وضع React المتزامن وتقسيم الوقت: تخصيص ميزانية وقت العرض

يعد وضع React المتزامن (Concurrent Mode) ميزة فارقة تطلق مستوى جديدًا من الاستجابة والأداء في تطبيقات React. يكمن في قلب الوضع المتزامن مفهوم تقسيم الوقت (time slicing)، والذي يسمح لـ React بتقسيم مهام العرض طويلة الأمد إلى أجزاء أصغر وأكثر قابلية للإدارة. ستتعمق هذه المقالة في تعقيدات تقسيم الوقت، وتخصيص ميزانية وقت العرض، وكيف يساهم ذلك في تحسين تجربة المستخدم بشكل كبير.

فهم الحاجة إلى الوضع المتزامن

تعمل React التقليدية بطريقة متزامنة. عندما يتم تحديث مكون، تقوم React بحظر الخيط الرئيسي (main thread) حتى يتم إعادة عرض شجرة المكونات بأكملها. يمكن أن يؤدي هذا إلى تأخيرات ملحوظة، خاصة في التطبيقات المعقدة التي تحتوي على العديد من المكونات أو منطق عرض كثيف الحسابات. يمكن أن تظهر هذه التأخيرات على النحو التالي:

• رسوم متحركة متقطعة: تظهر الرسوم المتحركة متقطعة وغير منتظمة بسبب حظر المتصفح أثناء العرض.
• واجهة مستخدم غير مستجيبة: يصبح التطبيق غير مستجيب لإدخالات المستخدم (النقرات، ضغطات المفاتيح) أثناء قيام React بالعرض.
• أداء مدرك ضعيف: يرى المستخدمون أن التطبيق بطيء، حتى لو كان جلب البيانات الأساسية سريعًا.

يعالج الوضع المتزامن هذه المشكلات عن طريق تمكين React من العمل بشكل غير متزامن، مما يسمح لها بدمج مهام العرض مع عمليات أخرى، مثل التعامل مع إدخالات المستخدم أو تحديث واجهة المستخدم. ويعتبر تقسيم الوقت آلية رئيسية تجعل هذا ممكنًا.

ما هو تقسيم الوقت؟

تقسيم الوقت، المعروف أيضًا باسم تعدد المهام التعاوني، هو أسلوب يتم فيه تقسيم مهمة طويلة الأمد إلى وحدات عمل أصغر. تسمح بنية Fiber في React، التي تشكل أساس الوضع المتزامن، لـ React بإيقاف عمل العرض مؤقتًا واستئنافه وحتى التخلي عنه حسب الحاجة. بدلاً من حظر الخيط الرئيسي طوال مدة تحديث العرض، يمكن لـ React إعادة التحكم إلى المتصفح بشكل دوري، مما يسمح له بالتعامل مع الأحداث الأخرى والحفاظ على واجهة مستخدم مستجيبة.

فكر في الأمر على هذا النحو: تخيل أنك ترسم لوحة جدارية كبيرة. بدلاً من محاولة رسم الجدارية بأكملها في جلسة واحدة متصلة، تقوم بتقسيمها إلى أقسام أصغر وتعمل على كل قسم لفترة قصيرة من الوقت. يتيح لك هذا أخذ فترات راحة، والرد على أسئلة المارة، والتأكد من أن الجدارية تتقدم بسلاسة دون إرهاقك. وبالمثل، تقسم React مهام العرض إلى شرائح أصغر وتدمجها مع أنشطة المتصفح الأخرى.

تخصيص ميزانية وقت العرض

أحد الجوانب الحاسمة لتقسيم الوقت هو تخصيص ميزانية وقت العرض. يشير هذا إلى مقدار الوقت المسموح لـ React بقضائه في العرض قبل إعادة التحكم إلى المتصفح. يكون للمتصفح بعد ذلك فرصة للتعامل مع إدخالات المستخدم، وتحديث الشاشة، وأداء مهام أخرى. بعد أن يأخذ المتصفح دوره، يمكن لـ React استئناف العرض من حيث توقفت، باستخدام شريحة أخرى من ميزانية الوقت المخصصة لها.

يتم تحديد ميزانية الوقت المحددة المخصصة لـ React بواسطة المتصفح والموارد المتاحة. تهدف React إلى أن تكون مواطنًا صالحًا وتتجنب احتكار الخيط الرئيسي، مما يضمن بقاء المتصفح مستجيبًا لتفاعلات المستخدم.

