جدول مهام React والتعدد التعاوني للمهام: إتقان استراتيجية التخلي عن المهام

في عالم تطوير الويب الحديث، يعد تقديم تجربة مستخدم سلسة وعالية الاستجابة أمرًا بالغ الأهمية. يتوقع المستخدمون أن تتفاعل التطبيقات فورًا مع تفاعلاتهم، حتى عند إجراء عمليات معقدة في الخلفية. يضع هذا التوقع عبئًا كبيرًا على طبيعة جافاسكريبت أحادية المسار. غالبًا ما تؤدي الأساليب التقليدية إلى تجميد واجهة المستخدم أو بطئها عندما تعيق المهام التي تتطلب حسابات مكثفة المسار الرئيسي. وهنا يأتي دور مفهوم التعدد التعاوني للمهام، وبشكل أكثر تحديدًا، استراتيجية التخلي عن المهام داخل أطر العمل مثل جدول مهام React، ليصبح أمرًا لا غنى عنه.

يلعب جدول المهام الداخلي في React دورًا حاسمًا في إدارة كيفية تطبيق التحديثات على واجهة المستخدم. لفترة طويلة، كان العرض في React متزامنًا إلى حد كبير. ورغم فعاليته في التطبيقات الصغيرة، إلا أنه كان يعاني في السيناريوهات الأكثر تطلبًا. أحدث إدخال React 18 وقدراته على العرض التزامني نقلة نوعية. في جوهره، يتم تشغيل هذا التحول بواسطة جدول مهام متطور يستخدم التعدد التعاوني للمهام لتقسيم عمل العرض إلى أجزاء أصغر يمكن إدارتها. سيتعمق هذا المقال في التعدد التعاوني للمهام في جدول مهام React، مع التركيز بشكل خاص على استراتيجية التخلي عن المهام، موضحًا كيفية عملها وكيف يمكن للمطورين الاستفادة منها لبناء تطبيقات أكثر أداءً واستجابة على نطاق عالمي.

فهم طبيعة جافاسكريبت أحادية المسار ومشكلة الحجب

قبل الغوص في جدول مهام React، من الضروري فهم التحدي الأساسي: نموذج تنفيذ جافاسكريبت. تعمل جافاسكريبت، في معظم بيئات المتصفح، على مسار واحد. هذا يعني أنه لا يمكن تنفيذ سوى عملية واحدة في كل مرة. في حين أن هذا يبسط بعض جوانب التطوير، إلا أنه يطرح مشكلة كبيرة للتطبيقات كثيفة الاستخدام لواجهة المستخدم. عندما تشغل مهمة طويلة الأمد، مثل معالجة البيانات المعقدة، أو الحسابات الثقيلة، أو التلاعب الواسع بنموذج كائن المستند (DOM)، المسار الرئيسي، فإنها تمنع تنفيذ العمليات الحرجة الأخرى. تشمل هذه العمليات المحجوبة:

• الاستجابة لمدخلات المستخدم (النقرات، الكتابة، التمرير)
• تشغيل الرسوم المتحركة
• تنفيذ مهام جافاسكريبت أخرى، بما في ذلك تحديثات واجهة المستخدم
• معالجة طلبات الشبكة

نتيجة هذا السلوك الحاجب هي تجربة مستخدم سيئة. قد يرى المستخدمون واجهة متجمدة، أو استجابات متأخرة، أو رسومًا متحركة متقطعة، مما يؤدي إلى الإحباط والتخلي عن التطبيق. غالبًا ما يشار إلى هذا باسم "مشكلة الحجب".

محدودية العرض المتزامن التقليدي

في عصر React ما قبل التزامن، كانت تحديثات العرض متزامنة عادةً. عندما تتغير حالة المكون أو خصائصه، يقوم React بإعادة عرض هذا المكون وأبنائه على الفور. إذا كانت عملية إعادة العرض هذه تتضمن قدرًا كبيرًا من العمل، فقد تحجب المسار الرئيسي، مما يؤدي إلى مشاكل الأداء المذكورة سابقًا. تخيل عملية عرض قائمة معقدة أو تصور بيانات كثيف يستغرق مئات المللي ثانية لإكماله. خلال هذا الوقت، سيتم تجاهل تفاعل المستخدم، مما يخلق تطبيقًا غير مستجيب.

