التجميع في React: تحسين تحديثات الحالة لرفع الأداء

في عالم تطوير الويب دائم التطور، يُعد تحسين أداء التطبيقات أمرًا بالغ الأهمية. تقدم React، وهي مكتبة جافا سكريبت رائدة لبناء واجهات المستخدم، العديد من الآليات لتعزيز الكفاءة. إحدى هذه الآليات، التي تعمل غالبًا خلف الكواليس، هي التجميع (batching). يقدم هذا المقال استكشافًا شاملًا للتجميع في React، وفوائده، وقيوده، والتقنيات المتقدمة لتحسين تحديثات الحالة لتقديم تجربة مستخدم أكثر سلاسة واستجابة.

ما هو التجميع في React؟

التجميع في React هو أسلوب لتحسين الأداء حيث تقوم React بتجميع تحديثات الحالة المتعددة في عملية إعادة تصيير (re-render) واحدة. هذا يعني أنه بدلاً من إعادة تصيير المكون عدة مرات لكل تغيير في الحالة، تنتظر React حتى تكتمل جميع تحديثات الحالة ثم تقوم بتحديث واحد. هذا يقلل بشكل كبير من عدد عمليات إعادة التصيير، مما يؤدي إلى تحسين الأداء وواجهة مستخدم أكثر استجابة.

قبل React 18، كان التجميع يحدث فقط داخل معالجات الأحداث (event handlers) في React. أما تحديثات الحالة التي تتم خارج هذه المعالجات، مثل تلك الموجودة داخل setTimeout، أو الـ promises، أو معالجات الأحداث الأصلية، فلم تكن تُجمع. أدى هذا غالبًا إلى عمليات إعادة تصيير غير متوقعة واختناقات في الأداء.

مع إدخال التجميع التلقائي في React 18، تم التغلب على هذا القيد. تقوم React الآن بتجميع تحديثات الحالة تلقائيًا في سيناريوهات أكثر، بما في ذلك:

• معالجات أحداث React (مثل onClick, onChange)
• دوال جافا سكريبت غير المتزامنة (مثل setTimeout, Promise.then)
• معالجات الأحداث الأصلية (مثل مستمعي الأحداث المرفقين مباشرة بعناصر DOM)

فوائد التجميع في React

فوائد التجميع في React كبيرة وتؤثر بشكل مباشر على تجربة المستخدم:

• تحسين الأداء: تقليل عدد عمليات إعادة التصيير يقلل من الوقت المستغرق في تحديث DOM، مما يؤدي إلى تصيير أسرع وواجهة مستخدم أكثر استجابة.
• تقليل استهلاك الموارد: عدد أقل من عمليات إعادة التصيير يعني استخدامًا أقل لوحدة المعالجة المركزية والذاكرة، مما يؤدي إلى عمر بطارية أفضل للأجهزة المحمولة وتكاليف خادم أقل للتطبيقات التي تستخدم التصيير من جانب الخادم.
• تحسين تجربة المستخدم: تساهم واجهة المستخدم الأكثر سلاسة واستجابة في تحسين تجربة المستخدم بشكل عام، مما يجعل التطبيق يبدو أكثر احترافية وصقلًا.
• تبسيط الكود: يبسط التجميع التلقائي عملية التطوير عن طريق إزالة الحاجة إلى تقنيات التحسين اليدوية، مما يسمح للمطورين بالتركيز على بناء الميزات بدلاً من ضبط الأداء بدقة.

كيف يعمل التجميع في React

آلية التجميع في React مدمجة في عملية التسوية (reconciliation) الخاصة بها. عند تشغيل تحديث للحالة، لا تقوم React بإعادة تصيير المكون على الفور. بدلاً من ذلك، تضيف التحديث إلى قائمة انتظار. إذا حدثت تحديثات متعددة في فترة قصيرة، تقوم React بدمجها في تحديث واحد. يتم بعد ذلك استخدام هذا التحديث المدمج لإعادة تصيير المكون مرة واحدة، مما يعكس جميع التغييرات في دفعة واحدة.

لنأخذ مثالاً بسيطًا:

import React, { useState } from 'react';

function ExampleComponent() {
  const [count1, setCount1] = useState(0);
  const [count2, setCount2] = useState(0);

  const handleClick = () => {
    setCount1(count1 + 1);
    setCount2(count2 + 1);
  };

  console.log('تمت إعادة تصيير المكون');

  return (
    <div>
      <p>Count 1: {count1}</p>
      <p>Count 2: {count2}</p>
      <button onClick={handleClick}>Increment Both</button>
    </div>
  );
}

export default ExampleComponent;

في هذا المثال، عند النقر فوق الزر، يتم استدعاء كل من setCount1 و setCount2 داخل نفس معالج الحدث. ستقوم React بتجميع هذين التحديثين للحالة وإعادة تصيير المكون مرة واحدة فقط. سترى "تمت إعادة تصيير المكون" مسجلة في الكونسول مرة واحدة لكل نقرة، مما يوضح عملية التجميع أثناء عملها.

