أتقن أداء الويب عبر تحليل وتحسين مسار التصيير الحرج. دليل شامل للمطورين حول تأثير جافاسكريبت على التصيير وكيفية إصلاحه.
تحسين أداء جافاسكريبت: نظرة معمقة على مسار التصيير الحرج
في عالم تطوير الويب، السرعة ليست مجرد ميزة؛ إنها أساس تجربة المستخدم الجيدة. يمكن أن يؤدي موقع الويب بطيء التحميل إلى معدلات ارتداد أعلى، وتحويلات أقل، وجمهور محبط. بينما تساهم العديد من العوامل في أداء الويب، فإن أحد أهم المفاهيم الأساسية والتي غالبًا ما يُساء فهمها هو مسار التصيير الحرج (CRP). إن فهم كيفية عرض المتصفحات للمحتوى، والأهم من ذلك، كيفية تفاعل جافاسكريبت مع هذه العملية، أمر بالغ الأهمية لأي مطور جاد بشأن الأداء.
سيأخذك هذا الدليل الشامل في رحلة عميقة إلى مسار التصيير الحرج، مع التركيز بشكل خاص على دور جافاسكريبت. سنستكشف كيفية تحليله، وتحديد الاختناقات، وتطبيق تقنيات تحسين قوية ستجعل تطبيقات الويب الخاصة بك أسرع وأكثر استجابة لقاعدة مستخدمين عالمية.
ما هو مسار التصيير الحرج؟
مسار التصيير الحرج هو سلسلة الخطوات التي يجب على المتصفح اتخاذها لتحويل HTML و CSS وجافاسكريبت إلى وحدات بكسل مرئية على الشاشة. الهدف الأساسي من تحسين CRP هو عرض المحتوى الأولي، "الجزء العلوي من الصفحة"، للمستخدم في أسرع وقت ممكن. كلما حدث هذا بشكل أسرع، زاد شعور المستخدم بسرعة تحميل الصفحة.
يتكون المسار من عدة مراحل رئيسية:
- بناء DOM: تبدأ العملية عندما يتلقى المتصفح أول بايت من مستند HTML من الخادم. يبدأ في تحليل ترميز HTML، حرفًا بحرف، ويبني نموذج كائن المستند (DOM). الـ DOM هو بنية شبيهة بالشجرة تمثل جميع العقد (العناصر، السمات، النصوص) في مستند HTML.
- بناء CSSOM: بينما يقوم المتصفح ببناء DOM، إذا واجه ورقة أنماط CSS (إما في وسم
<link>أو كتلة<style>مضمنة)، فإنه يبدأ في بناء نموذج كائن CSS (CSSOM). على غرار DOM، فإن CSSOM هو بنية شجرية تحتوي على جميع الأنماط وعلاقاتها للصفحة. على عكس HTML، فإن CSS تحظر التصيير بشكل افتراضي. لا يمكن للمتصفح عرض أي جزء من الصفحة حتى يقوم بتنزيل وتحليل كل CSS، حيث يمكن أن تتجاوز الأنماط اللاحقة الأنماط السابقة. - بناء شجرة التصيير (Render Tree): بمجرد أن يصبح كل من DOM و CSSOM جاهزين، يجمعهما المتصفح لإنشاء شجرة التصيير. تحتوي هذه الشجرة فقط على العقد المطلوبة لعرض الصفحة. على سبيل المثال، العناصر التي لها
display: none;ووسم<head>لا يتم تضمينها في شجرة التصيير لأنها لا تُعرض بصريًا. تعرف شجرة التصيير ما يجب عرضه، ولكن ليس أين أو بأي حجم. - التخطيط (Layout أو Reflow): مع بناء شجرة التصيير، ينتقل المتصفح إلى مرحلة التخطيط. في هذه الخطوة، يحسب الحجم والموضع الدقيق لكل عقدة في شجرة التصيير بالنسبة لمنطقة العرض. ناتج هذه المرحلة هو "نموذج الصندوق" الذي يحدد الهندسة الدقيقة لكل عنصر في الصفحة.
