تحقيق أقصى أداء: نظرة معمقة على واجهة برمجة تطبيقات React Profiler

في عالم تطوير الويب الحديث، تعتبر تجربة المستخدم ذات أهمية قصوى. يمكن للواجهة السلسة والمستجيبة أن تكون العامل الحاسم بين مستخدم سعيد ومستخدم محبط. بالنسبة للمطورين الذين يستخدمون React، أصبح بناء واجهات مستخدم معقدة وديناميكية أسهل من أي وقت مضى. ومع ذلك، مع نمو التطبيقات في التعقيد، يزداد خطر اختناقات الأداء - وهي أوجه قصور دقيقة يمكن أن تؤدي إلى تفاعلات بطيئة، ورسوم متحركة متقطعة، وتجربة مستخدم سيئة بشكل عام. هنا تصبح واجهة برمجة تطبيقات React Profiler أداة لا غنى عنها في ترسانة المطور.

سيأخذك هذا الدليل الشامل في رحلة عميقة إلى React Profiler. سنستكشف ماهيته، وكيفية استخدامه بفعالية من خلال كل من أدوات مطوري React (React DevTools) وواجهته البرمجية، والأهم من ذلك، كيفية تفسير مخرجاته لتشخيص وإصلاح مشاكل الأداء الشائعة. بحلول النهاية، ستكون مجهزًا لتحويل تحليل الأداء من مهمة شاقة إلى جزء منهجي ومجزٍ من سير عملك التطويري.

ما هي واجهة برمجة تطبيقات React Profiler؟

إن React Profiler هو أداة متخصصة مصممة لمساعدة المطورين على قياس أداء تطبيق React. وظيفته الأساسية هي جمع معلومات التوقيت حول كل مكون يتم عرضه في تطبيقك، مما يتيح لك تحديد أجزاء تطبيقك التي تكون مكلفة في العرض وقد تسبب مشاكل في الأداء.

يجيب على أسئلة حاسمة مثل:

• كم من الوقت يستغرق عرض مكون معين؟
• كم مرة يعيد مكون ما عرضه أثناء تفاعل المستخدم؟
• لماذا أعيد عرض مكون معين؟

من المهم التمييز بين React Profiler وأدوات أداء المتصفح العامة مثل علامة التبويب Performance في Chrome DevTools أو Lighthouse. في حين أن هذه الأدوات ممتازة لقياس تحميل الصفحة الإجمالي، وطلبات الشبكة، ووقت تنفيذ النصوص البرمجية، فإن React Profiler يمنحك رؤية مركزة على مستوى المكونات للأداء داخل نظام React البيئي. إنه يفهم دورة حياة React ويمكنه تحديد أوجه القصور المتعلقة بتغييرات الحالة (state)، والخصائص (props)، والسياق (context) التي لا تستطيع الأدوات الأخرى رؤيتها.

يتوفر Profiler في شكلين رئيسيين:

1. إضافة React DevTools: واجهة رسومية سهلة الاستخدام مدمجة مباشرة في أدوات المطور في متصفحك. هذه هي الطريقة الأكثر شيوعًا لبدء تحليل الأداء.
2. المكون البرمجي ``: مكون يمكنك إضافته مباشرة إلى كود JSX الخاص بك لجمع قياسات الأداء برمجيًا، وهو أمر مفيد للاختبار الآلي أو إرسال المقاييس إلى خدمة تحليلات.

بشكل حاسم، تم تصميم Profiler لبيئات التطوير. على الرغم من وجود نسخة إنتاج خاصة مع تمكين التحليل، فإن نسخة الإنتاج القياسية من React تزيل هذه الوظيفة للحفاظ على المكتبة خفيفة وسريعة قدر الإمكان للمستخدمين النهائيين.

البداية: كيفية استخدام React Profiler

لنكن عمليين. إن تحليل أداء تطبيقك عملية مباشرة، وفهم كلتا الطريقتين سيمنحك أقصى قدر من المرونة.

الطريقة الأولى: علامة تبويب Profiler في أدوات مطوري React

لمعظم عمليات تصحيح أخطاء الأداء اليومية، تعد علامة التبويب Profiler في React DevTools هي أداتك المفضلة. إذا لم تكن قد قمت بتثبيتها، فهذه هي الخطوة الأولى - احصل على الإضافة للمتصفح الذي تختاره (Chrome, Firefox, Edge).