التحديثات غير المجمعة: متى لا يتم تطبيق التجميع

على الرغم من أن React 18 قدم التجميع التلقائي لمعظم السيناريوهات، إلا أن هناك حالات قد ترغب فيها في تجاوز التجميع وإجبار React على تحديث المكون على الفور. هذا ضروري عادةً عندما تحتاج إلى قراءة قيمة DOM المحدثة مباشرة بعد تحديث الحالة.

توفر React واجهة برمجة التطبيقات flushSync لهذا الغرض. تجبر flushSync React على تنفيذ جميع التحديثات المعلقة بشكل متزامن وتحديث DOM على الفور.

إليك مثال:

import React, { useState } from 'react';
import { flushSync } from 'react-dom';

function ExampleComponent() {
  const [text, setText] = useState('');

  const handleChange = (event) => {
    flushSync(() => {
      setText(event.target.value);
    });
    console.log('قيمة الإدخال بعد التحديث:', event.target.value);
  };

  return (
    <input type="text" value={text} onChange={handleChange} />
  );
}

export default ExampleComponent;

في هذا المثال، يتم استخدام flushSync لضمان تحديث حالة text فورًا بعد تغيير قيمة الإدخال. يتيح لك هذا قراءة القيمة المحدثة في دالة handleChange دون انتظار دورة التصيير التالية. ومع ذلك، استخدم flushSync باعتدال حيث يمكن أن يؤثر سلبًا على الأداء.

تقنيات التحسين المتقدمة

بينما يوفر التجميع في React دفعة كبيرة في الأداء، هناك تقنيات تحسين إضافية يمكنك استخدامها لتعزيز أداء تطبيقك بشكل أكبر.

١. استخدام التحديثات الوظيفية

عند تحديث الحالة بناءً على قيمتها السابقة، من الأفضل استخدام التحديثات الوظيفية. تضمن التحديثات الوظيفية أنك تعمل مع أحدث قيمة للحالة، خاصة في السيناريوهات التي تتضمن عمليات غير متزامنة أو تحديثات مجمعة.

بدلاً من:

setCount(count + 1);

استخدم:

setCount((prevCount) => prevCount + 1);

تمنع التحديثات الوظيفية المشكلات المتعلقة بالإغلاقات القديمة (stale closures) وتضمن دقة تحديثات الحالة.

٢. الثبات (Immutability)

يعد التعامل مع الحالة على أنها غير قابلة للتغيير (immutable) أمرًا حاسمًا للتصيير الفعال في React. عندما تكون الحالة غير قابلة للتغيير، يمكن لـ React تحديد ما إذا كان المكون بحاجة إلى إعادة تصيير بسرعة عن طريق مقارنة مراجع قيم الحالة القديمة والجديدة. إذا كانت المراجع مختلفة، فإن React تعلم أن الحالة قد تغيرت وأن إعادة التصيير ضرورية. إذا كانت المراجع هي نفسها، يمكن لـ React تخطي إعادة التصيير، مما يوفر وقت معالجة ثمينًا.

عند العمل مع الكائنات أو المصفوفات، تجنب تعديل الحالة الحالية مباشرة. بدلاً من ذلك، قم بإنشاء نسخة جديدة من الكائن أو المصفوفة مع التغييرات المطلوبة.

على سبيل المثال، بدلاً من:

const updatedItems = items;
updatedItems.push(newItem);
setItems(updatedItems);

استخدم:

setItems([...items, newItem]);

ينشئ عامل النشر (...) مصفوفة جديدة تحتوي على العناصر الحالية والعنصر الجديد المضاف في النهاية.

٣. التخزين المؤقت (Memoization)

التخزين المؤقت (Memoization) هو أسلوب تحسين قوي يتضمن تخزين نتائج استدعاءات الدوال المكلفة وإعادة النتيجة المخزنة عند حدوث نفس المدخلات مرة أخرى. توفر React العديد من أدوات التخزين المؤقت، بما في ذلك React.memo و useMemo و useCallback.