- الطلاء (Paint): أخيرًا، يأخذ المتصفح معلومات التخطيط و "يرسم" وحدات البكسل لكل عقدة على الشاشة. يتضمن هذا رسم النصوص والألوان والصور والحدود والظلال - بشكل أساسي، تحويل كل جزء مرئي من الصفحة إلى صورة نقطية. يمكن أن تحدث هذه العملية على طبقات متعددة لتحسين الكفاءة.
- التركيب (Composite): إذا تم طلاء محتوى الصفحة على طبقات متعددة، يجب على المتصفح بعد ذلك تركيب هذه الطبقات بالترتيب الصحيح لعرض الصورة النهائية على الشاشة. هذه الخطوة مهمة بشكل خاص للرسوم المتحركة والتمرير، حيث أن التركيب بشكل عام أقل تكلفة من الناحية الحسابية من إعادة تشغيل مرحلتي التخطيط والطلاء.
دور جافاسكريبت المعطِّل في مسار التصيير الحرج
إذًا، أين تقع جافاسكريبت في هذه الصورة؟ جافاسكريبت لغة قوية يمكنها تعديل كل من DOM و CSSOM. لكن هذه القوة تأتي بثمن. يمكن لجافاسكريبت، وغالبًا ما تفعل ذلك، أن تمنع مسار التصيير الحرج، مما يؤدي إلى تأخيرات كبيرة في العرض.
جافاسكريبت التي تحظر المحلل اللغوي
بشكل افتراضي، جافاسكريبت تحظر المحلل اللغوي. عندما يواجه محلل HTML في المتصفح وسم <script>، يجب عليه إيقاف عملية بناء DOM مؤقتًا. ثم يشرع في تنزيل (إذا كان خارجيًا)، تحليل، وتنفيذ ملف جافاسكريبت. هذه العملية تمنع الاستمرار لأن السكربت قد يفعل شيئًا مثل document.write()، والذي يمكن أن يغير بنية DOM بأكملها. ليس لدى المتصفح خيار سوى الانتظار حتى ينتهي السكربت قبل أن يتمكن من استئناف تحليل HTML بأمان.
إذا كان هذا السكربت موجودًا في <head> المستند الخاص بك، فإنه يمنع بناء DOM من البداية. هذا يعني أنه لا يوجد لدى المتصفح محتوى لعرضه، ويُترك المستخدم يحدق في شاشة بيضاء فارغة حتى تتم معالجة السكربت بالكامل. هذا هو سبب رئيسي لضعف الأداء المتصور.
التلاعب بـ DOM و CSSOM
يمكن لجافاسكريبت أيضًا الاستعلام عن وتعديل CSSOM. على سبيل المثال، إذا طلب السكربت الخاص بك نمطًا محسوبًا مثل element.style.width، يجب على المتصفح أولاً التأكد من تنزيل وتحليل كل CSS لتقديم الإجابة الصحيحة. هذا يخلق تبعية بين جافاسكريبت و CSS، حيث قد يتم حظر تنفيذ السكربت في انتظار أن يكون CSSOM جاهزًا.
علاوة على ذلك، إذا قامت جافاسكريبت بتعديل DOM (على سبيل المثال، إضافة أو إزالة عنصر) أو CSSOM (على سبيل المثال، تغيير فئة)، فيمكن أن يؤدي ذلك إلى سلسلة من الأعمال في المتصفح. قد يجبر التغيير المتصفح على إعادة حساب التخطيط (reflow) ثم إعادة طلاء الأجزاء المتأثرة من الشاشة، أو حتى الصفحة بأكملها. يمكن أن تؤدي التلاعبات المتكررة أو سيئة التوقيت إلى واجهة مستخدم بطيئة وغير مستجيبة.
