تحليل أداء React: نظرة عميقة في تحليل عرض المكونات

في عالمنا الرقمي سريع الخطى اليوم، تعد تجربة المستخدم أمرًا بالغ الأهمية. يمكن أن يؤدي تطبيق الويب البطيء وغير المستجيب إلى إحباط المستخدم وهجره بسرعة. بالنسبة لمطوري React، يعد تحسين الأداء أمرًا حاسمًا لتقديم تجربة مستخدم سلسة وممتعة. واحدة من أكثر الاستراتيجيات فعالية لتحقيق ذلك هي من خلال تحليل عرض المكونات الدقيق. تتعمق هذه المقالة في عالم تحليل أداء React، وتزودك بالمعرفة والأدوات اللازمة لتحديد ومعالجة اختناقات الأداء في تطبيقات React الخاصة بك.

لماذا يعد تحليل عرض المكونات مهمًا؟

على الرغم من قوة بنية React القائمة على المكونات، إلا أنها قد تؤدي أحيانًا إلى مشكلات في الأداء إذا لم تتم إدارتها بعناية. تعد عمليات إعادة العرض (re-renders) غير الضرورية سببًا شائعًا، حيث تستهلك موارد قيمة وتبطئ تطبيقك. يتيح لك تحليل عرض المكونات ما يلي:

• تحديد اختناقات الأداء: تحديد المكونات التي يتم عرضها بشكل متكرر أكثر من اللازم.
• فهم أسباب إعادة العرض: تحديد سبب إعادة عرض المكون، سواء كان ذلك بسبب تغييرات الخصائص (props)، أو تحديثات الحالة (state)، أو إعادة عرض المكون الأصل.
• تحسين عرض المكونات: تنفيذ استراتيجيات لمنع عمليات إعادة العرض غير الضرورية وتحسين أداء التطبيق بشكل عام.
• تحسين تجربة المستخدم: تقديم واجهة مستخدم أكثر سلاسة واستجابة.

أدوات تحليل أداء React

تتوفر العديد من الأدوات القوية لمساعدتك في تحليل عرض مكونات React. إليك بعض الخيارات الأكثر شيوعًا:

1. أدوات مطوري React (المحلل Profiler)

تعد إضافة متصفح أدوات مطوري React أداة لا غنى عنها لأي مطور React. تتضمن محللًا (Profiler) مدمجًا يسمح لك بتسجيل وتحليل أداء عرض المكونات. يوفر المحلل رؤى حول:

• أوقات عرض المكونات: معرفة المدة التي يستغرقها كل مكون للعرض.
• تكرار العرض: تحديد المكونات التي يتم عرضها بشكل متكرر.
• تفاعلات المكونات: تتبع تدفق البيانات والأحداث التي تؤدي إلى إعادة العرض.

كيفية استخدام محلل React:

1. قم بتثبيت إضافة متصفح أدوات مطوري React (متاحة لمتصفحات Chrome و Firefox و Edge).
2. افتح أدوات المطور في متصفحك وانتقل إلى علامة التبويب "Profiler".
3. انقر على زر "Record" لبدء تحليل أداء تطبيقك.
4. تفاعل مع تطبيقك لتشغيل المكونات التي تريد تحليلها.
5. انقر على زر "Stop" لإنهاء جلسة التحليل.
6. سيعرض المحلل تفصيلاً لأداء عرض المكونات، بما في ذلك تصور بياني على شكل مخطط لهب (flame chart).

يمثل مخطط اللهب بصريًا الوقت المستغرق في عرض كل مكون. تشير الأشرطة الأوسع إلى أوقات عرض أطول، مما يساعدك على تحديد اختناقات الأداء بسرعة.

2. Why Did You Render?

"Why Did You Render?" هي مكتبة تقوم بتعديل React لتقديم معلومات مفصلة حول سبب إعادة عرض المكون. تساعدك على فهم أي من الخصائص قد تغيرت وما إذا كانت تلك التغييرات ضرورية بالفعل لتشغيل إعادة العرض. هذا مفيد بشكل خاص لتصحيح أخطاء عمليات إعادة العرض غير المتوقعة.

التثبيت:

            npm install @welldone-software/why-did-you-render --save
            

              
                Copy
              
            
          

الاستخدام:

            import React from 'react';
if (process.env.NODE_ENV === 'development') {
  const whyDidYouRender = require('@welldone-software/why-did-you-render');
  whyDidYouRender(React, {
    trackAllPureComponents: true,
  });
}

            

              
                Copy
              
            
          

يجب وضع هذا المقتطف البرمجي في نقطة الدخول لتطبيقك (مثل `index.js`). عندما يتم إعادة عرض أحد المكونات، ستقوم مكتبة "Why Did You Render?" بتسجيل معلومات في وحدة التحكم (console)، مع تسليط الضوء على الخصائص التي تغيرت والإشارة إلى ما إذا كان يجب إعادة عرض المكون بناءً على تلك التغييرات.

