دليل شامل لفهم وتحسين مسار العرض الحرج لتحميل أسرع للمواقع الإلكترونية وتحسين تجربة المستخدم. تعلم التقنيات العملية لتحسين أداء الواجهة الأمامية عالميًا.
تحسين أداء جافا سكريبت: إتقان مسار العرض الحرج
في عالم الويب اليوم، الأداء هو الأهم. يمكن أن يؤدي موقع الويب بطيء التحميل إلى إحباط المستخدمين، وزيادة معدلات الارتداد، وفي النهاية، خسارة الإيرادات. يعد تحسين جافا سكريبت وفهم كيفية عرض المتصفحات لصفحات الويب أمرًا بالغ الأهمية لتقديم تجربة مستخدم سريعة وجذابة. أحد أهم المفاهيم في هذا المجال هو مسار العرض الحرج (CRP).
ما هو مسار العرض الحرج؟
مسار العرض الحرج هو سلسلة الخطوات التي يتخذها المتصفح لتحويل HTML و CSS و JavaScript إلى صفحة ويب معروضة على الشاشة. إنه سلسلة من التبعيات؛ تعتمد كل خطوة على ناتج الخطوة السابقة. يعد فهم هذا المسار وتحسينه أمرًا بالغ الأهمية لتقليل الوقت الذي يستغرقه المستخدم لرؤية موقع الويب الخاص بك والتفاعل معه. فكر في الأمر على أنه باليه مُنظم بعناية حيث يجب توقيت كل حركة (كل خطوة عرض) وتنفيذها بشكل مثالي حتى يكون الأداء النهائي لا تشوبه شائبة. يؤثر التأخير في خطوة واحدة على جميع الخطوات اللاحقة.
يتكون CRP من الخطوات الرئيسية التالية:
- بناء DOM: تحليل HTML وبناء نموذج كائن المستند (DOM).
- بناء CSSOM: تحليل CSS وبناء نموذج كائن CSS (CSSOM).
- بناء شجرة العرض: الجمع بين DOM و CSSOM لإنشاء شجرة العرض.
- التخطيط: حساب موضع وحجم كل عنصر في شجرة العرض.
- الطلاء: تحويل شجرة العرض إلى وحدات بكسل فعلية على الشاشة.
دعنا نحلل كل خطوة من هذه الخطوات بمزيد من التفصيل.
1. بناء DOM
عندما يتلقى المتصفح مستند HTML، فإنه يبدأ في تحليل التعليمات البرمجية سطرًا سطرًا. أثناء التحليل، يقوم ببناء هيكل يشبه الشجرة يسمى نموذج كائن المستند (DOM). يمثل DOM بنية مستند HTML، مع تحول كل عنصر HTML إلى عقدة في الشجرة. ضع في اعتبارك HTML البسيط التالي:
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>موقعي على الويب</title>
<link rel="stylesheet" href="style.css">
</head>
<body>
<h1>مرحباً بالعالم!</h1>
<p>هذا هو موقعي الأول على الويب.</p>
</body>
</html>
سيقوم المتصفح بتحليل هذا إلى شجرة DOM، حيث يصبح كل علامة (<html>، <head>، <body>، إلخ) عقدة.
مورد الحظر الحرج: عندما يصادف المحلل علامة <script>، فإنه عادةً ما يحظر بناء DOM حتى يتم تنزيل البرنامج النصي وتحليله وتنفيذه. وذلك لأن JavaScript يمكن أن تعدل DOM، لذلك يحتاج المتصفح إلى التأكد من أن البرنامج النصي قد انتهى من التنفيذ قبل المتابعة لبناء DOM. وبالمثل، تعتبر علامات <link> التي تقوم بتحميل CSS بمثابة حظر للعرض كما هو موضح أدناه.
2. بناء CSSOM
تمامًا كما يقوم المتصفح بتحليل HTML لإنشاء DOM، فإنه يقوم بتحليل CSS لإنشاء نموذج كائن CSS (CSSOM). يمثل CSSOM الأنماط المطبقة على عناصر HTML. مثل DOM، فإن CSSOM هو أيضًا هيكل يشبه الشجرة. يعتبر CSSOM أمرًا بالغ الأهمية لأنه يحدد كيفية تصميم عناصر DOM وعرضها. ضع في اعتبارك CSS التالي:
h1 {
color: blue;
font-size: 2em;
}
p {
color: gray;
}
يقوم المتصفح بتحليل CSS هذا وإنشاء CSSOM يقوم بتعيين قواعد CSS لعناصر HTML المقابلة. يؤثر بناء CSSOM بشكل مباشر على عرض الصفحة؛ يمكن أن يؤدي CSS غير الصحيح أو غير الفعال إلى تأخيرات في العرض وتجربة مستخدم سيئة. يجب أن تكون محددات CSS، على سبيل المثال، محددة وفعالة قدر الإمكان لتقليل عمل المتصفح.
