إتقان أدوات مطوري المتصفح: تقنيات التصحيح وتحديد أداء التطبيقات

في المشهد المتطور باستمرار لتطوير الويب، يعد إتقان أدوات مطوري المتصفح أمرًا بالغ الأهمية لإنشاء تطبيقات ويب قوية وفعالة وسهلة الاستخدام. توفر هذه الأدوات، المدمجة مباشرة في المتصفحات الحديثة مثل Chrome و Firefox و Safari و Edge، للمطورين مجموعة كبيرة من الميزات لتصحيح التعليمات البرمجية وتحليل الأداء وتحسين تجربة المستخدم الشاملة. سيتعمق هذا الدليل الشامل في تقنيات التصحيح الأساسية واستراتيجيات تحديد الأداء باستخدام أدوات مطوري المتصفح، مما يمكّنك من إنشاء تطبيقات ويب عالية الجودة لجمهور عالمي.

فهم واجهة أدوات المطور

قبل الغوص في تقنيات معينة، من الضروري التعرف على التخطيط العام لوظائف أدوات مطوري المتصفح. في حين أن هناك اختلافات طفيفة بين المتصفحات، إلا أن المكونات الأساسية تظل متسقة:

• لوحة العناصر: افحص وقم بتعديل HTML و CSS لصفحة الويب في الوقت الفعلي. هذا ضروري لفهم هيكل وتصميم تطبيقك.
• لوحة وحدة التحكم: سجل الرسائل، وقم بتنفيذ كود JavaScript، وعرض الأخطاء والتحذيرات. هذه أداة مهمة لتصحيح أخطاء JavaScript وفهم تدفق تطبيقك.
• لوحة المصادر (أو المصحح): قم بتعيين نقاط التوقف، وتخطي التعليمات البرمجية، وفحص المتغيرات، وتحليل استدعاءات الوظائف. تتيح لك هذه اللوحة فحص كود JavaScript الخاص بك بدقة وتحديد السبب الجذري للأخطاء.
• لوحة الشبكة: راقب طلبات الشبكة، وحلل رؤوس HTTP، وقم بقياس أوقات تحميل الموارد. هذا أمر حيوي لتحديد اختناقات الأداء المتعلقة باتصال الشبكة.
• لوحة الأداء: سجل وحلل أداء تطبيق الويب الخاص بك، وتحديد اختناقات وحدة المعالجة المركزية، وتسرب الذاكرة، ومشكلات العرض.
• لوحة التطبيقات: افحص وأدر التخزين (ملفات تعريف الارتباط، والتخزين المحلي، وتخزين الجلسة)، وقواعد بيانات IndexedDB، وعمال الخدمات.

توفر كل لوحة وجهة نظر فريدة لتطبيق الويب الخاص بك، وإتقان وظائفها هو مفتاح التصحيح الفعال وتحسين الأداء.

تقنيات التصحيح

يعد التصحيح جزءًا لا يتجزأ من عملية التطوير. تقدم أدوات مطوري المتصفح تقنيات مختلفة لتبسيط هذه العملية:

1. استخدام console.log() ومتغيراته

طريقة console.log() هي أداة التصحيح الأساسية. يسمح لك بطباعة الرسائل إلى وحدة التحكم، وعرض قيم المتغيرات، ومخرجات الوظائف، وتدفق التطبيق العام.

بالإضافة إلى console.log()، ضع في اعتبارك استخدام هذه المتغيرات:

• console.warn(): يعرض رسالة تحذير، تُستخدم غالبًا للمشكلات المحتملة.
• console.error(): يعرض رسالة خطأ، مما يشير إلى مشكلة تتطلب اهتمامًا فوريًا.
• console.info(): يعرض رسالة معلومات، توفر السياق أو التفاصيل.
• console.table(): يعرض البيانات في تنسيق جدولي، وهو مفيد لفحص المصفوفات والكائنات.
• console.group() و console.groupEnd(): قم بتجميع رسائل وحدة التحكم ذات الصلة لتنظيم أفضل.

مثال:

            function calculateTotal(price, quantity) {
  console.log("Calculating total for price: ", price, " and quantity: ", quantity);
  if (typeof price !== 'number' || typeof quantity !== 'number') {
    console.error("Error: Price and quantity must be numbers.");
    return NaN; // Not a Number
  }
  const total = price * quantity;
  console.log("Total calculated: ", total);
  return total;
}

calculateTotal(10, 5);
calculateTotal("ten", 5);
            

              
                Copy
              
            
          

2. تعيين نقاط التوقف

تسمح لك نقاط التوقف بإيقاف تنفيذ كود JavaScript الخاص بك في سطور معينة، مما يتيح لك فحص المتغيرات واستدعاءات الوظائف والحالة العامة لتطبيقك في تلك المرحلة. هذا أمر لا يقدر بثمن لفهم تدفق التنفيذ وتحديد مكان حدوث الأخطاء.

