إتقان مسار العرض المتزامن في React: دليل لإدارة ميزانية الإطار

في المشهد الديناميكي للويب اليوم، يعد تقديم تجربة مستخدم سلسة وسريعة الاستجابة أمرًا بالغ الأهمية. يتوقع المستخدمون في جميع أنحاء العالم أن تكون التطبيقات سلسة وتفاعلية وخالية من التقطيع. لقد أحدث إدخال React للعرض المتزامن ثورة في كيفية تعاملنا مع الأداء، حيث يقدم أدوات قوية لتحقيق هذه الأهداف. وفي قلب هذا التحول النموذجي يكمن مفهوم إدارة ميزانية الإطار. سيستكشف هذا الدليل الشامل مسار العرض المتزامن في React، مع التركيز على كيفية إدارة ميزانية الإطار بفعالية لضمان واجهة مستخدم سلسة باستمرار عبر مختلف الأجهزة وظروف الشبكة.

فهم ميزانية الإطار

قبل الخوض في آليات React المحددة، من الضروري فهم المفهوم الأساسي لميزانية الإطار. في رسومات الحاسوب وتطوير واجهة المستخدم، الإطار هو صورة واحدة تُعرض على الشاشة. لتحقيق وهم الحركة والتفاعل، يتم عرض هذه الإطارات وعرضها بتتابع سريع. معدل الإطارات المستهدف لمعظم الشاشات الحديثة هو 60 إطارًا في الثانية (FPS). هذا يعني أنه يجب عرض كل إطار وتقديمه للمستخدم في غضون 16.67 ميلي ثانية تقريبًا (1000ms / 60 FPS).

ميزانية الإطار، بالتالي، هي الوقت المخصص الذي يجب أن يكتمل فيه كل العمل اللازم لإطار واحد. يتضمن هذا العمل عادةً:

• تنفيذ JavaScript: تشغيل مكونات React الخاصة بك، ومعالجات الأحداث، ومنطق العمل.
• حساب التخطيط (Reflow): تحديد موضع وأبعاد العناصر على الشاشة.
• الرسم (Repaint): رسم وحدات البكسل التي تشكل واجهة المستخدم.
• التركيب (Compositing): وضع طبقات من العناصر المرئية المختلفة ودمجها.

إذا استغرقت أي من هذه الخطوات وقتًا أطول من الوقت المخصص، فلن يتمكن المتصفح من تقديم إطار جديد في الموعد المحدد، مما يؤدي إلى إسقاط الإطارات وتجربة مستخدم متقطعة وغير مستجيبة. غالبًا ما يشار إلى هذا باسم التقطيع (jank).

شرح مسار العرض المتزامن في React

كان العرض التقليدي في React متزامنًا ومعطلًا إلى حد كبير. عند حدوث تحديث للحالة، كان React يطبق التغييرات على DOM، وهذه العملية يمكن أن تعطل الخيط الرئيسي، مما يمنع المهام المهمة الأخرى مثل معالجة إدخال المستخدم أو الرسوم المتحركة من التنفيذ. يغير العرض المتزامن هذا بشكل أساسي من خلال إدخال القدرة على مقاطعة واستئناف مهام العرض.

تشمل الميزات الرئيسية لمسار العرض المتزامن في React ما يلي:

• تحديد الأولويات: يمكن لـ React الآن تحديد أولويات مهام العرض المختلفة. على سبيل المثال، سيتم إعطاء تحديث عاجل (مثل كتابة المستخدم) أولوية أعلى من تحديث أقل إلحاحًا (مثل جلب البيانات في الخلفية).
• الاستباق: يمكن لـ React مقاطعة مهمة عرض ذات أولوية منخفضة إذا أصبحت مهمة ذات أولوية أعلى متاحة. هذا يضمن عدم حظر تفاعلات المستخدم الحرجة لفترة طويلة.
• المؤقتات: يستخدم العرض المتزامن مؤقتات داخلية لإدارة وجدولة العمل، بهدف إبقاء الخيط الرئيسي حرًا.Suspense: تتيح هذه الميزة للمكونات 'الانتظار' للحصول على البيانات دون حظر واجهة المستخدم بأكملها، مع عرض واجهة مستخدم بديلة في هذه الأثناء.

الهدف من هذا المسار هو تقسيم مهام العرض الكبيرة إلى أجزاء أصغر يمكن تنفيذها دون تجاوز ميزانية الإطار. هذا هو المكان الذي تصبح فيه الجدولة حاسمة.