مورد الحظر الحرج: CSSOM هو مورد حظر العرض. لا يمكن للمتصفح البدء في عرض الصفحة حتى يتم إنشاء CSSOM. وذلك لأن الأنماط المحددة في CSS تؤثر على كيفية عرض عناصر HTML. لذلك، يحتاج المتصفح إلى الانتظار حتى يكتمل CSSOM قبل أن يتمكن من المتابعة في العرض. عادةً ما تحظر أوراق الأنماط في <head> من المستند (باستخدام <link rel="stylesheet">) العرض.
3. بناء شجرة العرض
بمجرد إنشاء DOM و CSSOM، يجمع المتصفح بينهما لإنشاء شجرة العرض. شجرة العرض هي تمثيل مرئي لـ DOM يتضمن فقط العناصر التي سيتم عرضها بالفعل على الشاشة. العناصر المخفية (على سبيل المثال، باستخدام display: none;) غير مضمنة في شجرة العرض. تمثل شجرة العرض ما سيراه المستخدم بالفعل على الشاشة؛ إنها نسخة مختصرة من DOM تتضمن فقط العناصر المرئية والمصممة.
تمثل شجرة العرض البنية المرئية النهائية للصفحة، حيث تجمع بين المحتوى (DOM) والتصميم (CSSOM). هذه الخطوة حاسمة لأنها تمهد الطريق لعملية العرض الفعلية.
4. التخطيط
تتضمن مرحلة التخطيط حساب الموضع والحجم الدقيقين لكل عنصر في شجرة العرض. تُعرف هذه العملية أيضًا باسم "إعادة التدفق". يحدد المتصفح مكان وضع كل عنصر على الشاشة ومقدار المساحة التي يجب أن يشغلها. تتأثر مرحلة التخطيط بشدة بأنماط CSS المطبقة على العناصر. تلعب عوامل مثل الهوامش والمسافات المتروكة والعرض والارتفاع والموضع دورًا في حسابات التخطيط. هذه المرحلة مكثفة حسابيًا، خاصة بالنسبة للتخطيطات المعقدة.
يعد التخطيط خطوة حاسمة في CRP لأنه يحدد الترتيب المكاني للعناصر على الصفحة. تعد عملية التخطيط الفعالة ضرورية لتجربة مستخدم سلسة وسريعة الاستجابة. يمكن أن تؤدي التغييرات في DOM أو CSSOM إلى تشغيل إعادة التخطيط، والتي يمكن أن تكون مكلفة من حيث الأداء.
5. الطلاء
الخطوة الأخيرة هي مرحلة الطلاء، حيث يقوم المتصفح بتحويل شجرة العرض إلى وحدات بكسل فعلية على الشاشة. يتضمن ذلك ترسترة العناصر وتطبيق الأنماط والألوان والقوام المحددة. عملية الطلاء هي التي تجعل صفحة الويب مرئية للمستخدم في النهاية. يعتبر الطلاء عملية أخرى مكثفة حسابيًا، خاصة بالنسبة للرسومات والرسوم المتحركة المعقدة.
بعد مرحلة الطلاء، يرى المستخدم صفحة الويب المعروضة. يمكن أن تؤدي أي تغييرات لاحقة في DOM أو CSSOM إلى تشغيل إعادة الطلاء، مما يؤدي إلى تحديث التمثيل المرئي على الشاشة. يعد تقليل عمليات إعادة الطلاء غير الضرورية أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على واجهة مستخدم سلسة وسريعة الاستجابة.
تحسين مسار العرض الحرج
الآن بعد أن فهمنا مسار العرض الحرج، دعنا نستكشف بعض التقنيات لتحسينه.
1. تقليل عدد الموارد الهامة
كلما قل عدد الموارد الهامة (ملفات CSS و JavaScript) التي يتعين على المتصفح تنزيلها وتحليلها، زادت سرعة عرض الصفحة. إليك كيفية تقليل الموارد الهامة:
- تأجيل JavaScript غير الهام: استخدم سمات
deferأوasyncعلى علامات<script>لمنعها من حظر بناء DOM. - CSS مضمن حرج: حدد قواعد CSS الضرورية لعرض المحتوى الموجود أعلى الصفحة وقم بتضمينها مباشرةً في
<head>من مستند HTML. هذا يلغي حاجة المتصفح لتنزيل ملف CSS خارجي للعرض الأولي. - تصغير CSS و JavaScript: قلل حجم ملفات CSS و JavaScript الخاصة بك عن طريق إزالة الأحرف غير الضرورية (المسافات البيضاء والتعليقات وما إلى ذلك).