لتعيين نقطة توقف:

1. افتح لوحة المصادر (أو المصحح).
2. حدد موقع ملف JavaScript الذي يحتوي على الكود الذي تريد تصحيحه.
3. انقر فوق رقم السطر الذي تريد تعيين نقطة التوقف فيه. سيظهر علامة زرقاء تشير إلى نقطة التوقف.

عندما يواجه المتصفح نقطة التوقف، فإنه سيتوقف عن التنفيذ. يمكنك بعد ذلك استخدام عناصر تحكم المصحح للانتقال عبر التعليمات البرمجية (التخطي، الدخول، الخروج)، وفحص المتغيرات في جزء النطاق، وتحليل استدعاءات الوظائف.

مثال: تعيين نقطة توقف داخل حلقة لفحص قيمة متغير في كل تكرار.

            function processArray(arr) {
  for (let i = 0; i < arr.length; i++) {
    // Set a breakpoint here to inspect 'arr[i]' at each iteration
    console.log("Processing element at index: ", i, " value: ", arr[i]);
  }
}

processArray([1, 2, 3, 4, 5]);
            

              
                Copy
              
            
          

3. استخدام عبارة debugger

عبارة debugger هي طريقة أكثر مباشرة لتعيين نقاط التوقف داخل التعليمات البرمجية الخاصة بك. عندما يواجه المتصفح عبارة debugger، فسيتوقف عن التنفيذ ويفتح أدوات المطور (إذا لم تكن مفتوحة بالفعل).

مثال:

            function fetchData(url) {
  fetch(url)
    .then(response => response.json())
    .then(data => {
      debugger; // Execution will pause here
      console.log("Data received: ", data);
    })
    .catch(error => console.error("Error fetching data: ", error));
}

fetchData("https://jsonplaceholder.typicode.com/todos/1");
            

              
                Copy
              
            
          

4. فحص استدعاء الوظائف

يوفر استدعاء الوظائف سجلًا بالوظائف التي تم استدعاؤها للوصول إلى نقطة التنفيذ الحالية. إنه أمر لا يقدر بثمن لفهم تدفق التنفيذ وتحديد مصدر الأخطاء، خاصة في التطبيقات المعقدة التي تحتوي على استدعاءات وظائف متداخلة.

عندما يتم إيقاف التنفيذ مؤقتًا في نقطة توقف، يعرض جزء استدعاء الوظائف في لوحة المصادر قائمة باستدعاءات الوظائف، مع أحدث استدعاء في الأعلى. يمكنك النقر فوق أي وظيفة في استدعاء الوظائف للانتقال إلى تعريفها في التعليمات البرمجية.

5. استخدام نقاط التوقف الشرطية

تسمح لك نقاط التوقف الشرطية بتعيين نقاط توقف يتم تشغيلها فقط عند استيفاء شرط معين. هذا مفيد لتصحيح المشكلات التي تحدث فقط في ظل ظروف معينة.

لتعيين نقطة توقف شرطية:

1. انقر بزر الماوس الأيمن على رقم السطر الذي تريد تعيين نقطة التوقف فيه.
2. حدد "إضافة نقطة توقف شرطية..."
3. أدخل الشرط الذي يجب استيفائه لتشغيل نقطة التوقف.

مثال: تعيين نقطة توقف يتم تشغيلها فقط عندما تكون قيمة المتغير أكبر من 10.

            function processNumbers(numbers) {
  for (let i = 0; i < numbers.length; i++) {
    // Conditional breakpoint: Trigger only when numbers[i] > 10
    console.log("Processing number: ", numbers[i]);
  }
}

processNumbers([5, 12, 8, 15, 3]);
            

              
                Copy
              
            
          

تقنيات تحديد أداء التطبيقات

يعد تحسين أداء تطبيق الويب الخاص بك أمرًا بالغ الأهمية لتوفير تجربة مستخدم سلسة وسريعة الاستجابة، خاصة للمستخدمين الذين لديهم سرعات وأجهزة شبكة مختلفة. توفر أدوات مطوري المتصفح إمكانات تحديد أداء قوية لتحديد اختناقات الأداء ومجالات التحسين.

1. استخدام لوحة الأداء

لوحة الأداء (التي تسمى أيضًا المخطط الزمني في المتصفحات القديمة) هي الأداة الأساسية لتحليل أداء تطبيق الويب الخاص بك. يسمح لك بتسجيل نشاط المتصفح على مدى فترة زمنية، والتقاط بيانات حول استخدام وحدة المعالجة المركزية، وتخصيص الذاكرة، والعرض، ونشاط الشبكة.