3. أدوات مراقبة أداء React

تقدم العديد من أدوات مراقبة أداء React التجارية ميزات متقدمة لتحديد وحل مشكلات الأداء. غالبًا ما توفر هذه الأدوات مراقبة في الوقت الفعلي، وتنبيهات، وتقارير أداء مفصلة.

• Sentry: توفر إمكانيات مراقبة الأداء لتتبع أداء المعاملات، وتحديد المكونات البطيئة، والحصول على رؤى حول تجربة المستخدم.
• New Relic: توفر مراقبة متعمقة لتطبيق React الخاص بك، بما في ذلك مقاييس الأداء على مستوى المكون.
• Raygun: توفر مراقبة المستخدم الحقيقية (RUM) لتتبع أداء تطبيقك من منظور المستخدمين.

استراتيجيات تحسين عرض المكونات

بمجرد تحديد اختناقات الأداء باستخدام أدوات التحليل، يمكنك تنفيذ استراتيجيات تحسين متنوعة لتحسين أداء عرض المكونات. إليك بعض أكثر التقنيات فعالية:

1. التخزين المؤقت (Memoization)

التخزين المؤقت (Memoization) هو أسلوب تحسين قوي يتضمن تخزين نتائج استدعاءات الدوال المكلفة وإرجاع النتيجة المخزنة عند حدوث نفس المدخلات مرة أخرى. في React، يمكن تطبيق التخزين المؤقت على المكونات لمنع عمليات إعادة العرض غير الضرورية.

أ) React.memo

React.memo هو مكون عالي الرتبة (HOC) يقوم بتخزين مكون وظيفي مؤقتًا. يعيد عرض المكون فقط إذا تغيرت خصائصه (props) (باستخدام مقارنة سطحية). هذا مفيد بشكل خاص للمكونات الوظيفية النقية التي تعتمد فقط على خصائصها للعرض.

            import React from 'react';

const MyComponent = React.memo(function MyComponent(props) {
  // Render logic
  return <div>{props.data}</div>;
});

export default MyComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

ب) الخطاف useMemo

يقوم الخطاف useMemo بتخزين نتيجة استدعاء دالة مؤقتًا. يعيد تنفيذ الدالة فقط إذا تغيرت تبعياتها. هذا مفيد لتخزين الحسابات المكلفة أو إنشاء مراجع ثابتة للكائنات أو الدوال التي تستخدم كخصائص في المكونات الفرعية.

            import React, { useMemo } from 'react';

function MyComponent(props) {
  const expensiveValue = useMemo(() => {
    // Perform an expensive calculation
    return computeExpensiveValue(props.data);
  }, [props.data]);

  return <div>{expensiveValue}</div>;
}

export default MyComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

ج) الخطاف useCallback

يقوم الخطاف useCallback بتخزين تعريف دالة مؤقتًا. يعيد إنشاء الدالة فقط إذا تغيرت تبعياتها. هذا مفيد لتمرير دوال الاستدعاء (callbacks) إلى المكونات الفرعية التي تم تخزينها مؤقتًا باستخدام React.memo، حيث يمنع المكون الفرعي من إعادة العرض بشكل غير ضروري بسبب تمرير دالة استدعاء جديدة كخاصية في كل مرة يتم فيها عرض المكون الأصل.

            import React, { useCallback } from 'react';

function MyComponent(props) {
  const handleClick = useCallback(() => {
    // Handle click event
    props.onClick(props.data);
  }, [props.data, props.onClick]);

  return <button onClick={handleClick}>Click Me</button>;
}

export default MyComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

2. ShouldComponentUpdate (للمكونات من نوع Class)

بالنسبة للمكونات من نوع Class، تتيح لك دالة دورة الحياة shouldComponentUpdate التحكم يدويًا فيما إذا كان يجب إعادة عرض المكون بناءً على التغييرات في خصائصه وحالته. يجب أن تعيد هذه الدالة true إذا كان يجب إعادة عرض المكون و false خلاف ذلك.

            import React from 'react';

class MyComponent extends React.Component {
  shouldComponentUpdate(nextProps, nextState) {
    // Compare props and state to determine if re-render is necessary
    if (nextProps.data !== this.props.data) {
      return true;
    }
    return false;
  }

  render() {
    // Render logic
    return <div>{this.props.data}</div>;
  }
}

export default MyComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

ملاحظة: في معظم الحالات، يُفضل استخدام React.memo وخطافات useMemo/useCallback على shouldComponentUpdate، لأنها أسهل في الاستخدام والصيانة بشكل عام.