• React.memo: هذا مكون عالي الرتبة (higher-order component) يقوم بتخزين مكون وظيفي. يمنع المكون من إعادة التصيير إذا لم تتغير خصائصه (props).
• useMemo: يقوم هذا الخطاف (hook) بتخزين نتيجة دالة. يعيد حساب القيمة فقط عندما تتغير تبعياته.
• useCallback: يقوم هذا الخطاف بتخزين الدالة نفسها. يعيد نسخة مخزنة من الدالة تتغير فقط عندما تتغير تبعياتها. هذا مفيد بشكل خاص لتمرير ردود النداء (callbacks) إلى المكونات الفرعية، مما يمنع عمليات إعادة التصيير غير الضرورية.

إليك مثال على استخدام React.memo:

import React from 'react';

const MyComponent = React.memo(({ data }) => {
  console.log('تمت إعادة تصيير MyComponent');
  return <div>{data.name}</div>;
});

export default MyComponent;

في هذا المثال، لن تتم إعادة تصيير MyComponent إلا إذا تغيرت خاصية data.

٤. تقسيم الكود (Code Splitting)

تقسيم الكود هو ممارسة تقسيم تطبيقك إلى أجزاء أصغر يمكن تحميلها عند الطلب. هذا يقلل من وقت التحميل الأولي ويحسن الأداء العام لتطبيقك. توفر React عدة طرق لتنفيذ تقسيم الكود، بما في ذلك الاستيراد الديناميكي ومكونات React.lazy و Suspense.

إليك مثال على استخدام React.lazy و Suspense:

import React, { Suspense } from 'react';

const MyComponent = React.lazy(() => import('./MyComponent'));

function App() {
  return (
    <Suspense fallback={<div>جارٍ التحميل...</div>}>
      <MyComponent />
    </Suspense>
  );
}

export default App;

في هذا المثال، يتم تحميل MyComponent بشكل غير متزامن باستخدام React.lazy. يعرض مكون Suspense واجهة مستخدم بديلة (fallback) أثناء تحميل المكون.

٥. المحاكاة الافتراضية (Virtualization)

المحاكاة الافتراضية هي تقنية لتصيير القوائم أو الجداول الكبيرة بكفاءة. بدلاً من تصيير جميع العناصر مرة واحدة، تقوم المحاكاة الافتراضية بتصيير العناصر المرئية حاليًا على الشاشة فقط. مع قيام المستخدم بالتمرير، يتم تصيير عناصر جديدة وإزالة العناصر القديمة من DOM.

توفر مكتبات مثل react-virtualized و react-window مكونات لتنفيذ المحاكاة الافتراضية في تطبيقات React.

٦. منع الارتداد (Debouncing) والتحكم في التكرار (Throttling)

منع الارتداد والتحكم في التكرار هما تقنيتان للحد من معدل تنفيذ دالة ما. يؤخر منع الارتداد تنفيذ الدالة حتى بعد فترة معينة من عدم النشاط. بينما ينفذ التحكم في التكرار الدالة مرة واحدة على الأكثر خلال فترة زمنية معينة.

هذه التقنيات مفيدة بشكل خاص للتعامل مع الأحداث التي يتم إطلاقها بسرعة، مثل أحداث التمرير، وأحداث تغيير الحجم، وأحداث الإدخال. عن طريق منع الارتداد أو التحكم في تكرار هذه الأحداث، يمكنك منع عمليات إعادة التصيير المفرطة وتحسين الأداء.

على سبيل المثال، يمكنك استخدام دالة lodash.debounce لمنع ارتداد حدث إدخال:

import React, { useState, useCallback } from 'react';
import debounce from 'lodash.debounce';

function ExampleComponent() {
  const [text, setText] = useState('');

  const handleChange = useCallback(
    debounce((event) => {
      setText(event.target.value);
    }, 300),
    []
  );

  return (
    <input type="text" onChange={handleChange} />
  );
}

export default ExampleComponent;

في هذا المثال، تم تطبيق منع الارتداد على دالة handleChange بتأخير قدره 300 مللي ثانية. هذا يعني أنه لن يتم استدعاء دالة setText إلا بعد أن يتوقف المستخدم عن الكتابة لمدة 300 مللي ثانية.