كيفية تحليل مسار التصيير الحرج
قبل أن تتمكن من التحسين، يجب عليك أولاً القياس. أدوات مطوري المتصفح هي أفضل صديق لك لتحليل CRP. دعنا نركز على Chrome DevTools، التي تقدم مجموعة قوية من الأدوات لهذا الغرض.
استخدام علامة التبويب Performance
توفر علامة التبويب Performance جدولًا زمنيًا مفصلاً لكل ما يفعله المتصفح لعرض صفحتك.
- افتح Chrome DevTools (Ctrl+Shift+I أو Cmd+Option+I).
- انتقل إلى علامة التبويب Performance.
- تأكد من تحديد مربع الاختيار "Web Vitals" لرؤية المقاييس الرئيسية متراكبة على الجدول الزمني.
- انقر فوق زر إعادة التحميل (أو اضغط على Ctrl+Shift+E / Cmd+Shift+E) لبدء تحليل تحميل الصفحة.
بعد تحميل الصفحة، سيتم تقديم مخطط لهبي لك. إليك ما يجب البحث عنه في قسم Main thread:
- المهام الطويلة (Long Tasks): يتم تمييز أي مهمة تستغرق أكثر من 50 مللي ثانية بمثلث أحمر. هذه هي المرشحات الرئيسية للتحسين لأنها تمنع الخيط الرئيسي ويمكن أن تجعل واجهة المستخدم غير مستجيبة.
- تحليل HTML (أزرق - Parse HTML): يوضح لك هذا أين يقوم المتصفح بتحليل HTML الخاص بك. إذا رأيت فجوات أو انقطاعات كبيرة، فمن المحتمل أن يكون ذلك بسبب سكربت مانع.
- تقييم السكربت (أصفر - Evaluate Script): هذا هو المكان الذي يتم فيه تنفيذ جافاسكريبت. ابحث عن كتل صفراء طويلة، خاصة في وقت مبكر من تحميل الصفحة. هذه هي السكربتات المانعة الخاصة بك.
- إعادة حساب النمط (بنفسجي - Recalculate Style): يشير هذا إلى بناء CSSOM وحسابات النمط.
- التخطيط (بنفسجي - Layout): تمثل هذه الكتل مرحلة التخطيط أو إعادة التدفق. إذا رأيت الكثير منها، فقد يكون جافاسكريبت الخاص بك يسبب "layout thrashing" عن طريق قراءة وكتابة الخصائص الهندسية بشكل متكرر.
- الطلاء (أخضر - Paint): هذه هي عملية الطلاء.
استخدام علامة التبويب Network
يعد مخطط الشلال في علامة التبويب Network لا يقدر بثمن لفهم ترتيب ومدة تنزيلات الموارد.
- افتح DevTools وانتقل إلى علامة التبويب Network.
- أعد تحميل الصفحة.
- يعرض لك عرض الشلال متى تم طلب وتنزيل كل مورد (HTML, CSS, JS, صور).
انتبه جيدًا للطلبات الموجودة في الجزء العلوي من الشلال. يمكنك بسهولة اكتشاف ملفات CSS وجافاسكريبت التي يتم تنزيلها قبل أن تبدأ الصفحة في العرض. هذه هي مواردك التي تحظر التصيير.
استخدام Lighthouse
Lighthouse هي أداة تدقيق آلية مدمجة في Chrome DevTools (تحت علامة التبويب Lighthouse). توفر درجة أداء عالية المستوى وتوصيات قابلة للتنفيذ.
أحد عمليات التدقيق الرئيسية لـ CRP هو "إزالة الموارد التي تحظر التصيير". سيسرد هذا التقرير صراحةً ملفات CSS وجافاسكريبت التي تؤخر أول طلاء ذي محتوى (FCP)، مما يمنحك قائمة واضحة من الأهداف للتحسين.