3. هياكل البيانات غير القابلة للتغيير (Immutable)

يمكن أن يؤدي استخدام هياكل البيانات غير القابلة للتغيير إلى تحسين الأداء بشكل كبير عن طريق تسهيل اكتشاف التغييرات في الخصائص والحالة. هياكل البيانات غير القابلة للتغيير هي هياكل بيانات لا يمكن تعديلها بعد إنشائها. عند الحاجة إلى تغيير، يتم إنشاء بنية بيانات جديدة بالقيم المعدلة. وهذا يسمح بالكشف الفعال عن التغيير باستخدام عمليات التحقق البسيطة من المساواة (===).

توفر مكتبات مثل Immutable.js و Immer هياكل بيانات غير قابلة للتغيير وأدوات مساعدة للعمل معها في تطبيقات React. تبسط Immer العمل مع البيانات غير القابلة للتغيير من خلال السماح لك بتعديل مسودة من بنية البيانات، والتي يتم تحويلها تلقائيًا إلى نسخة غير قابلة للتغيير.

            import { useImmer } from 'use-immer';

function MyComponent() {
  const [data, updateData] = useImmer({
    name: 'John Doe',
    age: 30,
  });

  const handleClick = () => {
    updateData(draft => {
      draft.age++;
    });
  };

  return (
    <div>
      <p>Name: {data.name}</p>
      <p>Age: {data.age}</p>
      <button onClick={handleClick}>Increment Age</button>
    </div>
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

4. تقسيم الكود والتحميل الكسول (Lazy Loading)

تقسيم الكود هو عملية تقسيم كود تطبيقك إلى حزم أصغر يمكن تحميلها عند الطلب. يمكن أن يقلل هذا بشكل كبير من وقت التحميل الأولي لتطبيقك، خاصة للتطبيقات الكبيرة والمعقدة.

توفر React دعمًا مدمجًا لتقسيم الكود باستخدام مكونات React.lazy و Suspense. يتيح لك React.lazy استيراد المكونات ديناميكيًا، بينما يوفر Suspense طريقة لعرض واجهة مستخدم احتياطية أثناء تحميل المكون.

            import React, { Suspense } from 'react';

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

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

            

              
                Copy
              
            
          

يحسن هذا النهج بشكل كبير الأداء الملموس، خاصة في التطبيقات ذات المسارات أو المكونات العديدة. على سبيل المثال، يمكن لمنصة تجارة إلكترونية تحتوي على تفاصيل المنتج وملفات تعريف المستخدمين أن تقوم بالتحميل الكسول لهذه المكونات حتى تصبح مطلوبة. وبالمثل، يمكن لتطبيق إخباري موزع عالميًا استخدام تقسيم الكود لتحميل المكونات الخاصة بلغة معينة بناءً على موقع المستخدم.

5. المحاكاة الافتراضية (Virtualization)

عند عرض قوائم أو جداول كبيرة، يمكن للمحاكاة الافتراضية تحسين الأداء بشكل كبير عن طريق عرض العناصر المرئية فقط على الشاشة. هذا يمنع المتصفح من الحاجة إلى عرض آلاف العناصر غير المرئية حاليًا، مما قد يكون اختناقًا كبيرًا في الأداء.

توفر مكتبات مثل react-window و react-virtualized مكونات لعرض القوائم والجداول الكبيرة بكفاءة. تستخدم هذه المكتبات تقنيات مثل النوافذ (windowing) وإعادة تدوير الخلايا (cell recycling) لتقليل عدد عقد DOM التي يجب عرضها.

            import React from 'react';
import { FixedSizeList } from 'react-window';

const Row = ({ index, style }) => (
  <div style={style}>Row {index}</div>
);

function MyListComponent() {
  return (
    <FixedSizeList
      height={400}
      width={300}
      itemSize={35}
      itemCount={1000}
    >
      {Row}
    </FixedSizeList>
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

6. Debouncing و Throttling

Debouncing و throttling هما تقنيتان تستخدمان للحد من معدل تنفيذ دالة ما. تضمن تقنية Debouncing أن الدالة لا تُنفذ إلا بعد مرور فترة زمنية معينة منذ آخر مرة تم استدعاؤها فيها. بينما تضمن تقنية Throttling أن الدالة تُنفذ مرة واحدة على الأكثر خلال فترة زمنية محددة.