- دمج ملفات CSS و JavaScript: قلل عدد طلبات HTTP عن طريق دمج ملفات CSS و JavaScript متعددة في ملف واحد. ومع ذلك، مع HTTP/2، تكون فوائد التجميع أقل وضوحًا بسبب إمكانات تعدد الإرسال المحسنة.
- إزالة CSS غير المستخدم: توجد أدوات لتحليل CSS الخاص بك وتحديد القواعد التي لم يتم استخدامها مطلقًا. تؤدي إزالة هذه القواعد إلى تقليل حجم CSSOM.
مثال (تأجيل JavaScript):
<script src="script.js" defer></script>
تخبر سمة defer المتصفح بتنزيل البرنامج النصي دون حظر بناء DOM. سيتم تنفيذ البرنامج النصي بعد تحليل DOM بالكامل.
مثال (تضمين CSS حرج):
<head>
<style>
/* CSS حرج للمحتوى الموجود أعلى الصفحة */
body { font-family: sans-serif; }
h1 { color: black; }
</style>
<link rel="stylesheet" href="style.css">
</head>
في هذا المثال، يتم تضمين قواعد CSS لعناصر body و h1 في <head>. يضمن ذلك أن المتصفح يمكنه عرض المحتوى الموجود أعلى الصفحة بسرعة، حتى قبل تنزيل ورقة الأنماط الخارجية (style.css).
2. تحسين تسليم CSS
يمكن أن تؤثر الطريقة التي تسلم بها CSS الخاص بك بشكل كبير على CRP. ضع في اعتبارك تقنيات التحسين هذه:
- استعلامات الوسائط: استخدم استعلامات الوسائط لتطبيق CSS فقط على أجهزة أو أحجام شاشة معينة. هذا يمنع المتصفح من تنزيل CSS غير ضروري.
- أوراق أنماط الطباعة: افصل أنماط الطباعة الخاصة بك إلى ورقة أنماط منفصلة واستخدم استعلام وسائط لتطبيقها فقط عند الطباعة. هذا يمنع أنماط الطباعة من حظر العرض على الشاشة.
- التحميل المشروط: قم بتحميل ملفات CSS بشكل مشروط بناءً على ميزات المتصفح أو تفضيلات المستخدم. يمكن تحقيق ذلك باستخدام JavaScript أو منطق من جانب الخادم.
مثال (استعلامات الوسائط):
<link rel="stylesheet" href="style.css" media="screen">
<link rel="stylesheet" href="print.css" media="print">
في هذا المثال، يتم تطبيق style.css فقط على الشاشات، بينما يتم تطبيق print.css فقط عند الطباعة.
3. تحسين تنفيذ JavaScript
يمكن أن يكون لـ JavaScript تأثير كبير على CRP، خاصةً إذا كانت تعدل DOM أو CSSOM. إليك كيفية تحسين تنفيذ JavaScript:
- تأجيل أو غير متزامن JavaScript: كما ذكرنا سابقًا، استخدم سمات
deferأوasyncلمنع JavaScript من حظر بناء DOM. - تحسين كود JavaScript: اكتب كود JavaScript فعالًا يقلل من معالجة DOM والحسابات.
- التحميل البطيء لـ JavaScript: قم بتحميل JavaScript فقط عند الحاجة إليه. على سبيل المثال، يمكنك تحميل JavaScript ببطء للعناصر الموجودة أسفل الصفحة.
- عاملات الويب: انقل مهام JavaScript المكثفة حسابيًا إلى عاملات الويب لمنعها من حظر الخيط الرئيسي.
مثال (JavaScript غير متزامن):
<script src="analytics.js" async></script>
تخبر سمة async المتصفح بتنزيل البرنامج النصي بشكل غير متزامن وتنفيذه بمجرد توفره، دون حظر بناء DOM. على عكس defer، قد يتم تنفيذ البرامج النصية التي تم تحميلها باستخدام async بترتيب مختلف عن ترتيب ظهورها في HTML.
4. تحسين DOM
يمكن أن يؤدي DOM كبير ومعقد إلى إبطاء عملية العرض. إليك كيفية تحسين DOM:
- تقليل حجم DOM: حافظ على DOM صغيرًا قدر الإمكان عن طريق إزالة العناصر والسمات غير الضرورية.
- تجنب أشجار DOM العميقة: تجنب إنشاء هياكل DOM متداخلة بعمق، لأنها يمكن أن تجعل من الصعب على المتصفح اجتياز DOM.