دور المجدوِل (Scheduler)

مجدوِل React هو المحرك الذي ينسق العرض المتزامن. وهو مسؤول عن:

• تلقي طلبات التحديث (على سبيل المثال، من `setState`).
• تعيين أولوية لكل تحديث.
• تحديد متى تبدأ وتتوقف أعمال العرض لتجنب حظر الخيط الرئيسي.
• تجميع التحديثات لتقليل عمليات إعادة العرض غير الضرورية.

يهدف المجدوِل إلى إبقاء كمية العمل المنجز في كل إطار ضمن حد معقول، مما يدير ميزانية الإطار بفعالية. يعمل عن طريق تقسيم عملية عرض كبيرة محتملة إلى وحدات عمل منفصلة يمكن معالجتها بشكل غير متزامن. إذا اكتشف المجدوِل أن ميزانية الإطار الحالي على وشك التجاوز، فيمكنه إيقاف مهمة العرض الحالية مؤقتًا والتنازل للمتصفح، مما يسمح له بالتعامل مع الأحداث الهامة الأخرى مثل إدخال المستخدم أو الرسم.

استراتيجيات لإدارة ميزانية الإطار في React

تتضمن الإدارة الفعالة لميزانية الإطار في تطبيق React متزامن مزيجًا من فهم قدرات React واعتماد أفضل الممارسات لتصميم المكونات وإدارة الحالة.

1. تبني `useDeferredValue` و `useTransition`

هذه الخطافات هي حجر الزاوية في إدارة تحديثات واجهة المستخدم المكلفة في بيئة متزامنة:

• `useDeferredValue`: يتيح لك هذا الخطاف تأجيل تحديث جزء غير عاجل من واجهة المستخدم الخاصة بك. إنه مثالي للحالات التي يكون لديك فيها إدخال سريع التغير (مثل استعلام بحث) وعنصر واجهة مستخدم يعرض نتائج هذا الإدخال (مثل قائمة بحث منسدلة). من خلال تأجيل التحديث إلى النتائج، فإنك تضمن أن الإدخال نفسه يظل مستجيبًا، حتى لو استغرق عرض نتائج البحث وقتًا أطول قليلاً.

مثال: تخيل شريط بحث في الوقت الفعلي. أثناء كتابة المستخدم، يتم تحديث نتائج البحث. إذا كان منطق البحث أو العرض معقدًا، فقد يتسبب في تباطؤ حقل الإدخال. استخدام `useDeferredValue` على مصطلح البحث يسمح لـ React بإعطاء الأولوية لتحديث حقل الإدخال مع تأجيل العرض المكثف حسابيًا لنتائج البحث.

            
import React, { useState, useDeferredValue } from 'react';

function SearchComponent() {
  const [query, setQuery] = useState('');
  const deferredQuery = useDeferredValue(query);

  const handleChange = (event) => {
    setQuery(event.target.value);
  };

  // Imagine 'searchResults' is a computationally expensive operation
  const searchResults = expensiveSearch(deferredQuery);

  return (
    

      
      

        {searchResults.map(result => (
          
{result.name}
        ))}
      
    
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

• `useTransition`: يتيح لك هذا الخطاف تمييز تحديثات الحالة على أنها 'انتقالات'. الانتقالات هي تحديثات غير عاجلة يمكن لـ React مقاطعتها. هذا مفيد بشكل خاص لتمييز التحديثات التي قد تستغرق وقتًا طويلاً للعرض، مثل تصفية قائمة كبيرة أو التنقل بين العروض المعقدة. يعيد `useTransition` دالة `startTransition` وقيمة منطقية `isPending`. يمكن استخدام علامة `isPending` لإظهار مؤشر تحميل أثناء 진행 الانتقال.

مثال: فكر في جدول بيانات كبير يحتاج إلى التصفية بناءً على اختيار المستخدم. يمكن أن يستغرق تصفية وإعادة عرض جدول كبير وقتًا. يخبر تغليف تحديث الحالة الذي يؤدي إلى التصفية في `startTransition` React أنه يمكن مقاطعة هذا التحديث إذا حدث حدث أكثر إلحاحًا، مما يمنع تجميد واجهة المستخدم.

            
import React, { useState, useTransition } from 'react';

function DataTable() {
  const [data, setData] = useState([]);
  const [filter, setFilter] = useState('');
  const [isPending, startTransition] = useTransition();

  const handleFilterChange = (event) => {
    const newFilter = event.target.value;
    startTransition(() => {
      setFilter(newFilter);
      // Potentially expensive filtering operation happens here or is triggered
      // by the state update that is now a transition.
    });
  };