استراتيجيات التحسين الأساسية لجافاسكريبت
الآن بعد أن عرفنا كيفية تحديد المشاكل، دعنا نستكشف الحلول. الهدف هو تقليل كمية جافاسكريبت التي تمنع العرض الأولي.
1. قوة `async` و `defer`
أبسط وأكثر الطرق فعالية لمنع جافاسكريبت من حظر محلل HTML هي استخدام سمتي `async` و `defer` في وسوم <script> الخاصة بك.
- الوسم القياسي
<script>:<script src="script.js"></script>
كما ناقشنا، هذا يحظر المحلل اللغوي. يتوقف تحليل HTML، ويتم تنزيل السكربت وتنفيذه، ثم يُستأنف التحليل. <script async>:<script src="script.js" async></script>
يتم تنزيل السكربت بشكل غير متزامن، بالتوازي مع تحليل HTML. بمجرد انتهاء تنزيل السكربت، يتم إيقاف تحليل HTML مؤقتًا، ويتم تنفيذ السكربت. ترتيب التنفيذ غير مضمون؛ يتم تنفيذ السكربتات بمجرد توفرها. هذا هو الأفضل للسكربتات المستقلة من جهات خارجية والتي لا تعتمد على DOM أو سكربتات أخرى، مثل سكربتات التحليلات أو الإعلانات.<script defer>:<script src="script.js" defer></script>
يتم تنزيل السكربت بشكل غير متزامن، بالتوازي مع تحليل HTML. ومع ذلك، لا يتم تنفيذ السكربت إلا بعد تحليل مستند HTML بالكامل (مباشرة قبل حدث `DOMContentLoaded`). السكربتات التي تحتوي على `defer` مضمونة أيضًا للتنفيذ بالترتيب الذي تظهر به في المستند. هذه هي الطريقة المفضلة لمعظم السكربتات التي تحتاج إلى التفاعل مع DOM وليست حاسمة للطلاء الأولي.
قاعدة عامة: استخدم `defer` لسكربتات التطبيق الرئيسية الخاصة بك. استخدم `async` لسكربتات الجهات الخارجية المستقلة. تجنب استخدام السكربتات المانعة في <head> ما لم تكن ضرورية للغاية للعرض الأولي.
2. تقسيم الكود (Code Splitting)
غالبًا ما يتم تجميع تطبيقات الويب الحديثة في ملف جافاسكريبت واحد كبير. في حين أن هذا يقلل من عدد طلبات HTTP، فإنه يجبر المستخدم على تنزيل الكثير من الكود الذي قد لا يكون ضروريًا لعرض الصفحة الأولي.
تقسيم الكود هو عملية تقسيم تلك الحزمة الكبيرة إلى أجزاء أصغر يمكن تحميلها عند الطلب. على سبيل المثال:
- القطعة الأولية (Initial Chunk): تحتوي فقط على جافاسكريبت الأساسية اللازمة لعرض الجزء المرئي من الصفحة الحالية.
- القطع عند الطلب (On-Demand Chunks): تحتوي على كود للمسارات الأخرى، والنوافذ المنبثقة، أو الميزات الموجودة أسفل الجزء المرئي من الصفحة. يتم تحميلها فقط عندما ينتقل المستخدم إلى ذلك المسار أو يتفاعل مع الميزة.
تدعم أدوات التجميع الحديثة مثل Webpack و Rollup و Parcel تقسيم الكود بشكل مدمج باستخدام صيغة `import()` الديناميكية. كما توفر أطر العمل مثل React (مع `React.lazy`) و Vue طرقًا سهلة لتقسيم الكود على مستوى المكونات.
3. التخلص من الكود غير المستخدم (Tree Shaking) وحذف الكود الميت
حتى مع تقسيم الكود، قد تحتوي حزمتك الأولية على كود لا يتم استخدامه بالفعل. هذا شائع عندما تستورد مكتبات ولكن تستخدم جزءًا صغيرًا منها فقط.
