وضع React المتزامن: إطلاق العنان للتصيير القابل للمقاطعة لتجربة مستخدم أكثر سلاسة

أصبحت React المكتبة المفضلة لبناء واجهات مستخدم ديناميكية وتفاعلية. مع ازدياد تعقيد التطبيقات، يصبح الحفاظ على الاستجابة وتوفير تجربة مستخدم سلسة تحديًا متزايدًا. وضع React المتزامن (Concurrent Mode) هو مجموعة من الميزات الجديدة التي تساعد في مواجهة هذه التحديات من خلال تمكين التصيير القابل للمقاطعة، مما يسمح لـ React بالعمل على مهام متعددة بشكل متزامن دون حظر السلسلة الرئيسية (main thread).

ما هو الوضع المتزامن؟

الوضع المتزامن ليس مجرد مفتاح تقوم بتشغيله؛ إنه تحول أساسي في كيفية تعامل React مع التحديثات والتصيير. يقدم مفهوم تحديد أولويات المهام ومقاطعة عمليات التصيير طويلة الأمد للحفاظ على استجابة واجهة المستخدم. فكر فيه كقائد أوركسترا ماهر يقود فرقة موسيقية – يدير مختلف الآلات (المهام) ويضمن أداءً متناغمًا (تجربة المستخدم).

تقليديًا، استخدمت React نموذج تصيير متزامن. عند حدوث تحديث، كانت React تحظر السلسلة الرئيسية، وتحسب التغييرات في DOM، وتحدث واجهة المستخدم. قد يؤدي هذا إلى تأخير ملحوظ، خاصة في التطبيقات ذات المكونات المعقدة أو التحديثات المتكررة. من ناحية أخرى، يسمح الوضع المتزامن لـ React بإيقاف مهام التصيير مؤقتًا أو استئنافها أو حتى التخلي عنها بناءً على الأولوية، مع إعطاء أولوية أعلى للمهام التي تؤثر بشكل مباشر على تفاعل المستخدم، مثل إدخال لوحة المفاتيح أو نقرات الأزرار.

المفاهيم الأساسية للوضع المتزامن

لفهم كيفية عمل الوضع المتزامن، من المهم أن تتعرف على المفاهيم الأساسية التالية:

1. React Fiber

Fiber هي البنية الداخلية لـ React التي تجعل الوضع المتزامن ممكنًا. إنها إعادة تنفيذ للخوارزمية الأساسية لـ React. بدلاً من اجتياز شجرة المكونات بشكل تكراري وتحديث DOM بشكل متزامن، تقوم Fiber بتقسيم عملية التصيير إلى وحدات عمل أصغر يمكن إيقافها مؤقتًا أو استئنافها أو التخلي عنها. يتم تمثيل كل وحدة عمل بعقدة Fiber، والتي تحتوي على معلومات حول المكون وخصائصه وحالته.

فكر في Fiber كنظام إدارة المشاريع الداخلي لـ React. يتتبع تقدم كل مهمة تصيير ويسمح لـ React بالتبديل بين المهام بناءً على الأولوية والموارد المتاحة.

2. الجدولة وتحديد الأولويات

يقدم الوضع المتزامن آلية جدولة متطورة تسمح لـ React بتحديد أولويات أنواع مختلفة من التحديثات. يمكن تصنيف التحديثات على النحو التالي:

• التحديثات العاجلة: تتطلب هذه التحديثات اهتمامًا فوريًا، مثل إدخال المستخدم أو الرسوم المتحركة. تعطي React الأولوية لهذه التحديثات لضمان تجربة مستخدم سريعة الاستجابة.
• التحديثات العادية: هذه التحديثات أقل أهمية ويمكن تأجيلها دون التأثير بشكل كبير على تجربة المستخدم. تشمل الأمثلة جلب البيانات أو التحديثات في الخلفية.
• التحديثات ذات الأولوية المنخفضة: هذه التحديثات هي الأقل أهمية ويمكن تأخيرها لفترات أطول. مثال على ذلك هو تحديث رسم بياني غير مرئي حاليًا على الشاشة.

تستخدم React هذا التحديد للأولويات لجدولة التحديثات بطريقة تقلل من حظر السلسلة الرئيسية. فهي تتداخل بين التحديثات ذات الأولوية العالية والتحديثات ذات الأولوية المنخفضة، مما يعطي انطباعًا بواجهة مستخدم سلسة وسريعة الاستجابة.