إليك دليل خطوة بخطوة لتشغيل أول جلسة تحليل لك:

1. افتح تطبيقك: انتقل إلى تطبيق React الخاص بك الذي يعمل في وضع التطوير. ستعرف أن أدوات المطور نشطة إذا رأيت أيقونة React في شريط إضافات متصفحك.
2. افتح أدوات المطور: افتح أدوات المطور في متصفحك (عادةً باستخدام F12 أو Ctrl+Shift+I / Cmd+Option+I) وابحث عن علامة التبويب "Profiler". إذا كان لديك العديد من علامات التبويب، فقد تكون مخفية خلف سهم "»".
3. ابدأ التحليل: سترى دائرة زرقاء (زر التسجيل) في واجهة Profiler. انقر عليها لبدء تسجيل بيانات الأداء.
4. تفاعل مع تطبيقك: قم بالإجراء الذي تريد قياسه. قد يكون هذا أي شيء بدءًا من تحميل صفحة، أو النقر فوق زر يفتح نافذة منبثقة، أو الكتابة في نموذج، أو تصفية قائمة كبيرة. الهدف هو إعادة إنتاج تفاعل المستخدم الذي يبدو بطيئًا.
5. أوقف التحليل: بمجرد إكمال التفاعل، انقر فوق زر التسجيل مرة أخرى (سيكون أحمر الآن) لإيقاف الجلسة.

هذا كل شيء! سيقوم Profiler بمعالجة البيانات التي جمعها ويقدم لك تصورًا مفصلاً لأداء عرض تطبيقك أثناء هذا التفاعل.

الطريقة الثانية: المكون البرمجي `Profiler`

بينما تعد DevTools رائعة لتصحيح الأخطاء التفاعلي، إلا أنك تحتاج أحيانًا إلى جمع بيانات الأداء تلقائيًا. يتيح لك مكون ``، الذي يتم تصديره من حزمة `react`، القيام بذلك تمامًا.

يمكنك تغليف أي جزء من شجرة المكونات الخاصة بك بمكون ``. يتطلب خاصيتين (props):

• `id` (string): معرف فريد للجزء من الشجرة الذي تقوم بتحليله. يساعدك هذا في تمييز القياسات من مختلف المحللات.
• `onRender` (function): دالة رد نداء (callback) يستدعيها React في كل مرة يقوم فيها مكون داخل الشجرة المحللة بـ "تثبيت" (commit) تحديث.

إليك مثال على الكود:

import React, { Profiler } from 'react';

// دالة رد النداء onRender
function onRenderCallback(
  id, // خاصية "id" لشجرة Profiler التي تم تثبيتها للتو
  phase, // "mount" (إذا تم تركيب الشجرة للتو) أو "update" (إذا أعيد عرضها)
  actualDuration, // الوقت المستغرق في عرض التثبيت المعتمد
  baseDuration, // الوقت التقديري لعرض الشجرة الفرعية بأكملها بدون التحفيظ (memoization)
  startTime, // متى بدأت React في عرض هذا التحديث
  commitTime, // متى قامت React بتثبيت هذا التحديث
  interactions // مجموعة التفاعلات التي أدت إلى هذا التحديث
) {
  // يمكنك تسجيل هذه البيانات، أو إرسالها إلى نقطة نهاية للتحليلات، أو تجميعها.
  console.log({
    id,
    phase,
    actualDuration,
    baseDuration,
    startTime,
    commitTime,
  });
}

function App() {
  return (
    

      
        
      
      

        
          
        
      
    
  );
}

فهم معلمات دالة `onRender`:

• `id`: سلسلة `id` النصية التي مررتها إلى مكون ``.
• `phase`: إما `"mount"` (تم تركيب المكون لأول مرة) أو `"update"` (أعيد عرضه بسبب تغييرات في الخصائص أو الحالة أو الخطافات).
• `actualDuration`: الوقت، بالمللي ثانية، الذي استغرقه عرض `` وذريته لهذا التحديث المحدد. هذا هو مقياسك الرئيسي لتحديد عمليات العرض البطيئة.
• `baseDuration`: تقدير للمدة التي سيستغرقها عرض الشجرة الفرعية بأكملها من البداية. إنه سيناريو "أسوأ حالة" وهو مفيد لفهم التعقيد العام لشجرة المكونات. إذا كان `actualDuration` أصغر بكثير من `baseDuration`، فهذا يشير إلى أن التحسينات مثل التحفيظ (memoization) تعمل بفعالية.
• `startTime` و `commitTime`: الطوابع الزمنية لوقت بدء React في العرض ووقت تثبيت التحديث في DOM. يمكن استخدامها لتتبع الأداء بمرور الوقت.
• `interactions`: مجموعة من "التفاعلات" التي كان يتم تتبعها عند جدولة التحديث (هذا جزء من واجهة برمجة تطبيقات تجريبية لتتبع سبب التحديثات).