كيف تدير React ميزانية الوقت

تستخدم React واجهة برمجة التطبيقات `requestIdleCallback` (أو polyfill مشابه للمتصفحات القديمة) لجدولة أعمال العرض. تسمح `requestIdleCallback` لـ React بأداء مهام في الخلفية عندما يكون المتصفح في وضع الخمول، مما يعني أنه ليس مشغولاً بالتعامل مع إدخالات المستخدم أو أداء عمليات حرجة أخرى. تتلقى الدالة المارة إلى `requestIdleCallback` كائن `deadline`، والذي يشير إلى مقدار الوقت المتبقي في فترة الخمول الحالية. تستخدم React هذا الموعد النهائي لتحديد مقدار عمل العرض الذي يمكنها أداؤه قبل إعادة التحكم إلى المتصفح.

إليك توضيح مبسط لكيفية إدارة React لميزانية الوقت:

1. تقوم React بجدولة عمل العرض باستخدام `requestIdleCallback`.
2. عند تنفيذ `requestIdleCallback`، تتلقى React كائن `deadline`.
3. تبدأ React في عرض المكونات.
4. أثناء العرض، تتحقق React من كائن `deadline` لمعرفة مقدار الوقت المتبقي.
5. إذا نفد وقت React (أي تم الوصول إلى الموعد النهائي)، فإنها توقف العرض مؤقتًا وتعيد التحكم إلى المتصفح.
6. يتعامل المتصفح مع إدخالات المستخدم، ويحدث الشاشة، وما إلى ذلك.
7. عندما يصبح المتصفح خاملاً مرة أخرى، تستأنف React العرض من حيث توقفت، باستخدام شريحة أخرى من ميزانية الوقت المخصصة لها.
8. تستمر هذه العملية حتى يتم عرض جميع المكونات.

فوائد تقسيم الوقت

يقدم تقسيم الوقت العديد من الفوائد المهمة لتطبيقات React:

• تحسين الاستجابة: من خلال تقسيم مهام العرض إلى أجزاء أصغر ودمجها مع عمليات أخرى، يمنع تقسيم الوقت واجهة المستخدم من أن تصبح غير مستجيبة أثناء التحديثات طويلة الأمد. يمكن للمستخدمين الاستمرار في التفاعل مع التطبيق بسلاسة، حتى أثناء قيام React بالعرض في الخلفية.
• تعزيز الأداء المدرك: حتى لو ظل إجمالي وقت العرض كما هو، يمكن لتقسيم الوقت أن يجعل التطبيق يبدو أسرع بكثير. من خلال السماح للمتصفح بتحديث الشاشة بشكل متكرر، يمكن لـ React تقديم ملاحظات مرئية للمستخدم بسرعة أكبر، مما يخلق انطباعًا بتطبيق أكثر استجابة.
• تجربة مستخدم أفضل: يؤدي الجمع بين الاستجابة المحسنة والأداء المدرك المعزز إلى تجربة مستخدم أفضل بكثير. من غير المرجح أن يشعر المستخدمون بالإحباط أو الانزعاج بسبب التأخير أو عدم الاستجابة.
• إعطاء الأولوية للتحديثات المهمة: يسمح الوضع المتزامن لـ React بإعطاء الأولوية للتحديثات المهمة، مثل تلك المتعلقة بإدخالات المستخدم. هذا يضمن بقاء واجهة المستخدم مستجيبة لتفاعلات المستخدم، حتى عند وجود تحديثات أخرى أقل أهمية قيد التنفيذ.

كيفية الاستفادة من تقسيم الوقت في تطبيقات React الخاصة بك

للاستفادة من تقسيم الوقت، تحتاج إلى تمكين الوضع المتزامن في تطبيق React الخاص بك. يمكن القيام بذلك باستخدام واجهات برمجة التطبيقات المناسبة لإنشاء جذر (root):

لإصدار React 18 والإصدارات الأحدث:

            import { createRoot } from 'react-dom/client';

const container = document.getElementById('root');
const root = createRoot(container); // Create a root
root.render(<App />);

            

              
                Copy
              
            
          

لإصدار React 17 والإصدارات الأقدم (باستخدام مدخل `react-dom/unstable_concurrentMode`):

            import ReactDOM from 'react-dom';

ReactDOM.unstable_createRoot(document.getElementById('root')).render(<App />);

            

              
                Copy
              
            
          

بمجرد تمكين الوضع المتزامن، ستقوم React بتطبيق تقسيم الوقت تلقائيًا على تحديثات العرض. ومع ذلك، هناك بعض الخطوات الإضافية التي يمكنك اتخاذها لتحسين تطبيقك بشكل أكبر للوضع المتزامن:

1. تبني Suspense

Suspense هو مكون مدمج في React يسمح لك بالتعامل بأناقة مع العمليات غير المتزامنة، مثل جلب البيانات. عندما يحاول مكون مغلف في Suspense عرض بيانات غير متاحة بعد، سيقوم Suspense بتعليق عملية العرض وعرض واجهة مستخدم احتياطية (على سبيل المثال، مؤشر تحميل). بمجرد توفر البيانات، سيستأنف Suspense تلقائيًا عرض المكون.