- استخدم HTML الدلالي: استخدم عناصر HTML الدلالية (على سبيل المثال،
<article>،<nav>،<aside>) لتوفير بنية ومعنى لمستند HTML الخاص بك. يمكن أن يساعد ذلك المتصفح في عرض الصفحة بكفاءة أكبر.
5. تقليل اهتزاز التخطيط
يحدث اهتزاز التخطيط عندما تقرأ JavaScript وتكتب بشكل متكرر إلى DOM، مما يتسبب في قيام المتصفح بتنفيذ تخطيطات وعمليات طلاء متعددة. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تدهور الأداء بشكل كبير. لتجنب اهتزاز التخطيط:
- تجميع تغييرات DOM: قم بتجميع تغييرات DOM معًا وقم بتطبيقها في دفعة واحدة. هذا يقلل من عدد التخطيطات وعمليات الطلاء.
- تجنب قراءة خصائص التخطيط قبل الكتابة: تجنب قراءة خصائص التخطيط (على سبيل المثال،
offsetWidth،offsetHeight) قبل الكتابة إلى DOM، لأن هذا يمكن أن يجبر المتصفح على إجراء تخطيط. - استخدم تحويلات ورسوم متحركة CSS: استخدم تحويلات ورسوم متحركة CSS بدلاً من الرسوم المتحركة المستندة إلى JavaScript، لأنها عادةً ما تكون ذات أداء أفضل. غالبًا ما تستخدم التحويلات والرسوم المتحركة وحدة معالجة الرسومات (GPU)، والتي تم تحسينها لهذه الأنواع من العمليات.
6. الاستفادة من تخزين المتصفح المؤقت
يسمح التخزين المؤقت للمتصفح للمتصفح بتخزين الموارد (على سبيل المثال، CSS، JavaScript، الصور) محليًا، لذلك لا يلزم تنزيلها مرة أخرى في الزيارات اللاحقة. قم بتكوين الخادم الخاص بك لتعيين رؤوس ذاكرة التخزين المؤقت المناسبة لمواردك.
مثال (رؤوس ذاكرة التخزين المؤقت):
Cache-Control: public, max-age=31536000
يخبر رأس ذاكرة التخزين المؤقت هذا المتصفح بتخزين المورد مؤقتًا لمدة عام واحد (31536000 ثانية). يمكن أن يؤدي استخدام شبكة توصيل المحتوى (CDN) أيضًا إلى تحسين أداء التخزين المؤقت بشكل كبير، حيث تقوم بتوزيع المحتوى الخاص بك عبر خوادم متعددة حول العالم، مما يسمح للمستخدمين بتنزيل الموارد من خادم أقرب إليهم جغرافيًا.
أدوات لتحليل مسار العرض الحرج
يمكن أن تساعدك العديد من الأدوات في تحليل مسار العرض الحرج وتحديد الاختناقات في الأداء:
- Chrome DevTools: توفر Chrome DevTools ثروة من المعلومات حول عملية العرض، بما في ذلك توقيت كل خطوة في CRP. استخدم لوحة الأداء لتسجيل جدول زمني لتحميل الصفحة وتحديد مجالات التحسين. تساعد علامة التبويب التغطية في تحديد CSS و JavaScript غير المستخدمين.
- WebPageTest: WebPageTest هي أداة شائعة عبر الإنترنت توفر تقارير أداء مفصلة، بما في ذلك مخطط الشلال الذي يصور تحميل الموارد.
- Lighthouse: Lighthouse هي أداة آلية مفتوحة المصدر لتحسين جودة صفحات الويب. لديها عمليات تدقيق للأداء وإمكانية الوصول وتطبيقات الويب التقدمية وكبار المسئولين الاقتصاديين والمزيد. يمكنك تشغيله في Chrome DevTools، من سطر الأوامر، أو كوحدة Node.
مثال (باستخدام Chrome DevTools):
- افتح Chrome DevTools (انقر بزر الماوس الأيمن على الصفحة وحدد "فحص").
- انتقل إلى لوحة "الأداء".
- انقر فوق زر التسجيل (رمز الدائرة) وأعد تحميل الصفحة.
- أوقف التسجيل بعد انتهاء تحميل الصفحة.
- قم بتحليل الجدول الزمني لتحديد الاختناقات في الأداء. انتبه جيدًا إلى أقسام "التحميل" و "البرمجة النصية" و "العرض" و "الطلاء".