تفسير مخرجات Profiler: جولة إرشادية

بعد إيقاف جلسة التسجيل في React DevTools، يتم تقديمك بثروة من المعلومات. دعنا نحلل الأجزاء الرئيسية من واجهة المستخدم.

محدد التثبيت (Commit Selector)

في الجزء العلوي من المحلل، سترى مخططًا شريطيًا. يمثل كل شريط في هذا المخطط "تثبيتًا" (commit) واحدًا قامت به React في DOM أثناء التسجيل. يشير ارتفاع ولون الشريط إلى المدة التي استغرقها هذا التثبيت للعرض - فالأشرطة الأطول ذات اللون الأصفر/البرتقالي أكثر تكلفة من الأشرطة الأقصر ذات اللون الأزرق/الأخضر. يمكنك النقر فوق هذه الأشرطة لفحص تفاصيل كل دورة عرض محددة.

مخطط اللهب (Flamegraph)

هذا هو أقوى تصور. لتثبيت محدد، يوضح لك مخطط اللهب أي المكونات في تطبيقك قد تم عرضها. إليك كيفية قراءته:

• التسلسل الهرمي للمكونات: تم تصميم المخطط مثل شجرة المكونات الخاصة بك. المكونات في الأعلى استدعت المكونات الموجودة أسفلها.
• وقت العرض: يتوافق عرض شريط المكون مع مقدار الوقت الذي استغرقه هو وأبناؤه للعرض. الأشرطة الأوسع هي التي يجب عليك التحقيق فيها أولاً.
• ترميز الألوان: يشير لون الشريط أيضًا إلى وقت العرض، من الألوان الباردة (الأزرق والأخضر) لعمليات العرض السريعة إلى الألوان الدافئة (الأصفر والبرتقالي والأحمر) للعمليات البطيئة.
• المكونات المظللة بالرمادي: يعني الشريط الرمادي أن المكون لم يتم إعادة عرضه خلال هذا التثبيت المحدد. هذه علامة رائعة! هذا يعني أن استراتيجيات التحفيظ (memoization) الخاصة بك تعمل على الأرجح لهذا المكون.

المخطط المصنف (Ranked Chart)

إذا شعرت أن مخطط اللهب معقد للغاية، يمكنك التبديل إلى عرض المخطط المصنف. يعرض هذا العرض ببساطة قائمة بجميع المكونات التي تم عرضها أثناء التثبيت المحدد، مرتبة حسب أي منها استغرق أطول وقت للعرض. إنها طريقة رائعة لتحديد المكونات الأكثر تكلفة على الفور.

جزء تفاصيل المكون

عند النقر فوق مكون معين في مخطط اللهب أو المخطط المصنف، يظهر جزء تفاصيل على اليمين. هنا تجد المعلومات الأكثر قابلية للتنفيذ:

• مدد العرض: يعرض `actualDuration` و `baseDuration` لهذا المكون في التثبيت المحدد.
• "عرض في": يسرد هذا جميع التثبيتات التي تم فيها عرض هذا المكون، مما يتيح لك رؤية مدى تكرار تحديثه بسرعة.
• "لماذا تم عرض هذا؟": غالبًا ما تكون هذه هي المعلومة الأكثر قيمة. ستحاول React DevTools جاهدة إخبارك بسبب إعادة عرض المكون. تشمل الأسباب الشائعة:
  • تغيرت الخصائص (Props)
  • تغيرت الخطافات (Hooks) (على سبيل المثال، تم تحديث قيمة `useState` أو `useReducer`)
  • تم عرض المكون الأصل (وهذا سبب شائع لعمليات إعادة العرض غير الضرورية في المكونات الفرعية)
  • تغير السياق (Context)

اختناقات الأداء الشائعة وكيفية إصلاحها

الآن بعد أن عرفت كيفية جمع وقراءة بيانات الأداء، دعنا نستكشف المشكلات الشائعة التي يساعد Profiler في الكشف عنها والأنماط القياسية في React لحلها.

المشكلة 1: عمليات إعادة العرض غير الضرورية

هذه هي مشكلة الأداء الأكثر شيوعًا في تطبيقات React. تحدث عندما يعاد عرض مكون ما على الرغم من أن مخرجاته ستكون هي نفسها تمامًا. هذا يهدر دورات وحدة المعالجة المركزية ويمكن أن يجعل واجهة المستخدم الخاصة بك تبدو بطيئة.