يعمل Suspense بسلاسة مع الوضع المتزامن، مما يسمح لـ React بإعطاء الأولوية لعرض أجزاء أخرى من التطبيق أثناء انتظار تحميل البيانات. يمكن أن يؤدي هذا إلى تحسين تجربة المستخدم بشكل كبير عن طريق منع حظر واجهة المستخدم بأكملها أثناء انتظار البيانات.

مثال:

            import React, { Suspense } from 'react';

const ProfileDetails = React.lazy(() => import('./ProfileDetails')); // Lazy load the component

function MyComponent() {
 return (
 <Suspense fallback={<div>Loading profile...</div>}>
 <ProfileDetails />
 </Suspense>
 );
}

export default MyComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

في هذا المثال، يتم تحميل المكون `ProfileDetails` بشكل كسول باستخدام `React.lazy`. هذا يعني أنه سيتم تحميل المكون فقط عند الحاجة إليه فعليًا. يغلف المكون `Suspense` المكون `ProfileDetails` ويعرض رسالة تحميل أثناء تحميل المكون. هذا يمنع حظر التطبيق بأكمله أثناء انتظار تحميل المكون.

2. استخدام الانتقالات (Transitions)

Transitions هي آلية لتمييز التحديثات على أنها غير عاجلة. عندما تغلف تحديثًا في `useTransition`، ستعطي React الأولوية للتحديثات العاجلة (مثل تلك المتعلقة بإدخال المستخدم) على تحديث الانتقال. يتيح لك هذا تأجيل التحديثات غير الحرجة حتى يتوفر للمتصفح الوقت لمعالجتها دون حظر واجهة المستخدم.

تعتبر الانتقالات مفيدة بشكل خاص للتحديثات التي قد تؤدي إلى عرض كثيف الحسابات، مثل تصفية قائمة كبيرة أو تحديث مخطط معقد. من خلال تمييز هذه التحديثات على أنها غير عاجلة، يمكنك التأكد من أن واجهة المستخدم تظل مستجيبة لتفاعلات المستخدم، حتى أثناء 진행中の تحديثات.

مثال:

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

function MyComponent() {
 const [query, setQuery] = useState('');
 const [list, setList] = useState(initialList);
 const [isPending, startTransition] = useTransition();

 const handleChange = (e) => {
 const newQuery = e.target.value;
 setQuery(newQuery);

 startTransition(() => {
 // Filter the list based on the query
 setList(initialList.filter(item => item.toLowerCase().includes(newQuery.toLowerCase())));
 });
 };

 return (
 <div>
 <input type="text" value={query} onChange={handleChange} />
 {isPending ? <p>Filtering...</p> : null}
 <ul>
 {list.map(item => (<li key={item}>{item}</li>))}
 </ul>
 </div>
 );
}

export default MyComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

في هذا المثال، تقوم الدالة `handleChange` بتصفية قائمة بناءً على إدخال المستخدم. يتم استخدام الدالة `startTransition` لتغليف استدعاء `setList`، مما يميز التحديث على أنه غير عاجل. يسمح هذا لـ React بإعطاء الأولوية للتحديثات الأخرى، مثل تحديث حقل الإدخال، على تصفية القائمة. يشير متغير الحالة `isPending` إلى ما إذا كان الانتقال قيد التقدم حاليًا، مما يسمح لك بعرض مؤشر تحميل.

3. تحسين عرض المكونات

حتى مع تقسيم الوقت، لا يزال من المهم تحسين عرض المكونات لتقليل مقدار العمل الذي تحتاج React إلى القيام به. تتضمن بعض استراتيجيات تحسين عرض المكونات ما يلي:

• Memoization: استخدم `React.memo` أو `useMemo` لمنع إعادة عرض المكونات بشكل غير ضروري.
• Code Splitting: قسّم تطبيقك إلى أجزاء أصغر وحملها عند الطلب باستخدام `React.lazy` و `Suspense`.
• Virtualization: استخدم مكتبات مثل `react-window` أو `react-virtualized` لعرض القوائم والجداول الكبيرة بكفاءة.
• هياكل بيانات فعالة: استخدم هياكل بيانات فعالة (مثل Maps، Sets) لتحسين أداء عمليات معالجة البيانات.

4. تحليل أداء تطبيقك

استخدم React Profiler لتحديد اختناقات الأداء في تطبيقك. يسمح لك Profiler بتسجيل وقت عرض كل مكون وتحديد المجالات التي يمكنك تحسين الأداء فيها.