لماذا التعدد التعاوني للمهام هو الحل

التعدد التعاوني للمهام هو نظام تتخلى فيه المهام طواعية عن التحكم في وحدة المعالجة المركزية لمهام أخرى. على عكس التعدد الوقائي للمهام (المستخدم في أنظمة التشغيل، حيث يمكن لنظام التشغيل مقاطعة مهمة في أي وقت)، يعتمد التعدد التعاوني للمهام على المهام نفسها لتحديد متى تتوقف مؤقتًا وتسمح للآخرين بالعمل. في سياق جافاسكريبت و React، هذا يعني أنه يمكن تقسيم مهمة عرض طويلة إلى أجزاء أصغر، وبعد إكمال جزء، يمكنها "التخلي" عن التحكم مرة أخرى إلى حلقة الأحداث، مما يسمح بمعالجة المهام الأخرى (مثل إدخال المستخدم أو الرسوم المتحركة). يطبق جدول مهام React شكلاً متطورًا من التعدد التعاوني للمهام لتحقيق ذلك.

التعدد التعاوني للمهام في جدول مهام React ودور جدول المهام

جدول مهام React هو مكتبة داخلية في React مسؤولة عن تحديد أولويات وتنسيق المهام. إنه المحرك وراء ميزات React 18 التزامنية. هدفه الأساسي هو ضمان بقاء واجهة المستخدم مستجيبة من خلال جدولة عمل العرض بذكاء. يحقق ذلك عن طريق:

• تحديد الأولويات: يقوم جدول المهام بتعيين أولويات للمهام المختلفة. على سبيل المثال، التفاعل الفوري للمستخدم (مثل الكتابة في حقل إدخال) له أولوية أعلى من جلب البيانات في الخلفية.
• تقسيم العمل: بدلاً من أداء مهمة عرض كبيرة دفعة واحدة، يقوم جدول المهام بتقسيمها إلى وحدات عمل أصغر ومستقلة.
• المقاطعة والاستئناف: يمكن لجدول المهام مقاطعة مهمة عرض إذا أصبحت مهمة ذات أولوية أعلى متاحة ثم استئناف المهمة المتقاطعة لاحقًا.
• التخلي عن المهام: هذه هي الآلية الأساسية التي تسمح بالتعدد التعاوني للمهام. بعد إكمال وحدة عمل صغيرة، يمكن للمهمة التخلي عن التحكم مرة أخرى إلى جدول المهام، الذي يقرر بعد ذلك ما يجب فعله بعد ذلك.

حلقة الأحداث وكيفية تفاعلها مع جدول المهام

يعد فهم حلقة أحداث جافاسكريبت أمرًا بالغ الأهمية لتقدير كيفية عمل جدول المهام. تقوم حلقة الأحداث بالتحقق باستمرار من قائمة انتظار الرسائل. عند العثور على رسالة (تمثل حدثًا أو مهمة)، تتم معالجتها. إذا كانت معالجة مهمة (مثل عرض React) طويلة، فيمكنها حجب حلقة الأحداث، مما يمنع معالجة الرسائل الأخرى. يعمل جدول مهام React بالاقتران مع حلقة الأحداث. عندما يتم تقسيم مهمة العرض، تتم معالجة كل مهمة فرعية. إذا اكتملت مهمة فرعية، يمكن لجدول المهام أن يطلب من المتصفح جدولة المهمة الفرعية التالية للتشغيل في وقت مناسب، غالبًا بعد انتهاء دورة حلقة الأحداث الحالية، ولكن قبل أن يحتاج المتصفح إلى رسم الشاشة. هذا يسمح بمعالجة الأحداث الأخرى في قائمة الانتظار في غضون ذلك.