أمثلة واقعية ودراسات حالة
دعنا نلقي نظرة على بعض الأمثلة الواقعية لكيفية تحسين مسار العرض الحرج يمكن أن يحسن أداء موقع الويب:
- مثال 1: موقع ويب للتجارة الإلكترونية: قام موقع ويب للتجارة الإلكترونية بتحسين CRP الخاص به عن طريق تضمين CSS حرج، وتأجيل JavaScript غير الهام، وتحسين صوره. أدى ذلك إلى تقليل وقت تحميل الصفحة بنسبة 40٪ وزيادة معدلات التحويل بنسبة 20٪.
- مثال 2: موقع ويب إخباري: قام موقع ويب إخباري بتحسين CRP الخاص به عن طريق تقليل حجم DOM الخاص به، وتحسين محددات CSS الخاصة به، والاستفادة من التخزين المؤقت للمتصفح. أدى ذلك إلى انخفاض معدل الارتداد بنسبة 30٪ وزيادة إيرادات الإعلانات بنسبة 15٪.
- مثال 3: منصة السفر العالمية: شهدت منصة سفر عالمية تخدم المستخدمين في جميع أنحاء العالم تحسينات كبيرة من خلال تطبيق CDN وتحسين الصور لأنواع الأجهزة المختلفة وظروف الشبكة. كما استخدموا العاملين في الخدمة لتخزين البيانات التي يتم الوصول إليها بشكل متكرر مؤقتًا، مما يسمح بالوصول دون اتصال بالإنترنت وتحميلات لاحقة أسرع. أدى ذلك إلى تجربة مستخدم أكثر اتساقًا عبر مناطق مختلفة وسرعات إنترنت.
اعتبارات عالمية
عند تحسين CRP، من المهم مراعاة السياق العالمي. قد يكون لدى المستخدمين في أجزاء مختلفة من العالم سرعات إنترنت وقدرات أجهزة وظروف شبكة مختلفة. فيما يلي بعض الاعتبارات العالمية:
- زمن انتقال الشبكة: يمكن أن يؤثر زمن انتقال الشبكة بشكل كبير على وقت تحميل الصفحة، خاصةً بالنسبة للمستخدمين في المناطق النائية أو الذين لديهم اتصالات إنترنت بطيئة. استخدم CDN لتوزيع المحتوى الخاص بك بالقرب من المستخدمين وتقليل زمن الوصول.
- إمكانيات الجهاز: قم بتحسين موقع الويب الخاص بك لإمكانيات الأجهزة المختلفة، مثل الأجهزة المحمولة والأجهزة اللوحية وأجهزة سطح المكتب. استخدم تقنيات التصميم سريعة الاستجابة لتكييف موقع الويب الخاص بك مع أحجام الشاشات ودقتها المختلفة.
- ظروف الشبكة: ضع في اعتبارك ظروف الشبكة المختلفة التي قد يواجهها المستخدمون، مثل 2G و 3G و 4G. استخدم تقنيات مثل تحميل الصور التكيفي وضغط البيانات لتحسين موقع الويب الخاص بك لاتصالات الشبكة البطيئة.
- التدويل (i18n): عند التعامل مع مواقع الويب متعددة اللغات، تأكد من أن CSS و JavaScript الخاصين بك مُدوليْن بشكل صحيح للتعامل مع مجموعات الأحرف واتجاهات النص المختلفة.
- إمكانية الوصول (a11y): قم بتحسين موقع الويب الخاص بك لإمكانية الوصول لضمان إمكانية استخدامه من قبل الأشخاص ذوي الإعاقة. يتضمن ذلك توفير نص بديل للصور، واستخدام HTML الدلالي، والتأكد من أن موقع الويب الخاص بك يمكن الوصول إليه عبر لوحة المفاتيح.
خاتمة
يعد تحسين مسار العرض الحرج أمرًا ضروريًا لتقديم تجربة مستخدم سريعة وجذابة. من خلال تقليل الموارد الهامة، وتحسين تسليم CSS، وتحسين تنفيذ JavaScript، وتحسين DOM، وتقليل اهتزاز التخطيط، والاستفادة من التخزين المؤقت للمتصفح، يمكنك تحسين أداء موقع الويب الخاص بك بشكل كبير. تذكر استخدام الأدوات المتاحة لتحليل CRP الخاص بك وتحديد مجالات التحسين. باتخاذ هذه الخطوات، يمكنك التأكد من أن موقع الويب الخاص بك يتم تحميله بسرعة ويوفر تجربة إيجابية للمستخدمين في جميع أنحاء العالم. أصبح الإنترنت عالميًا بشكل متزايد؛ لم يعد موقع الويب السريع والذي يمكن الوصول إليه مجرد أفضل الممارسات، ولكنه ضرورة للوصول إلى جمهور متنوع.