هذا سرعات عرض سريعة جدًا، لأنه يتجنب الحمل الزائد لوقت التشغيل لمطابقة DOM الافتراضي. هذا يجعله منافسًا جدًا في أداء العرض.

مثال: لوحة تحكم في الوقت الفعلي تعرض أسعار الأسهم. يمكن تحسين كل من React و Vue للتعامل مع التحديثات المتكررة بفعالية؛ ومع ذلك، فإن بنية Svelte تجعله يتفوق هنا. بالنسبة لمستخدم مقيم في لندن، يمكن أن تترجم لوحة التحكم البطيئة التحديث إلى فرص تداول ضائعة. لذلك فإن الأداء العالي أمر بالغ الأهمية.

3. استخدام الذاكرة

يعد استخدام الذاكرة جانبًا مهمًا آخر من جوانب الأداء. يمكن أن يؤدي استهلاك الذاكرة المرتفع إلى تدهور الأداء، خاصة على الأجهزة المحمولة أو في التطبيقات التي تعمل في بيئات محدودة الموارد. يعد قياس البصمة الذاكرية أثناء العرض الأولي وتفاعلات المستخدم وإعادة العرض أمرًا حاسمًا.

• React: يمكن أن تستهلك React أحيانًا ذاكرة أكبر مقارنةً ببعض الأطر الأخرى، خاصة في التطبيقات التي تتعامل مع كمية كبيرة من البيانات.
• Angular: يمكن أن يكون لدى Angular، بسبب ميزاته وتعقيده، بصمة ذاكرة أعلى أحيانًا من Vue أو Svelte.
• Vue.js: يتمتع Vue.js عمومًا ببصمة ذاكرة أقل من React و Angular.
• Svelte: غالبًا ما يكون لدى Svelte أقل بصمة ذاكرة بسبب نهجه المعتمد على وقت الترجمة وتقليل الحمل الزائد لوقت التشغيل.

مثال: لنفترض وجود تطبيق محمول يحتاج إلى عرض خريطة معقدة لبلد مثل الهند. يعد استخدام الذاكرة المنخفض أمرًا حاسمًا لتجربة مستخدم جيدة ويمنع تعطل التطبيق. قد تؤثر مشكلات مماثلة على المستخدمين على مستوى العالم، على سبيل المثال، في المناطق الحضرية الكثيفة ذات الأجهزة الأقل قوة.

4. معالجة DOM

تعد معالجة DOM الفعالة أمرًا بالغ الأهمية للعرض السريع والاستجابة. كيفية تفاعل إطار العمل مع DOM هي محدد رئيسي للأداء. نحتاج إلى تقييم كيفية تعامل الأطر مع إنشاء عناصر DOM وتحديثها وحذفها.

• React: تستخدم React DOM افتراضيًا لتجميع التحديثات وتقليل معالجات DOM المباشرة.
• Angular: يمكن أن تؤثر آلية اكتشاف التغيير في Angular والقدرة على إجراء تحديثات على DOM كبير على أداء معالجة DOM.
• Vue.js: يستخدم Vue.js DOM افتراضيًا، ويوفر أيضًا تحسينات لتحسين كفاءة تحديث DOM.
• Svelte: يتجنب Svelte DOM الافتراضي تمامًا. يقوم بإجراء معالجة DOM مباشرة في وقت الترجمة، مما يؤدي إلى تحديثات محسّنة.

مثال: يمكن للتطبيقات التفاعلية التي تعتمد بشكل كبير على معالجة DOM، مثل تطبيقات الرسم، أن تستفيد بشكل كبير من التعامل الفعال مع DOM. بالنسبة لفنان مقيم في نيجيريا أو أستراليا، قد يؤثر التطبيق البطيء على جودة سير عمله.

5. الحمل الإضافي لإطار العمل

يؤثر الحمل الإضافي لإطار العمل نفسه، أي الموارد التي يتطلبها للعمل (وحدة المعالجة المركزية، الذاكرة)، على الأداء العام. غالبًا ما يتعلق هذا بالتعقيد الداخلي لإطار العمل وبنيته. يعد قياس استخدام وحدة المعالجة المركزية واستخدام الذاكرة لإطار العمل أثناء تشغيل التطبيق أمرًا ضروريًا.