  // Assume 'filteredData' is derived from 'data' and 'filter'
  const filteredData = applyFilter(data, filter);

  return (
    

      
      {isPending && 
Loading...
}
      
        {/* Render filteredData */}
      
    
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

2. تحسين عرض المكونات

حتى مع التزامن، يمكن أن يؤدي عرض المكونات غير الفعال إلى استنفاد ميزانية الإطار بسرعة. استخدم هذه التقنيات:

• `React.memo`: بالنسبة للمكونات الوظيفية، `React.memo` هو مكون عالي الرتبة يقوم بحفظ المكون في الذاكرة. سيعيد العرض فقط إذا تغيرت خصائصه (props)، مما يمنع عمليات إعادة العرض غير الضرورية عندما يعيد الأصل العرض ولكن تظل خصائص المكون كما هي.
• `useCallback`: يحفظ دوال رد النداء (callback functions) في الذاكرة. هذا مفيد بشكل خاص عند تمرير ردود النداء إلى المكونات الأبناء المحفوظة (`React.memo`) لمنع هؤلاء الأبناء من إعادة العرض بسبب إنشاء مثيل دالة جديد في كل مرة يعرض فيها الأصل.
• `useMemo`: يحفظ نتيجة عملية حسابية في الذاكرة. إذا كان لديك عملية حسابية معقدة يتم إجراؤها داخل مكون، يمكن لـ `useMemo` تخزين النتيجة مؤقتًا وإعادة حسابها فقط عند تغيير تبعياتها، مما يوفر دورات وحدة المعالجة المركزية القيمة.
• هيكلة المكونات وتوصيف الأداء: قم بتقسيم المكونات الكبيرة إلى مكونات أصغر وأكثر قابلية للإدارة. استخدم React DevTools Profiler لتحديد اختناقات الأداء. قم بتوصيف مكوناتك لمعرفة أي منها يعيد العرض كثيرًا أو يستغرق وقتًا طويلاً للعرض.

3. إدارة الحالة بكفاءة

يمكن أن تؤثر كيفية إدارتك للحالة بشكل كبير على أداء العرض:

• الحالة المحلية مقابل الحالة العامة: حافظ على الحالة محلية قدر الإمكان. عندما تحتاج الحالة إلى المشاركة عبر العديد من المكونات، فكر في حل لإدارة الحالة العامة، ولكن كن على دراية بكيفية تسبب التحديثات على الحالة العامة في إعادة العرض.
• تحسين Context API: إذا كنت تستخدم React's Context API، فكن على دراية بأن أي مكون يستهلك سياقًا سيعيد العرض عند تغيير قيمة السياق، حتى لو لم يتغير الجزء المحدد من السياق الذي يهتم به. فكر في تقسيم السياقات أو استخدام تقنيات الحفظ لقيم السياق.
• نمط المحدد (Selector Pattern): بالنسبة لمكتبات إدارة الحالة مثل Redux أو Zustand، استفد من المحددات لضمان أن المكونات تعيد العرض فقط عند تغيير أجزاء الحالة المحددة التي تشترك فيها، بدلاً من إعادة العرض عند أي تحديث للحالة العامة.

4. المحاكاة الافتراضية للقوائم الطويلة

يمكن أن يؤثر عرض آلاف العناصر في قائمة بشكل خطير على الأداء، بغض النظر عن التزامن. المحاكاة الافتراضية (المعروفة أيضًا باسم windowing) هي تقنية يتم فيها عرض العناصر المرئية حاليًا فقط في منفذ العرض. أثناء قيام المستخدم بالتمرير، يتم إلغاء تحميل العناصر خارج الشاشة، ويتم عرض وتحميل العناصر الجديدة. تعد مكتبات مثل `react-window` و `react-virtualized` أدوات ممتازة لهذا الغرض.

مثال: موجز وسائط اجتماعية أو قائمة منتجات طويلة. بدلاً من عرض 1000 عنصر قائمة دفعة واحدة، تعرض المحاكاة الافتراضية فقط 10-20 عنصرًا مرئيًا على الشاشة. هذا يقلل بشكل كبير من كمية العمل التي يجب على React والمتصفح القيام بها لكل إطار.

5. تقسيم الكود والتحميل الكسول

على الرغم من أنها ليست إدارة مباشرة لميزانية الإطار، إلا أن تقليل حمولة JavaScript الأولية وتحميل ما هو مطلوب فقط يحسن الأداء المتصور ويمكن أن يساعد بشكل غير مباشر عن طريق تقليل الحمل الإجمالي على المتصفح. استخدم `React.lazy` و `Suspense` لتنفيذ تقسيم الكود للمكونات.

            
import React, { Suspense, lazy } from 'react';

const ExpensiveComponent = lazy(() => import('./ExpensiveComponent'));

function App() {
  return (
    

      
My App
      Loading component...
}>