شرح العرض التزامني

العرض التزامني هو قدرة React على عرض مكونات متعددة بالتوازي أو مقاطعة العرض. لا يتعلق الأمر بتشغيل مسارات متعددة؛ بل يتعلق بإدارة مسار واحد بشكل أكثر فعالية. مع العرض التزامني:

• يمكن لـ React بدء عرض شجرة مكونات.
• إذا حدث تحديث ذو أولوية أعلى (مثل نقر المستخدم على زر آخر)، يمكن لـ React إيقاف العرض الحالي مؤقتًا، ومعالجة التحديث الجديد، ثم استئناف العرض السابق.
• هذا يمنع واجهة المستخدم من التجمد، مما يضمن معالجة تفاعلات المستخدم دائمًا على الفور.

جدول المهام هو منسق هذا التزامن. يقرر متى يتم العرض، ومتى يتم الإيقاف المؤقت، ومتى يتم الاستئناف، كل ذلك بناءً على الأولويات و "شرائح" الوقت المتاحة.

استراتيجية التخلي عن المهام: قلب التعدد التعاوني للمهام

استراتيجية التخلي عن المهام هي الآلية التي تتخلى بها مهمة جافاسكريبت، وخاصة مهمة العرض التي يديرها جدول مهام React، طواعية عن التحكم. هذا هو حجر الزاوية في التعدد التعاوني للمهام في هذا السياق. عندما يقوم React بتنفيذ عملية عرض قد تكون طويلة الأمد، فإنه لا يقوم بها في كتلة واحدة متجانسة. بدلاً من ذلك، يقوم بتقسيم العمل إلى وحدات أصغر. بعد إكمال كل وحدة، يتحقق مما إذا كان لديه "وقت" للمتابعة أو ما إذا كان يجب عليه التوقف مؤقتًا والسماح للمهام الأخرى بالعمل. هذا التحقق هو حيث يأتي دور التخلي.

كيف يعمل التخلي تحت الغطاء

على مستوى عالٍ، عندما يعالج جدول مهام React عرضًا، قد يقوم بتنفيذ وحدة عمل، ثم يتحقق من شرط. غالبًا ما يتضمن هذا الشرط الاستعلام من المتصفح عن مقدار الوقت الذي انقضى منذ عرض الإطار الأخير أو إذا كانت هناك أي تحديثات عاجلة. إذا تم تجاوز شريحة الوقت المخصصة للمهمة الحالية، أو إذا كانت هناك مهمة ذات أولوية أعلى في الانتظار، فسوف يتخلى جدول المهام.

في بيئات جافاسكريبت الأقدم، قد يكون هذا قد تضمن استخدام `setTimeout(..., 0)` أو `requestIdleCallback`. يستفيد جدول مهام React من آليات أكثر تطورًا، غالبًا ما تتضمن `requestAnimationFrame` وتوقيتًا دقيقًا، للتخلي عن العمل واستئنافه بكفاءة دون الحاجة بالضرورة إلى العودة إلى حلقة الأحداث الرئيسية للمتصفح بطريقة توقف التقدم تمامًا. يمكنه جدولة الجزء التالي من العمل ليتم تشغيله ضمن إطار الرسوم المتحركة المتاح التالي أو في لحظة خمول.

دالة `shouldYield` (بشكل مفاهيمي)

بينما لا يقوم المطورون باستدعاء دالة `shouldYield()` مباشرة في كود تطبيقاتهم، إلا أنها تمثيل مفاهيمي لعملية صنع القرار داخل جدول المهام. بعد أداء وحدة عمل (على سبيل المثال، عرض جزء صغير من شجرة المكونات)، يسأل جدول المهام داخليًا: "هل يجب أن أتخلى الآن؟" يعتمد هذا القرار على:

• شرائح الوقت: هل تجاوزت المهمة الحالية ميزانية الوقت المخصصة لها لهذا الإطار؟
• أولوية المهمة: هل هناك أي مهام ذات أولوية أعلى في الانتظار تحتاج إلى اهتمام فوري؟
• حالة المتصفح: هل المتصفح مشغول بعمليات حرجة أخرى مثل الرسم؟

إذا كانت الإجابة على أي من هذه الأسئلة "نعم"، فسوف يتخلى جدول المهام. هذا يعني أنه سيوقف عمل العرض الحالي مؤقتًا، ويسمح للمهام الأخرى بالعمل (بما في ذلك تحديثات واجهة المستخدم أو معالجة أحداث المستخدم)، ثم، عندما يكون ذلك مناسبًا، يستأنف عمل العرض المتقطع من حيث توقف.