التشخيص:

• في Profiler، ترى مكونًا يتم عرضه بشكل متكرر جدًا عبر العديد من التثبيتات.
• يشير قسم "لماذا تم عرض هذا؟" إلى أن السبب هو إعادة عرض المكون الأصل، على الرغم من أن خصائصه لم تتغير.
• العديد من المكونات في مخطط اللهب ملونة، على الرغم من أن جزءًا صغيرًا فقط من الحالة التي يعتمدون عليها قد تغير بالفعل.

الحل 1: `React.memo()`

`React.memo` هو مكون عالي الرتبة (HOC) يقوم بحفظ (memoizes) مكونك. يقوم بإجراء مقارنة سطحية لخصائص المكون السابقة والجديدة. إذا كانت الخصائص هي نفسها، فسيتخطى React إعادة عرض المكون ويعيد استخدام آخر نتيجة تم عرضها.

قبل `React.memo`:**

function UserAvatar({ userName, avatarUrl }) {
  console.log(`Rendering UserAvatar for ${userName}`)
  return ;
}

// في المكون الأب:
// إذا أعيد عرض المكون الأب لأي سبب (مثل تغير حالته الخاصة)،
// سيعاد عرض UserAvatar، حتى لو كانت قيم userName و avatarUrl متطابقة.

import React from 'react';

const UserAvatar = React.memo(function UserAvatar({ userName, avatarUrl }) {
  console.log(`Rendering UserAvatar for ${userName}`)
  return ;
});

// الآن، سيعاد عرض UserAvatar فقط إذا تغيرت خصائص userName أو avatarUrl بالفعل.

function ParentComponent() {
  const [count, setCount] = useState(0);

  // يتم إعادة إنشاء هذه الدالة في كل مرة يتم فيها عرض ParentComponent
  const handleItemClick = (id) => {
    console.log('Clicked item', id);
  };

  return (
    

       setCount(c => c + 1)}>Increment {count}
      {/* سيعاد عرض MemoizedListItem في كل مرة يتغير فيها `count`، لأن handleItemClick دالة جديدة */}
      
    
  );
}

import { useState, useCallback } from 'react';

function ParentComponent() {
  const [count, setCount] = useState(0);

  // هذه الدالة الآن محفوظة (memoized) ولن يتم إعادة إنشائها إلا إذا تغيرت تبعياتها (المصفوفة الفارغة).
  const handleItemClick = useCallback((id) => {
    console.log('Clicked item', id);
  }, []); // مصفوفة التبعيات الفارغة تعني أنه يتم إنشاؤها مرة واحدة فقط

  return (
    

       setCount(c => c + 1)}>Increment {count}
      {/* الآن، لن يتم إعادة عرض MemoizedListItem عندما يتغير `count` */}
      
    
  );
}

function ProductList({ products, filterTerm }) {
  // عملية التصفية المكلفة هذه تعمل في كل مرة يتم فيها عرض ProductList،
  // حتى لو تغيرت خاصية أخرى لا علاقة لها.
  const visibleProducts = products.filter(p => p.name.includes(filterTerm));

  return (
    

      {visibleProducts.map(p => 
{p.name}
)}
    
  );
}

import { useMemo } from 'react';

function ProductList({ products, filterTerm }) {
  // هذه العملية الحسابية تعمل الآن فقط عندما تتغير `products` أو `filterTerm`.
  const visibleProducts = useMemo(() => {
    return products.filter(p => p.name.includes(filterTerm));
  }, [products, filterTerm]);

  return (
    

      {visibleProducts.map(p => 
{p.name}
)}
    
  );
}

// AppContext.js
const AppContext = createContext({ 
  currentUser: null, 
  theme: 'light', 
  language: 'en',
  setTheme: () => {}, 
  // ... و 20 قيمة أخرى
});

// MyComponent.js
// هذا المكون يحتاج فقط إلى currentUser، ولكنه سيعيد العرض عندما يتغير المظهر!
const { currentUser } = useContext(AppContext);

// UserContext.js
const UserContext = createContext(null);

// ThemeContext.js
const ThemeContext = createContext({ theme: 'light', setTheme: () => {} });

// MyComponent.js
// هذا المكون الآن يعيد العرض فقط عندما يتغير currentUser.
const currentUser = useContext(UserContext);

// webpack.config.js
module.exports = {
  // ... إعدادات أخرى
  resolve: {
    alias: {
      'react-dom$': 'react-dom/profiling',
    },
  },
};