Tree Shaking هي عملية تستخدمها أدوات التجميع الحديثة لإزالة الكود غير المستخدم من حزمتك النهائية. تقوم بتحليل عبارات `import` و `export` بشكل ثابت وتحدد الكود الذي لا يمكن الوصول إليه. من خلال التأكد من أنك تشحن فقط الكود الذي يحتاجه المستخدمون، يمكنك تقليل أحجام الحزم بشكل كبير، مما يؤدي إلى أوقات تنزيل وتحليل أسرع.
4. التصغير والضغط
هذه خطوات أساسية لأي موقع ويب في بيئة الإنتاج.
- التصغير (Minification): هذه عملية آلية تزيل الأحرف غير الضرورية من الكود الخاص بك - مثل المسافات البيضاء والتعليقات والأسطر الجديدة - وتقصر أسماء المتغيرات، دون تغيير وظائفها. هذا يقلل من حجم الملف. تُستخدم أدوات مثل Terser (لجافاسكريبت) و cssnano (لـ CSS) بشكل شائع.
- الضغط (Compression): بعد التصغير، يجب على خادمك ضغط الملفات قبل إرسالها إلى المتصفح. يمكن لخوارزميات مثل Gzip، وبشكل أكثر فعالية، Brotli تقليل أحجام الملفات بنسبة تصل إلى 70-80%. يقوم المتصفح بعد ذلك بفك ضغطها عند الاستلام. هذا تكوين على مستوى الخادم، ولكنه حاسم لتقليل أوقات نقل الشبكة.
5. تضمين جافاسكريبت الحرجة (استخدم بحذر)
بالنسبة للقطع الصغيرة جدًا من جافاسكريبت الضرورية للغاية للطلاء الأول (على سبيل المثال، إعداد سمة أو polyfill حرج)، يمكنك تضمينها مباشرة في HTML الخاص بك داخل وسم <script> في <head>. هذا يوفر طلب شبكة، والذي يمكن أن يكون مفيدًا على اتصالات الهاتف المحمول ذات الكمون العالي. ومع ذلك، يجب استخدام هذا باعتدال. يزيد الكود المضمن من حجم مستند HTML الخاص بك ولا يمكن تخزينه مؤقتًا بشكل منفصل بواسطة المتصفح. إنها مقايضة يجب دراستها بعناية.
التقنيات المتقدمة والمناهج الحديثة
التصيير من جانب الخادم (SSR) وتوليد المواقع الثابتة (SSG)
أطر العمل مثل Next.js (لـ React) و Nuxt.js (لـ Vue) و SvelteKit قد جعلت SSR و SSG شائعة. تقوم هذه التقنيات بنقل عمل التصيير الأولي من متصفح العميل إلى الخادم.
- SSR: يقوم الخادم بتصيير HTML الكامل لصفحة مطلوبة وإرساله إلى المتصفح. يمكن للمتصفح عرض هذا HTML على الفور، مما يؤدي إلى أول طلاء ذي محتوى سريع جدًا. ثم يتم تحميل جافاسكريبت و "ترطيب" الصفحة، مما يجعلها تفاعلية.
- SSG: يتم إنشاء HTML لكل صفحة في وقت البناء. عندما يطلب المستخدم صفحة، يتم تقديم ملف HTML ثابت على الفور من شبكة توصيل المحتوى (CDN). هذا هو أسرع نهج للمواقع الغنية بالمحتوى.
كلا من SSR و SSG يحسنان أداء CRP بشكل كبير من خلال تقديم طلاء أول ذي معنى قبل أن يبدأ معظم جافاسكريبت من جانب العميل في التنفيذ.