اعتبارات وعيوب محتملة

في حين أن الوضع المتزامن وتقسيم الوقت يقدمان فوائد كبيرة، إلا أن هناك أيضًا بعض الاعتبارات والعيوب المحتملة التي يجب أخذها في الاعتبار:

• زيادة التعقيد: يمكن أن يضيف الوضع المتزامن تعقيدًا إلى تطبيقك، خاصة إذا لم تكن على دراية بمفاهيم البرمجة غير المتزامنة.
• مشكلات التوافق: قد لا تكون بعض المكتبات والمكونات القديمة متوافقة تمامًا مع الوضع المتزامن. قد تحتاج إلى تحديث أو استبدال هذه المكتبات للتأكد من أن تطبيقك يعمل بشكل صحيح.
• تحديات تصحيح الأخطاء: يمكن أن يكون تصحيح الأخطاء في الكود غير المتزامن أكثر صعوبة من تصحيح الأخطاء في الكود المتزامن. قد تحتاج إلى استخدام أدوات تصحيح أخطاء متخصصة لفهم تدفق التنفيذ في تطبيقك.
• احتمالية التأتأة: في حالات نادرة، يمكن أن يؤدي تقسيم الوقت إلى تأثير تأتأة طفيف إذا كانت React تتوقف مؤقتًا وتستأنف العرض باستمرار. يمكن عادةً التخفيف من ذلك عن طريق تحسين عرض المكونات واستخدام الانتقالات بشكل مناسب.

أمثلة واقعية وحالات استخدام

يعتبر تقسيم الوقت مفيدًا بشكل خاص في التطبيقات ذات الخصائص التالية:

• واجهات مستخدم معقدة: تطبيقات ذات أشجار مكونات كبيرة أو منطق عرض كثيف الحسابات.
• تحديثات متكررة: تطبيقات تتطلب تحديثات متكررة لواجهة المستخدم، مثل لوحات المعلومات في الوقت الفعلي أو التصورات التفاعلية.
• اتصالات شبكة بطيئة: تطبيقات تحتاج إلى التعامل مع اتصالات الشبكة البطيئة بأناقة.
• مجموعات بيانات كبيرة: تطبيقات تحتاج إلى عرض ومعالجة مجموعات بيانات كبيرة.

فيما يلي بعض الأمثلة المحددة لكيفية استخدام تقسيم الوقت في التطبيقات الواقعية:

• مواقع التجارة الإلكترونية: تحسين استجابة قوائم المنتجات ونتائج البحث عن طريق تأجيل التحديثات الأقل أهمية.
• منصات التواصل الاجتماعي: التأكد من أن واجهة المستخدم تظل مستجيبة لتفاعلات المستخدم أثناء تحميل المنشورات والتعليقات الجديدة.
• تطبيقات الخرائط: عرض الخرائط المعقدة والبيانات الجغرافية بسلاسة عن طريق تقسيم مهام العرض إلى أجزاء أصغر.
• لوحات المعلومات المالية: توفير تحديثات في الوقت الفعلي للبيانات المالية دون حظر واجهة المستخدم.
• أدوات التحرير التعاوني: تمكين عدة مستخدمين من تحرير المستندات في وقت واحد دون مواجهة تأخير أو عدم استجابة.

الخاتمة

تعد ميزة تقسيم الوقت في وضع React المتزامن أداة قوية لتحسين استجابة وأداء تطبيقات React. من خلال تقسيم مهام العرض إلى أجزاء أصغر ودمجها مع عمليات أخرى، يمنع تقسيم الوقت واجهة المستخدم من أن تصبح غير مستجيبة أثناء التحديثات طويلة الأمد. من خلال تبني Suspense و Transitions وتقنيات التحسين الأخرى، يمكنك إطلاق العنان للإمكانات الكاملة للوضع المتزامن وإنشاء تجربة مستخدم أفضل بكثير.

في حين أن الوضع المتزامن يمكن أن يضيف تعقيدًا إلى تطبيقك، فإن الفوائد التي يقدمها من حيث الأداء وتجربة المستخدم تستحق الجهد. مع استمرار تطور React، من المرجح أن يصبح الوضع المتزامن جزءًا مهمًا بشكل متزايد من نظام React البيئي. يعد فهم تقسيم الوقت وتخصيص ميزانية وقت العرض أمرًا ضروريًا لبناء تطبيقات React عالية الأداء ومستجيبة تقدم تجربة مستخدم ممتعة لجمهور عالمي، من المدن الحضرية المزدحمة مثل طوكيو، اليابان إلى المناطق النائية ذات النطاق الترددي المحدود في بلدان مثل منغوليا. سواء كان المستخدمون يستخدمون أجهزة كمبيوتر مكتبية متطورة أو أجهزة محمولة منخفضة الطاقة، يمكن أن يساعدك الوضع المتزامن في توفير تجربة سلسة ومستجيبة.