أمثلة واقعية ودراسات حالة

لتوضيح التأثير العملي للتجميع في React وتقنيات التحسين، دعنا نلقي نظرة على بعض الأمثلة الواقعية:

• موقع تجارة إلكترونية: يمكن لموقع تجارة إلكترونية به صفحة قائمة منتجات معقدة أن يستفيد بشكل كبير من التجميع. يمكن أن يؤدي تحديث مرشحات متعددة (مثل نطاق السعر، العلامة التجارية، التقييم) في وقت واحد إلى تشغيل تحديثات حالة متعددة. يضمن التجميع دمج هذه التحديثات في عملية إعادة تصيير واحدة، مما يحسن من استجابة قائمة المنتجات.
• لوحة تحكم فورية: يمكن للوحة تحكم فورية تعرض بيانات يتم تحديثها بشكل متكرر الاستفادة من التجميع لتحسين الأداء. من خلال تجميع التحديثات من تدفق البيانات، يمكن للوحة التحكم تجنب عمليات إعادة التصيير غير الضرورية والحفاظ على واجهة مستخدم سلسة وسريعة الاستجابة.
• نموذج تفاعلي: يمكن لنموذج معقد يحتوي على حقول إدخال متعددة وقواعد تحقق أن يستفيد أيضًا من التجميع. يمكن أن يؤدي تحديث حقول نماذج متعددة في وقت واحد إلى تشغيل تحديثات حالة متعددة. يضمن التجميع دمج هذه التحديثات في عملية إعادة تصيير واحدة، مما يحسن من استجابة النموذج.

تصحيح مشكلات التجميع

بينما يحسن التجميع الأداء بشكل عام، قد تكون هناك سيناريوهات تحتاج فيها إلى تصحيح المشكلات المتعلقة بالتجميع. إليك بعض النصائح لتصحيح مشكلات التجميع:

• استخدم أدوات مطوري React: تتيح لك أدوات مطوري React فحص شجرة المكونات ومراقبة عمليات إعادة التصيير. يمكن أن يساعدك هذا في تحديد المكونات التي يتم إعادة تصييرها بشكل غير ضروري.
• استخدم عبارات console.log: يمكن أن تساعدك إضافة عبارات console.log داخل مكوناتك على تتبع متى يتم إعادة تصييرها وما الذي يطلق عمليات إعادة التصيير.
• استخدم مكتبة why-did-you-update: تساعدك هذه المكتبة على تحديد سبب إعادة تصيير المكون عن طريق مقارنة قيم الخصائص (props) والحالة السابقة والحالية.
• تحقق من تحديثات الحالة غير الضرورية: تأكد من أنك لا تقوم بتحديث الحالة بشكل غير ضروري. على سبيل المثال، تجنب تحديث الحالة بناءً على نفس القيمة أو تحديث الحالة في كل دورة تصيير.
• فكر في استخدام flushSync: إذا كنت تشك في أن التجميع يسبب مشكلات، فحاول استخدام flushSync لإجبار React على تحديث المكون على الفور. ومع ذلك، استخدم flushSync باعتدال حيث يمكن أن يؤثر سلبًا على الأداء.

أفضل الممارسات لتحسين تحديثات الحالة

لتلخيص ما سبق، إليك بعض أفضل الممارسات لتحسين تحديثات الحالة في React:

• فهم التجميع في React: كن على دراية بكيفية عمل التجميع في React وفوائده وقيوده.
• استخدم التحديثات الوظيفية: استخدم التحديثات الوظيفية عند تحديث الحالة بناءً على قيمتها السابقة.
• تعامل مع الحالة على أنها غير قابلة للتغيير: تعامل مع الحالة على أنها غير قابلة للتغيير وتجنب تعديل قيم الحالة الحالية مباشرة.
• استخدم التخزين المؤقت (Memoization): استخدم React.memo، و useMemo، و useCallback لتخزين المكونات واستدعاءات الدوال.
• نفذ تقسيم الكود: نفذ تقسيم الكود لتقليل وقت التحميل الأولي لتطبيقك.
• استخدم المحاكاة الافتراضية: استخدم المحاكاة الافتراضية لتصيير القوائم والجداول الكبيرة بكفاءة.
• طبق منع الارتداد والتحكم في التكرار على الأحداث: طبق منع الارتداد والتحكم في التكرار على الأحداث التي يتم إطلاقها بسرعة لمنع عمليات إعادة التصيير المفرطة.
• حلل أداء تطبيقك: استخدم محلل أداء React (Profiler) لتحديد اختناقات الأداء وتحسين الكود الخاص بك وفقًا لذلك.

الخاتمة

التجميع في React هو أسلوب تحسين قوي يمكنه تحسين أداء تطبيقات React بشكل كبير. من خلال فهم كيفية عمل التجميع واستخدام تقنيات التحسين الإضافية، يمكنك تقديم تجربة مستخدم أكثر سلاسة واستجابة ومتعة. تبنَّ هذه المبادئ واسعَ للتحسين المستمر في ممارسات تطوير React الخاصة بك.

من خلال اتباع هذه الإرشادات والمراقبة المستمرة لأداء تطبيقك، يمكنك إنشاء تطبيقات React فعالة وممتعة للاستخدام لجمهور عالمي.