3. التصيير القابل للمقاطعة

هذا هو جوهر الوضع المتزامن. يسمح التصيير القابل للمقاطعة لـ React بإيقاف مهمة تصيير مؤقتًا إذا وصل تحديث ذو أولوية أعلى. يمكن لـ React بعد ذلك التبديل إلى المهمة ذات الأولوية الأعلى، وإكمالها، ثم استئناف مهمة التصيير الأصلية. هذا يمنع عمليات التصيير طويلة الأمد من حظر السلسلة الرئيسية والتسبب في عدم استجابة واجهة المستخدم.

تخيل أنك تقوم بتحرير مستند كبير. مع الوضع المتزامن، إذا احتجت فجأة إلى تمرير الصفحة أو النقر فوق زر، يمكن لـ React إيقاف عملية تحرير المستند مؤقتًا، والتعامل مع التمرير أو نقرة الزر، ثم استئناف تحرير المستند دون أي تأخير ملحوظ. هذا تحسن كبير مقارنة بنموذج التصيير المتزامن التقليدي، حيث كان يجب إكمال عملية التحرير قبل أن يتمكن React من الاستجابة لتفاعل المستخدم.

4. تقسيم الوقت (Time Slicing)

تقسيم الوقت هو أسلوب يستخدمه الوضع المتزامن لتقسيم مهام التصيير طويلة الأمد إلى أجزاء عمل أصغر. يتم تنفيذ كل جزء من العمل ضمن شريحة زمنية قصيرة، مما يسمح لـ React بإعادة التحكم إلى السلسلة الرئيسية بشكل دوري. هذا يمنع أي مهمة تصيير واحدة من حظر السلسلة الرئيسية لفترة طويلة جدًا، مما يضمن بقاء واجهة المستخدم سريعة الاستجابة.

فكر في تصور بيانات معقد يتطلب الكثير من الحسابات. مع تقسيم الوقت، يمكن لـ React تقسيم التصور إلى أجزاء أصغر وتصيير كل جزء في شريحة زمنية منفصلة. هذا يمنع التصور من حظر السلسلة الرئيسية ويسمح للمستخدم بالتفاعل مع واجهة المستخدم أثناء تصيير التصور.

5. Suspense

Suspense هي آلية للتعامل مع العمليات غير المتزامنة، مثل جلب البيانات، بطريقة تعريفية. تتيح لك تغليف المكونات غير المتزامنة بحدود <Suspense> وتحديد واجهة مستخدم بديلة (fallback) سيتم عرضها أثناء جلب البيانات. عندما تكون البيانات متاحة، ستقوم React تلقائيًا بتصيير المكون مع البيانات. يتكامل Suspense بسلاسة مع الوضع المتزامن، مما يسمح لـ React بتحديد أولوية تصيير الواجهة البديلة أثناء جلب البيانات في الخلفية.

على سبيل المثال، يمكنك استخدام Suspense لعرض مؤشر تحميل (loading spinner) أثناء جلب البيانات من واجهة برمجة تطبيقات (API). عند وصول البيانات، ستقوم React تلقائيًا باستبدال مؤشر التحميل بالبيانات الفعلية، مما يوفر تجربة مستخدم سلسة وسلسة.

فوائد الوضع المتزامن

يقدم الوضع المتزامن العديد من الفوائد الهامة لتطبيقات React:

• تحسين الاستجابة: من خلال السماح لـ React بمقاطعة عمليات التصيير طويلة الأمد وتحديد أولويات تفاعلات المستخدم، يجعل الوضع المتزامن التطبيقات تبدو أكثر استجابة وتفاعلية.
• تجربة مستخدم محسنة: تؤدي القدرة على عرض واجهات مستخدم بديلة أثناء جلب البيانات وتحديد أولويات التحديثات الهامة إلى تجربة مستخدم أكثر سلاسة وسلاسة.
• أداء أفضل: على الرغم من أن الوضع المتزامن لا يجعل التصيير أسرع بالضرورة بشكل عام، إلا أنه يوزع العمل بشكل أكثر توازنًا، مما يمنع فترات الحظر الطويلة ويحسن الأداء الملموس.
• تبسيط التعامل غير المتزامن: يبسط Suspense عملية التعامل مع العمليات غير المتزامنة، مما يسهل بناء تطبيقات معقدة تعتمد على جلب البيانات.

حالات استخدام الوضع المتزامن

الوضع المتزامن مفيد بشكل خاص للتطبيقات ذات الخصائص التالية:

• واجهة مستخدم معقدة: التطبيقات التي تحتوي على عدد كبير من المكونات أو منطق تصيير معقد.
• تحديثات متكررة: التطبيقات التي تتطلب تحديثات متكررة لواجهة المستخدم، مثل لوحات المعلومات في الوقت الفعلي أو التطبيقات كثيفة البيانات.
• جلب البيانات غير المتزامن: التطبيقات التي تعتمد على جلب البيانات من واجهات برمجة التطبيقات (APIs) أو مصادر أخرى غير متزامنة.
• الرسوم المتحركة: التطبيقات التي تستخدم الرسوم المتحركة لتعزيز تجربة المستخدم.