عمال الويب (Web Workers)
إذا كان تطبيقك يحتاج إلى إجراء عمليات حسابية ثقيلة وطويلة الأمد (مثل تحليل البيانات المعقدة، أو معالجة الصور، أو التشفير)، فإن القيام بذلك على الخيط الرئيسي سيمنع التصيير ويجعل صفحتك تبدو متجمدة. يوفر Web Workers حلاً من خلال السماح لك بتشغيل هذه السكربتات في خيط خلفي، منفصل تمامًا عن خيط واجهة المستخدم الرئيسي. هذا يحافظ على استجابة تطبيقك بينما تتم الأعمال الثقيلة خلف الكواليس.
سير عمل عملي لتحسين CRP
دعنا نربط كل ذلك معًا في سير عمل قابل للتنفيذ يمكنك تطبيقه على مشاريعك.
- المراجعة (Audit): ابدأ بخط أساس. قم بتشغيل تقرير Lighthouse وملف تعريف Performance على بنية الإنتاج الخاصة بك لفهم حالتك الحالية. لاحظ قيم FCP و LCP و TTI، وحدد أي مهام طويلة أو موارد تحظر التصيير.
- التحديد (Identify): تعمق في علامتي تبويب Network و Performance في DevTools. حدد بالضبط أي السكربتات وأوراق الأنماط تمنع العرض الأولي. اسأل نفسك عن كل مورد: "هل هذا ضروري للغاية لكي يرى المستخدم المحتوى الأولي؟"
- تحديد الأولويات (Prioritize): ركز جهودك على الكود الذي يؤثر على المحتوى الموجود في الجزء العلوي من الصفحة. الهدف هو إيصال هذا المحتوى للمستخدم بأسرع ما يمكن. يمكن تحميل أي شيء آخر لاحقًا.
- التحسين (Optimize):
- طبق `defer` على جميع السكربتات غير الأساسية.
- استخدم `async` لسكربتات الجهات الخارجية المستقلة.
- نفذ تقسيم الكود لمساراتك ومكوناتك الكبيرة.
- تأكد من أن عملية البناء الخاصة بك تتضمن التصغير والتخلص من الكود غير المستخدم.
- اعمل مع فريق البنية التحتية لتمكين ضغط Brotli أو Gzip على خادمك.
- بالنسبة لـ CSS، فكر في تضمين CSS الحرج اللازم للعرض الأولي وتحميل الباقي بشكل كسول.
- القياس (Measure): بعد تنفيذ التغييرات، قم بتشغيل المراجعة مرة أخرى. قارن درجاتك وتوقيتاتك الجديدة بخط الأساس. هل تحسنت قيمة FCP؟ هل هناك عدد أقل من الموارد التي تحظر التصيير؟
- التكرار (Iterate): أداء الويب ليس إصلاحًا لمرة واحدة؛ إنها عملية مستمرة. مع نمو تطبيقك، يمكن أن تظهر اختناقات أداء جديدة. اجعل مراجعة الأداء جزءًا منتظمًا من دورة التطوير والنشر الخاصة بك.
الخاتمة: إتقان المسار إلى الأداء
مسار التصيير الحرج هو المخطط الذي يتبعه المتصفح لإحياء تطبيقك. كمطورين، فإن فهمنا وسيطرتنا على هذا المسار، خاصة فيما يتعلق بجافاسكريبت، هو أحد أقوى الأدوات التي لدينا لتحسين تجربة المستخدم. من خلال الانتقال من عقلية كتابة كود يعمل ببساطة إلى كتابة كود يؤدي أداءً عاليًا، يمكننا بناء تطبيقات ليست وظيفية فحسب، بل سريعة وسهلة الوصول وممتعة للمستخدمين في جميع أنحاء العالم.
تبدأ الرحلة بالتحليل. افتح أدوات المطور، وقم بتحليل أداء تطبيقك، وابدأ في التساؤل عن كل مورد يقف بين المستخدم وصفحة معروضة بالكامل. من خلال تطبيق استراتيجيات تأجيل السكربتات، وتقسيم الكود، وتقليل الحمولة، يمكنك تمهيد الطريق للمتصفح للقيام بما يفعله بشكل أفضل: عرض المحتوى بسرعة البرق.