لاستخدام لوحة الأداء:

1. افتح لوحة الأداء.
2. انقر فوق الزر "تسجيل" (عادةً ما يكون زرًا دائريًا).
3. تفاعل مع تطبيق الويب الخاص بك لمحاكاة إجراءات المستخدم.
4. انقر فوق الزر "إيقاف" لإنهاء التسجيل.

ستعرض لوحة الأداء بعد ذلك مخططًا زمنيًا مفصلًا للنشاط المسجل. يمكنك التكبير والتصغير، وتحديد نطاقات زمنية معينة، وتحليل الأقسام المختلفة من المخطط الزمني لتحديد اختناقات الأداء.

2. تحليل المخطط الزمني للأداء

يوفر المخطط الزمني للأداء ثروة من المعلومات حول أداء تطبيق الويب الخاص بك. تشمل المجالات الرئيسية التي يجب التركيز عليها ما يلي:

• استخدام وحدة المعالجة المركزية: يشير ارتفاع استخدام وحدة المعالجة المركزية إلى أن كود JavaScript الخاص بك يستغرق وقتًا طويلاً للتنفيذ. حدد الوظائف التي تستهلك معظم وقت وحدة المعالجة المركزية وقم بتحسينها.
• العرض: يمكن أن تسبب عملية العرض المفرطة مشكلات في الأداء، خاصة على الأجهزة المحمولة. ابحث عن أوقات العرض الطويلة وقم بتحسين CSS و JavaScript لتقليل مقدار العرض المطلوب.
• الذاكرة: يمكن أن تتسبب تسربات الذاكرة في إبطاء تطبيقك بمرور الوقت وفي النهاية تعطله. استخدم لوحة الذاكرة (أو أدوات الذاكرة داخل لوحة الأداء) لتحديد تسربات الذاكرة وإصلاحها.
• الشبكة: يمكن لطلبات الشبكة البطيئة أن تؤثر بشكل كبير على تجربة المستخدم. قم بتحسين صورك، واستخدم التخزين المؤقت، وقلل من عدد طلبات الشبكة.

3. تحديد اختناقات وحدة المعالجة المركزية

تحدث اختناقات وحدة المعالجة المركزية عندما يستغرق كود JavaScript الخاص بك وقتًا طويلاً للتنفيذ، مما يؤدي إلى حظر السلسلة الرئيسية ومنع المتصفح من تحديث واجهة المستخدم. لتحديد اختناقات وحدة المعالجة المركزية:

1. سجل ملف تعريف أداء لتطبيق الويب الخاص بك.
2. في المخطط الزمني للأداء، ابحث عن كتل طويلة ومستمرة من نشاط وحدة المعالجة المركزية.
3. انقر فوق هذه الكتل لرؤية استدعاء الوظائف وتحديد الوظائف التي تستهلك معظم وقت وحدة المعالجة المركزية.
4. قم بتحسين هذه الوظائف عن طريق تقليل مقدار العمل الذي تقوم به، أو استخدام خوارزميات أكثر كفاءة، أو تأجيل المهام غير الحرجة إلى سلسلة خلفية.

مثال: حلقة طويلة المدى تتكرر فوق مصفوفة كبيرة. ضع في اعتبارك تحسين الحلقة أو استخدام هيكل بيانات أكثر كفاءة.

            function processLargeArray(arr) {
  console.time("processLargeArray");
  for (let i = 0; i < arr.length; i++) {
    // Perform some complex operation on each element
    arr[i] = arr[i] * 2;
  }
  console.timeEnd("processLargeArray");
}

const largeArray = Array.from({ length: 100000 }, (_, i) => i + 1);
processLargeArray(largeArray);
            

              
                Copy
              
            
          

4. تحليل أداء العرض

يشير أداء العرض إلى الوقت الذي يستغرقه المتصفح لتحديث التمثيل المرئي لصفحة الويب. يمكن أن يؤدي العرض البطيء إلى تجربة مستخدم بطيئة. لتحليل أداء العرض:

1. سجل ملف تعريف أداء لتطبيق الويب الخاص بك.
2. في المخطط الزمني للأداء، ابحث عن الأقسام المسماة "Rendering" أو "Paint".
3. حدد العمليات التي تستغرق أطول وقت، مثل التخطيط والرسم والتجميع.
4. قم بتحسين CSS و JavaScript لتقليل مقدار العرض المطلوب. تشمل التقنيات الشائعة ما يلي:
• تقليل تعقيد محددات CSS الخاصة بك.
• تجنب التخطيط المتزامن القسري (تخبيط التخطيط).
• استخدام تسريع الأجهزة (مثل تحويلات CSS) عند الاقتضاء.
• إلغاء استجابة معالجات الأحداث أو تخفيفها لمنع العرض المفرط.