فيما يلي بعض الأمثلة المحددة لكيفية استخدام الوضع المتزامن في تطبيقات العالم الحقيقي:

• مواقع التجارة الإلكترونية: تحسين استجابة قوائم المنتجات ونتائج البحث. استخدم Suspense لعرض مؤشرات التحميل أثناء جلب صور وأوصاف المنتجات.
• منصات التواصل الاجتماعي: تعزيز تجربة المستخدم من خلال تحديد أولويات التحديثات لخلاصة المستخدم والإشعارات. استخدم الوضع المتزامن للتعامل بسلاسة مع الرسوم المتحركة والانتقالات.
• لوحات معلومات تصور البيانات: تحسين أداء تصورات البيانات المعقدة عن طريق تقسيمها إلى أجزاء أصغر وتصييرها في شرائح زمنية منفصلة.
• محررات المستندات التعاونية: ضمان تجربة تحرير سريعة الاستجابة من خلال تحديد أولويات إدخال المستخدم ومنع العمليات طويلة الأمد من حظر السلسلة الرئيسية.

كيفية تمكين الوضع المتزامن

لتمكين الوضع المتزامن، تحتاج إلى استخدام إحدى واجهات برمجة التطبيقات الجذرية (root APIs) الجديدة التي تم تقديمها في React 18:

• createRoot: هذه هي الطريقة الموصى بها لتمكين الوضع المتزامن للتطبيقات الجديدة. فهي تنشئ جذرًا يستخدم الوضع المتزامن افتراضيًا.
• hydrateRoot: تُستخدم هذه للتصيير من جانب الخادم (SSR) والترطيب (hydration). تسمح لك بترطيب التطبيق تدريجيًا، مما يحسن وقت التحميل الأولي.

إليك مثال على كيفية استخدام createRoot:

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

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

ملاحظة: ReactDOM.render أصبحت مهملة (deprecated) في React 18 عند استخدام الوضع المتزامن. استخدم createRoot أو hydrateRoot بدلاً منها.

تبني الوضع المتزامن: نهج تدريجي

إن ترحيل تطبيق React موجود إلى الوضع المتزامن ليس دائمًا عملية مباشرة. غالبًا ما يتطلب تخطيطًا دقيقًا ونهجًا تدريجيًا. فيما يلي استراتيجية مقترحة:

1. التحديث إلى React 18: الخطوة الأولى هي تحديث تطبيقك إلى React 18.
2. تمكين الوضع المتزامن: استخدم createRoot أو hydrateRoot لتمكين الوضع المتزامن.
3. تحديد المشكلات المحتملة: استخدم React DevTools Profiler لتحديد المكونات التي تسبب اختناقات في الأداء أو سلوكًا غير متوقع.
4. معالجة مشكلات التوافق: قد لا تكون بعض مكتبات الجهات الخارجية أو أنماط React القديمة متوافقة تمامًا مع الوضع المتزامن. قد تحتاج إلى تحديث هذه المكتبات أو إعادة هيكلة التعليمات البرمجية الخاصة بك لمعالجة هذه المشكلات.
5. تنفيذ Suspense: استخدم Suspense للتعامل مع العمليات غير المتزامنة وتحسين تجربة المستخدم.
6. الاختبار الشامل: اختبر تطبيقك بدقة للتأكد من أن الوضع المتزامن يعمل كما هو متوقع وأنه لا توجد تراجعات في الوظائف أو الأداء.

التحديات والاعتبارات المحتملة

على الرغم من أن الوضع المتزامن يقدم فوائد كبيرة، فمن المهم أن تكون على دراية ببعض التحديات والاعتبارات المحتملة:

• مشكلات التوافق: كما ذكرنا سابقًا، قد لا تكون بعض مكتبات الجهات الخارجية أو أنماط React القديمة متوافقة تمامًا مع الوضع المتزامن. قد تحتاج إلى تحديث هذه المكتبات أو إعادة هيكلة التعليمات البرمجية الخاصة بك لمعالجة هذه المشكلات. قد يتضمن ذلك إعادة كتابة بعض دوال دورة الحياة (lifecycle methods) أو استخدام واجهات برمجة تطبيقات جديدة يوفرها React 18.
• تعقيد الكود: يمكن أن يضيف الوضع المتزامن تعقيدًا إلى قاعدة التعليمات البرمجية الخاصة بك، خاصة عند التعامل مع العمليات غير المتزامنة و Suspense. من المهم فهم المفاهيم الأساسية وكتابة التعليمات البرمجية الخاصة بك بطريقة متوافقة مع الوضع المتزامن.
• التصحيح (Debugging): يمكن أن يكون تصحيح تطبيقات الوضع المتزامن أكثر صعوبة من تصحيح تطبيقات React التقليدية. يعد React DevTools Profiler أداة قيمة لتحديد اختناقات الأداء وفهم سلوك الوضع المتزامن.
• منحنى التعلم: هناك منحنى تعلم مرتبط بالوضع المتزامن. يحتاج المطورون إلى فهم المفاهيم وواجهات برمجة التطبيقات الجديدة لاستخدامه بفعالية. يعد استثمار الوقت في التعرف على الوضع المتزامن وأفضل ممارساته أمرًا ضروريًا.
• التصيير من جانب الخادم (SSR): تأكد من أن إعداد SSR الخاص بك متوافق مع الوضع المتزامن. يعد استخدام hydrateRoot أمرًا بالغ الأهمية لترطيب التطبيق بشكل صحيح على جانب العميل بعد التصيير من جانب الخادم.

أفضل الممارسات للوضع المتزامن

للحصول على أقصى استفادة من الوضع المتزامن، اتبع أفضل الممارسات التالية:

• اجعل المكونات صغيرة ومركزة: المكونات الأصغر أسهل في التصيير والتحديث، مما يمكن أن يحسن الأداء. قم بتقسيم المكونات الكبيرة إلى وحدات أصغر وأكثر قابلية للإدارة.
• تجنب الآثار الجانبية في دالة Render: تجنب أداء الآثار الجانبية (مثل جلب البيانات، التلاعب بـ DOM) مباشرة في دالة render. استخدم خطاف useEffect للآثار الجانبية.
• تحسين أداء التصيير: استخدم تقنيات مثل الحفظ المؤقت (React.memo)، و shouldComponentUpdate، و PureComponent لمنع عمليات إعادة التصيير غير الضرورية.
• استخدم Suspense للعمليات غير المتزامنة: قم بتغليف المكونات غير المتزامنة بحدود <Suspense> لتوفير واجهة مستخدم بديلة أثناء جلب البيانات.
• حلل أداء تطبيقك: استخدم React DevTools Profiler لتحديد اختناقات الأداء وتحسين التعليمات البرمجية الخاصة بك.
• الاختبار الشامل: اختبر تطبيقك بدقة للتأكد من أن الوضع المتزامن يعمل كما هو متوقع وأنه لا توجد تراجعات في الوظائف أو الأداء.

مستقبل React والوضع المتزامن

يمثل الوضع المتزامن خطوة مهمة إلى الأمام في تطور React. إنه يفتح إمكانيات جديدة لبناء واجهات مستخدم سريعة الاستجابة وتفاعلية. مع استمرار تطور React، يمكننا أن نتوقع رؤية المزيد من الميزات المتقدمة والتحسينات المبنية على الوضع المتزامن. يتم استخدام React بشكل متزايد في سياقات عالمية متنوعة، من أمريكا اللاتينية إلى جنوب شرق آسيا. من الأهمية بمكان ضمان أداء تطبيقات React بشكل جيد، خاصة على الأجهزة منخفضة الطاقة واتصالات الشبكة البطيئة المنتشرة في أجزاء كثيرة من العالم.

إن التزام React بالأداء، جنبًا إلى جنب مع قوة الوضع المتزامن، يجعلها خيارًا مقنعًا لبناء تطبيقات الويب الحديثة التي تقدم تجربة مستخدم رائعة للمستخدمين في جميع أنحاء العالم. مع تبني المزيد من المطورين للوضع المتزامن، يمكننا أن نتوقع رؤية جيل جديد من تطبيقات React أكثر استجابة وأداءً وسهولة في الاستخدام.

الخاتمة

وضع React المتزامن هو مجموعة قوية من الميزات التي تتيح التصيير القابل للمقاطعة، وتحديد أولويات التحديثات، وتحسين التعامل مع العمليات غير المتزامنة. من خلال فهم المفاهيم الأساسية للوضع المتزامن واتباع أفضل الممارسات، يمكنك إطلاق العنان للإمكانات الكاملة لـ React وبناء تطبيقات تقدم تجربة مستخدم أكثر سلاسة واستجابة للمستخدمين في جميع أنحاء العالم. احتضن الوضع المتزامن وابدأ في بناء مستقبل الويب مع React!