الفائدة: تحديثات واجهة المستخدم غير الحاجبة

الفائدة الأساسية لاستراتيجية التخلي عن المهام هي القدرة على إجراء تحديثات لواجهة المستخدم دون حجب المسار الرئيسي. وهذا يؤدي إلى:

• تطبيقات سريعة الاستجابة: تظل واجهة المستخدم تفاعلية حتى أثناء عمليات العرض المعقدة. يمكن للمستخدمين النقر على الأزرار والتمرير والكتابة دون الشعور بالتأخير.
• رسوم متحركة أكثر سلاسة: تقل احتمالية تعثر الرسوم المتحركة أو فقدان الإطارات لأن المسار الرئيسي لا يتم حجبه باستمرار.
• تحسين الأداء المتصور: حتى لو استغرقت العملية نفس القدر من الوقت الإجمالي، فإن تقسيمها والتخلي عنها يجعل التطبيق *يبدو* أسرع وأكثر استجابة.

التداعيات العملية وكيفية الاستفادة من التخلي عن المهام

كمطور React، لا تكتب عادةً عبارات `yield` صريحة. يتعامل جدول مهام React مع هذا تلقائيًا عند استخدام React 18+ وتمكين ميزاته التزامنية. ومع ذلك، فإن فهم المفهوم يسمح لك بكتابة كود يتصرف بشكل أفضل ضمن هذا النموذج.

التخلي التلقائي مع الوضع التزامني

عندما تختار العرض التزامني (باستخدام React 18+ وتهيئة `ReactDOM` بشكل مناسب)، يتولى جدول مهام React زمام الأمور. يقوم تلقائيًا بتقسيم عمل العرض ويتخلى عنه حسب الحاجة. هذا يعني أن العديد من مكاسب الأداء من التعدد التعاوني للمهام متاحة لك بشكل افتراضي.

تحديد مهام العرض طويلة الأمد

على الرغم من قوة التخلي التلقائي، لا يزال من المفيد أن تكون على دراية بما *يمكن* أن يسبب مهامًا طويلة الأمد. غالبًا ما تشمل هذه:

• عرض القوائم الكبيرة: يمكن أن يستغرق عرض آلاف العناصر وقتًا طويلاً.
• العرض الشرطي المعقد: منطق شرطي متداخل بعمق ينتج عنه عدد كبير من عقد DOM التي يتم إنشاؤها أو تدميرها.
• الحسابات الثقيلة داخل دوال العرض: إجراء حسابات مكلفة مباشرة داخل دالة العرض للمكون.
• تحديثات الحالة الكبيرة والمتكررة: تغيير كميات كبيرة من البيانات بسرعة مما يؤدي إلى إعادة عرض واسعة النطاق.

استراتيجيات للتحسين والعمل مع التخلي

بينما يتعامل React مع التخلي، يمكنك كتابة مكوناتك بطرق تحقق أقصى استفادة منه:

1. العرض الافتراضي للقوائم الكبيرة: للقوائم الطويلة جدًا، استخدم مكتبات مثل `react-window` أو `react-virtualized`. تعرض هذه المكتبات فقط العناصر المرئية حاليًا في منفذ العرض، مما يقلل بشكل كبير من كمية العمل الذي يحتاج React للقيام به في أي وقت. يؤدي هذا بشكل طبيعي إلى فرص تخلي أكثر تواترًا.
2. التذكرة (`React.memo`, `useMemo`, `useCallback`): تأكد من إعادة حساب المكونات والقيم فقط عند الضرورة. يمنع `React.memo` إعادة العرض غير الضرورية للمكونات الوظيفية. يخزن `useMemo` الحسابات المكلفة، ويخزن `useCallback` تعريفات الدوال. هذا يقلل من كمية العمل الذي يحتاج React للقيام به، مما يجعل التخلي أكثر فعالية.
3. تجزئة الكود (`React.lazy` و `Suspense`): قسّم تطبيقك إلى أجزاء أصغر يتم تحميلها عند الطلب. هذا يقلل من حمولة العرض الأولية ويسمح لـ React بالتركيز على عرض الأجزاء المطلوبة حاليًا من واجهة المستخدم.
4. إزالة الارتداد والتحكم في تكرار إدخال المستخدم: لحقول الإدخال التي تؤدي إلى عمليات مكلفة (مثل اقتراحات البحث)، استخدم إزالة الارتداد أو التحكم في التكرار للحد من عدد مرات تنفيذ العملية. هذا يمنع فيضان التحديثات التي يمكن أن تطغى على جدول المهام.
5. نقل الحسابات المكلفة خارج العرض: إذا كان لديك مهام حسابية مكثفة، ففكر في نقلها إلى معالجات الأحداث، أو خطافات `useEffect`، أو حتى web workers. هذا يضمن أن عملية العرض نفسها تظل بسيطة قدر الإمكان، مما يسمح بتخلي أكثر تواترًا.
6. تجميع التحديثات (تلقائي ويدوي): يقوم React 18 تلقائيًا بتجميع تحديثات الحالة التي تحدث داخل معالجات الأحداث أو Promises. إذا كنت بحاجة إلى تجميع التحديثات يدويًا خارج هذه السياقات، يمكنك استخدام `ReactDOM.flushSync()` لسيناريوهات محددة حيث تكون التحديثات الفورية والمتزامنة ضرورية، ولكن استخدم هذا باعتدال لأنه يتجاوز سلوك التخلي الخاص بجدول المهام.

مثال: تحسين جدول بيانات كبير

فكر في تطبيق يعرض جدولًا كبيرًا من بيانات الأسهم الدولية. بدون التزامن والتخلي، قد يؤدي عرض 10,000 صف إلى تجميد واجهة المستخدم لعدة ثوانٍ.

بدون تخلي (مفاهيمي):

تقوم دالة `renderTable` واحدة بالمرور عبر جميع الصفوف البالغ عددها 10,000، وتنشئ عناصر `` و `` لكل منها، وتضيفها إلى DOM. هذه العملية بأكملها تحجب المسار الرئيسي حتى تكتمل.

مع التخلي (باستخدام React 18+ وأفضل الممارسات):

1. العرض الافتراضي: استخدم مكتبة مثل `react-window`. يعرض مكون الجدول فقط، على سبيل المثال، 20 صفًا مرئيًا في منفذ العرض.
2. دور جدول المهام: عندما يقوم المستخدم بالتمرير، تصبح مجموعة جديدة من الصفوف مرئية. سيقوم جدول مهام React بتقسيم عرض هذه الصفوف الجديدة إلى أجزاء أصغر.
3. التخلي عن المهام عمليًا: أثناء عرض كل جزء صغير من الصفوف (على سبيل المثال، 2-5 صفوف في المرة الواحدة)، يتحقق جدول المهام مما إذا كان يجب عليه التخلي. إذا قام المستخدم بالتمرير بسرعة، فقد يتخلى React بعد عرض بضعة صفوف، مما يسمح بمعالجة حدث التمرير وجدولة المجموعة التالية من الصفوف للعرض. هذا يضمن أن حدث التمرير يبدو سلسًا ومستجيبًا، على الرغم من عدم عرض الجدول بأكمله دفعة واحدة.
4. التذكرة: يمكن تذكرة مكونات الصفوف الفردية (`React.memo`) بحيث إذا احتاج صف واحد فقط إلى التحديث، فلن يتم إعادة عرض الآخرين دون داع.