5. تحديد تسربات الذاكرة

تحدث تسربات الذاكرة عندما يقوم كود JavaScript الخاص بك بتخصيص ذاكرة لم تعد قيد الاستخدام ولكنها لا تُعاد إلى النظام. بمرور الوقت، يمكن أن تتسبب تسربات الذاكرة في إبطاء تطبيقك وفي النهاية تعطله. لتحديد تسربات الذاكرة:

1. استخدم لوحة الذاكرة (أو أدوات الذاكرة داخل لوحة الأداء) لالتقاط لقطات من ذاكرة تطبيقك في نقاط زمنية مختلفة.
2. قارن اللقطات لتحديد الكائنات التي تتزايد في الحجم أو العدد بمرور الوقت.
3. قم بتحليل استدعاءات الوظائف لهذه الكائنات لتحديد الكود الذي يقوم بتخصيص الذاكرة.
4. تأكد من أنك تقوم بتحرير الذاكرة بشكل صحيح عندما لا تكون هناك حاجة إليها عن طريق إزالة المراجع إلى الكائنات ومسح مستمعي الأحداث.

6. تحسين أداء الشبكة

يشير أداء الشبكة إلى السرعة والكفاءة التي يسترد بها تطبيق الويب الخاص بك الموارد من الخادم. يمكن لطلبات الشبكة البطيئة أن تؤثر بشكل كبير على تجربة المستخدم. لتحسين أداء الشبكة:

1. استخدم لوحة الشبكة لتحليل طلبات الشبكة التي يتم إجراؤها بواسطة تطبيق الويب الخاص بك.
2. حدد الطلبات التي تستغرق وقتًا طويلاً حتى تكتمل.
3. قم بتحسين صورك عن طريق ضغطها واستخدام التنسيقات المناسبة (مثل WebP).
4. استخدم التخزين المؤقت لتخزين الموارد التي يتم الوصول إليها بشكل متكرر في ذاكرة التخزين المؤقت للمتصفح.
5. قلل من عدد طلبات الشبكة عن طريق تجميع وتقليل ملفات CSS و JavaScript.
6. استخدم شبكة توصيل المحتوى (CDN) لتوزيع مواردك على الخوادم الموجودة بالقرب من المستخدمين.

أفضل الممارسات للتصحيح وتحديد أداء التطبيقات

• إعادة إنتاج المشكلة: قبل البدء في التصحيح أو تحديد الأداء، تأكد من أنه يمكنك إعادة إنتاج المشكلة التي تحاول إصلاحها بشكل موثوق. سيؤدي هذا إلى تسهيل تحديد السبب الجذري للمشكلة.
• عزل المشكلة: حاول عزل المشكلة إلى منطقة معينة من التعليمات البرمجية الخاصة بك. سيساعدك هذا على تركيز جهودك في التصحيح وتحديد الأداء.
• استخدام الأدوات المناسبة: اختر الأدوات المناسبة للوظيفة. تعد لوحة وحدة التحكم رائعة للتصحيح الأساسي، بينما تكون لوحة المصادر أفضل للمشكلات الأكثر تعقيدًا. تعد لوحة الأداء ضرورية لتحديد اختناقات الأداء.
• خذ وقتك: يمكن أن يستغرق التصحيح وتحديد الأداء وقتًا طويلاً، لذا كن صبورًا ومنهجيًا. لا تتسرع في العملية، وإلا فقد تفوتك أدلة مهمة.
• تعلم من أخطائك: كل خطأ تقوم بإصلاحه وكل تحسين في الأداء تقوم به هو فرصة للتعلم. خذ الوقت الكافي لفهم سبب حدوث المشكلة وكيف قمت بإصلاحها.
• الاختبار عبر المتصفحات والأجهزة: اختبر دائمًا تطبيق الويب الخاص بك عبر متصفحات مختلفة (Chrome و Firefox و Safari و Edge) والأجهزة (سطح المكتب والجوال والكمبيوتر اللوحي) لضمان أداء ووظائف متسقة لجميع المستخدمين على مستوى العالم.
• المراقبة المستمرة: قم بتنفيذ أدوات مراقبة الأداء لتتبع أداء تطبيق الويب الخاص بك في الإنتاج وتحديد المشكلات المحتملة قبل أن تؤثر على المستخدمين.

الخلاصة

يعد إتقان أدوات مطوري المتصفح مهارة أساسية لأي مطور ويب. باستخدام تقنيات التصحيح واستراتيجيات تحديد الأداء الموضحة في هذا الدليل، يمكنك إنشاء تطبيقات ويب قوية وفعالة وسهلة الاستخدام توفر تجربة رائعة للمستخدمين في جميع أنحاء العالم. احتضن هذه الأدوات وقم بدمجها في سير عملك اليومي لإنشاء تطبيقات ويب استثنائية.