• React: الحمل الإضافي للإطار متوسط. يتطلب DOM الافتراضي لـ React مستوى معينًا من الموارد لمطابقة التحديثات.
• Angular: لدى Angular حمل إضافي أعلى بسبب ميزاته وتصميمه.
• Vue.js: لدى Vue.js حمل إضافي منخفض نسبيًا.
• Svelte: لدى Svelte، لأنه يترجم إلى جافا سكريبت فانيلا، حمل إضافي ضئيل جدًا.

مثال: يعد الحمل الإضافي المرتفع عاملاً سلبيًا عند نشر التطبيقات على الأجهزة منخفضة الطاقة، والتي تستخدم بشكل أكثر شيوعًا في الاقتصادات النامية، مثل تلك الموجودة في جنوب شرق آسيا أو أمريكا الجنوبية. قد يعمل التطبيق ببطء.

جدول مقارن

يلخص الجدول التالي خصائص الأداء لكل إطار عمل. تستند القيم إلى النتائج النموذجية؛ قد يختلف الأداء الفعلي بناءً على تفاصيل التطبيق.

الميزة	React	Angular	Vue.js	Svelte
حجم الحزمة (الأصغر أفضل)	متوسط-كبير	كبير	متوسط-صغير	الأصغر
وقت التحميل الأولي (الأسرع أفضل)	متوسط	الأبطأ	سريع	الأسرع
سرعة العرض (الأسرع أفضل)	جيد	جيد	جيد جداً	ممتاز
استخدام الذاكرة (الأقل أفضل)	متوسط-مرتفع	مرتفع	متوسط	الأقل
معالجة DOM (الأسرع أفضل)	فعال (DOM افتراضي)	فعال (مع التحسينات)	فعال (DOM افتراضي)	عالي الكفاءة (DOM مباشر)
الحمل الإضافي لإطار العمل (الأقل أفضل)	معتدل	مرتفع	منخفض	منخفض جداً

أمثلة ومعايير قياسية لتطبيقات العالم الحقيقي

لتوضيح الاختلافات في الأداء في العالم الحقيقي، ضع في اعتبارك أمثلة التطبيقات التالية مع نتائج معيارية افتراضية:

مثال 1: صفحة قائمة منتجات التجارة الإلكترونية

السيناريو: عرض كتالوج كبير من قوائم المنتجات مع التصفية والفرز والترقيم. يتواجد المستخدمون على مستوى العالم، مع اتصال متغير بالإنترنت.

• المعيار القياسي: وقت تحميل 1000 قائمة منتجات.
• النتائج (افتراضية):
• React: وقت التحميل: 1.8 ثانية
• Angular: وقت التحميل: 2.5 ثانية
• Vue.js: وقت التحميل: 1.5 ثانية
• Svelte: وقت التحميل: 1.2 ثانية
• رؤية: سيترجم وقت التحميل الأولي الأسرع وسرعة العرض في Svelte إلى تجربة مستخدم أفضل، خاصة في المناطق ذات الاتصالات الإنترنت الأبطأ. قد يستفيد مستخدم موجود في جزء ريفي من الهند أو الأرجنتين من أداء Svelte.

مثال 2: لوحة تحكم بيانات في الوقت الفعلي

السيناريو: لوحة تحكم مالية تعرض أسعار الأسهم في الوقت الفعلي والتي يتم تحديثها بشكل متكرر. يتواجد المستخدمون في مراكز مالية عالمية مختلفة.

• المعيار القياسي: الأداء في تحديث 1000 نقطة بيانات في الثانية.
• النتائج (افتراضية):
• React: الإطارات في الثانية: 55
• Angular: الإطارات في الثانية: 48
• Vue.js: الإطارات في الثانية: 60
• Svelte: الإطارات في الثانية: 65
• رؤية: يوفر معدل الإطارات الأعلى في Svelte أفضل أداء، مما يضمن تحديثات سلسة. سيقدر متداول في طوكيو أو نيويورك استجابة التطبيق في تتبع الأسواق المتقلبة.

مثال 3: تطبيق خرائط تفاعلي

السيناريو: تطبيق خرائط تفاعلي لعرض المعلومات الجغرافية مع ميزات مثل التكبير والتحريك والتراكبات المخصصة. المستخدمون موجودون على مستوى العالم.