النتيجة هي تجربة تمرير سلسة وواجهة مستخدم تظل تفاعلية، مما يوضح قوة التعدد التعاوني للمهام والتخلي عن المهام.

اعتبارات عالمية وتوجهات مستقبلية

مبادئ التعدد التعاوني للمهام والتخلي عن المهام قابلة للتطبيق عالميًا، بغض النظر عن موقع المستخدم أو قدرات جهازه. ومع ذلك، هناك بعض الاعتبارات العالمية:

• أداء الأجهزة المتباين: يصل المستخدمون في جميع أنحاء العالم إلى تطبيقات الويب على مجموعة واسعة من الأجهزة، من أجهزة الكمبيوتر المكتبية المتطورة إلى الهواتف المحمولة منخفضة الطاقة. يضمن التعدد التعاوني للمهام أن التطبيقات يمكن أن تظل مستجيبة حتى على الأجهزة الأقل قوة، حيث يتم تقسيم العمل ومشاركته بشكل أكثر كفاءة.
• زمن انتقال الشبكة: بينما يعالج التخلي عن المهام بشكل أساسي مهام العرض المرتبطة بوحدة المعالجة المركزية، فإن قدرته على عدم حجب واجهة المستخدم أمر بالغ الأهمية أيضًا للتطبيقات التي تجلب البيانات بشكل متكرر من خوادم موزعة جغرافيًا. يمكن لواجهة المستخدم المستجيبة أن توفر ملاحظات (مثل مؤشرات التحميل) أثناء تقدم طلبات الشبكة، بدلاً من أن تبدو متجمدة.
• إمكانية الوصول: واجهة المستخدم المستجيبة هي بطبيعتها أكثر سهولة في الوصول. سيستفيد المستخدمون الذين يعانون من إعاقات حركية والذين قد يكون لديهم توقيت أقل دقة للتفاعلات من تطبيق لا يتجمد ويتجاهل مدخلاتهم.

تطور جدول مهام React

جدول مهام React هو قطعة تقنية تتطور باستمرار. إن مفاهيم تحديد الأولويات وأوقات انتهاء الصلاحية والتخلي متطورة وقد تم تحسينها على مدى العديد من التكرارات. من المرجح أن تعزز التطورات المستقبلية في React قدراته على الجدولة، وربما تستكشف طرقًا جديدة للاستفادة من واجهات برمجة تطبيقات المتصفح أو تحسين توزيع العمل. يعد التحول نحو الميزات التزامنية شهادة على التزام React بحل تحديات الأداء المعقدة لتطبيقات الويب العالمية.

الخاتمة

يمثل التعدد التعاوني للمهام في جدول مهام React، المدعوم باستراتيجية التخلي عن المهام، تقدمًا كبيرًا في بناء تطبيقات ويب عالية الأداء وسريعة الاستجابة. من خلال تقسيم مهام العرض الكبيرة والسماح للمكونات بالتخلي طواعية عن التحكم، يضمن React أن تظل واجهة المستخدم تفاعلية وسلسة، حتى تحت الحمل الثقيل. إن فهم هذه الاستراتيجية يمكّن المطورين من كتابة كود أكثر كفاءة، والاستفادة من ميزات React التزامنية بفعالية، وتقديم تجارب مستخدم استثنائية لجمهور عالمي.

بينما لا تحتاج إلى إدارة التخلي يدويًا، فإن إدراك آلياته يساعد في تحسين مكوناتك وهيكلك. من خلال تبني ممارسات مثل العرض الافتراضي، والتذكرة، وتجزئة الكود، يمكنك تسخير الإمكانات الكاملة لجدول مهام React، وإنشاء تطبيقات ليست وظيفية فحسب، بل ممتعة أيضًا في الاستخدام، بغض النظر عن مكان وجود المستخدمين.

مستقبل تطوير React هو التزامن، وإتقان المبادئ الأساسية للتعدد التعاوني للمهام والتخلي عن المهام هو مفتاح البقاء في طليعة أداء الويب.