هذه التقنيات مفيدة للتعامل مع الأحداث التي يتم تشغيلها بشكل متكرر، مثل أحداث التمرير (scroll)، وأحداث تغيير الحجم (resize)، وأحداث الإدخال (input). عن طريق استخدام debouncing أو throttling لهذه الأحداث، يمكنك منع تطبيقك من أداء عمل غير ضروري وتحسين استجابته.

            import { debounce } from 'lodash';

function MyComponent() {
  const handleScroll = debounce(() => {
    // Perform some action on scroll
    console.log('Scroll event');
  }, 250);

  useEffect(() => {
    window.addEventListener('scroll', handleScroll);
    return () => {
      window.removeEventListener('scroll', handleScroll);
    };
  }, [handleScroll]);

  return <div style={{ height: '2000px' }}>Scroll Me</div>;
}

            

              
                Copy
              
            
          

7. تجنب الدوال والكائنات المضمنة في دالة العرض (Render)

يمكن أن يؤدي تعريف الدوال أو الكائنات مباشرة داخل دالة العرض (render) للمكون إلى عمليات إعادة عرض غير ضرورية، خاصة عند تمريرها كخصائص (props) إلى المكونات الفرعية. في كل مرة يتم فيها عرض المكون الأصل، يتم إنشاء دالة أو كائن جديد، مما يجعل المكون الفرعي يرى تغييرًا في الخصائص ويعيد العرض، حتى لو ظل المنطق أو البيانات الأساسية كما هي.

بدلاً من ذلك، قم بتعريف هذه الدوال أو الكائنات خارج دالة العرض، ويفضل استخدام useCallback أو useMemo لتخزينها مؤقتًا. هذا يضمن تمرير نفس نسخة الدالة أو الكائن إلى المكون الفرعي عبر عمليات العرض المختلفة، مما يمنع عمليات إعادة العرض غير الضرورية.

            import React, { useCallback } from 'react';

function MyComponent(props) {
  // Avoid this: inline function creation
  // <button onClick={() => props.onClick(props.data)}>Click Me</button>

  // Use useCallback to memoize the function
  const handleClick = useCallback(() => {
    props.onClick(props.data);
  }, [props.data, props.onClick]);

  return <button onClick={handleClick}>Click Me</button>;
}

export default MyComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

أمثلة من الواقع

لتوضيح كيفية تطبيق تقنيات التحسين هذه عمليًا، دعنا نفكر في بعض الأمثلة الواقعية:

• قائمة منتجات التجارة الإلكترونية: يمكن تحسين قائمة منتجات تحتوي على مئات العناصر باستخدام المحاكاة الافتراضية لعرض المنتجات المرئية فقط على الشاشة. يمكن استخدام التخزين المؤقت (Memoization) لمنع إعادة عرض عناصر المنتج الفردية بشكل غير ضروري.
• تطبيق محادثة في الوقت الفعلي: يمكن تحسين تطبيق محادثة يعرض تدفقًا من الرسائل عن طريق تخزين مكونات الرسائل مؤقتًا واستخدام هياكل بيانات غير قابلة للتغيير للكشف الفعال عن التغييرات في بيانات الرسائل.
• لوحة معلومات لتصور البيانات: يمكن تحسين لوحة معلومات تعرض مخططات ورسومًا بيانية معقدة عن طريق تقسيم الكود لتحميل مكونات المخططات الضرورية فقط لكل عرض. يمكن تطبيق UseMemo على الحسابات المكلفة لعرض المخططات.

أفضل الممارسات لتحليل أداء React

إليك بعض أفضل الممارسات التي يجب اتباعها عند تحليل وتحسين تطبيقات React:

• التحليل في وضع الإنتاج: يتضمن وضع التطوير فحوصات وتحذيرات إضافية يمكن أن تؤثر على الأداء. قم دائمًا بالتحليل في وضع الإنتاج للحصول على صورة دقيقة لأداء تطبيقك.
• التركيز على المناطق الأكثر تأثيرًا: حدد مناطق تطبيقك التي تسبب أكبر اختناقات في الأداء وأعطِ الأولوية لتحسين تلك المناطق أولاً.
• القياس، ثم القياس، ثم القياس: قم دائمًا بقياس تأثير تحسيناتك للتأكد من أنها تحسن الأداء بالفعل.
• لا تفرط في التحسين: قم بالتحسين فقط عند الضرورة. يمكن أن يؤدي التحسين المبكر إلى كود معقد وغير ضروري.
• ابقَ على اطلاع دائم: حافظ على تحديث إصدار React والتبعيات الخاصة بك للاستفادة من أحدث تحسينات الأداء.

الخاتمة

يعد تحليل أداء React مهارة أساسية لأي مطور React. من خلال فهم كيفية عرض المكونات واستخدام أدوات التحليل وتقنيات التحسين المناسبة، يمكنك تحسين أداء وتجربة المستخدم لتطبيقات React الخاصة بك بشكل كبير. تذكر أن تقوم بتحليل أداء تطبيقك بانتظام، والتركيز على المناطق الأكثر تأثيرًا، وقياس نتائج تحسيناتك. باتباع هذه الإرشادات، يمكنك ضمان أن تطبيقات React الخاصة بك سريعة وسريعة الاستجابة وممتعة للاستخدام، بغض النظر عن تعقيدها أو قاعدة مستخدميها العالمية.