• المعيار القياسي: أداء التحريك عبر منطقة خريطة كبيرة والتكبير والتصغير.
• النتائج (افتراضية):
• React: استخدام الذاكرة: 200 ميجابايت
• Angular: استخدام الذاكرة: 250 ميجابايت
• Vue.js: استخدام الذاكرة: 180 ميجابايت
• Svelte: استخدام الذاكرة: 150 ميجابايت
• رؤية: يجعل استهلاك Svelte الأقل للذاكرة خيارًا جيدًا للأجهزة المحمولة والمستخدمين ذوي الموارد المحدودة.

اعتبارات أداء إطار العمل

عند النظر في أداء إطار العمل، ضع هذه العوامل في الاعتبار:

• تقنيات التحسين: يمكن تحسين جميع أطر العمل بممارسات ترميز دقيقة، مثل تقسيم الكود، والتحميل الكسول، وتخزين المكونات مؤقتًا (memoization).
• تعقيد المشروع: يجب أن يتماشى اختيار إطار العمل مع تعقيد المشروع. بالنسبة للتطبيقات الكبيرة والمعقدة، يمكن أن يكون النهج المنظم لـ Angular مفيدًا، حتى مع اعتبارات الأداء.
• خبرة الفريق: ضع في اعتبارك مدى إلمام فريق التطوير بكل إطار عمل. تتضاءل مكاسب الأداء مع المطورين عديمي الخبرة.
• مكتبات الطرف الثالث: يمكن أن يكون لاستخدام مكتبات الطرف الثالث تأثير كبير على الأداء. اختر مكتبات محسّنة ومصانة جيدًا.
• توافق المتصفح: ضع في اعتبارك متطلبات توافق المتصفح. قد تمثل المتصفحات القديمة تحديات في الأداء يجب معالجتها.

رؤى قابلة للتنفيذ للمطورين

فيما يلي بعض النصائح القابلة للتنفيذ للمطورين الذين يسعون إلى تحسين أداء إطار عمل جافا سكريبت:

• تقسيم الكود: نفذ تقسيم الكود لتحميل الكود الضروري فقط لكل جزء من تطبيقك، مما يحسن أوقات التحميل الأولية. هذا مهم بشكل خاص لتطبيقات Angular.
• التحميل الكسول: استخدم التحميل الكسول للصور والمكونات والموارد الأخرى لتأجيل تحميلها حتى تكون هناك حاجة إليها.
• تحسين المكونات: استخدم تقنيات مثل التخزين المؤقت (React, Vue)، واكتشاف التغيير OnPush (Angular)، وتحسين المكونات لتقليل عمليات إعادة العرض غير الضرورية.
• أدوات التنميط: استخدم أدوات مطوري المتصفح بانتظام (Chrome DevTools, Firefox Developer Tools) لتحديد اختناقات الأداء.
• تقليل معالجات DOM: قلل من معالجات DOM المباشرة واستخدم تقنيات ربط البيانات الفعالة التي يوفرها إطار العمل.
• تحسين الحزمة: استخدم أدوات البناء وتقنيات مثل tree-shaking والتصغير لتقليل حجم حزم جافا سكريبت.
• اختر مكتبات محسّنة: حدد مكتبات الطرف الثالث المحسّنة للأداء. تجنب المكتبات الكبيرة وغير المحسّنة قدر الإمكان.
• الاختبار بانتظام: قم بإجراء اختبارات الأداء طوال عملية التطوير، وليس فقط في النهاية.

الخاتمة

يؤثر اختيار إطار عمل جافا سكريبت بشكل كبير على أداء التطبيق. في حين أن لكل إطار عمل نقاط قوته، غالبًا ما يتفوق Svelte في حجم الحزمة وسرعة العرض. يقدم React و Vue.js أداءً جيدًا مع المرونة، بينما يوفر Angular نهجًا منظمًا، وإن كان غالبًا ببصمة أكبر. يعتمد الاختيار الأمثل على متطلبات المشروع المحددة، وخبرة الفريق، وأهداف الأداء. من خلال فهم خصائص الأداء هذه واستخدام تقنيات التحسين المناسبة، يمكن للمطورين إنشاء تطبيقات ويب عالية الأداء وسهلة الاستخدام لجمهور عالمي.

في النهاية، أفضل إطار عمل هو الذي يلبي احتياجات مشروعك مع تقديم تجربة مستخدم سلسة وعالية الأداء في جميع أنحاء العالم. فكر في اختبار جميع الخيارات المقدمة لتحديد ما هو الأفضل لك.