React experimental_useSubscription: فهم تأثير الأداء والتخفيف منه

يوفر Hook experimental_useSubscription من React طريقة قوية وتصريحية للاشتراك في مصادر البيانات الخارجية داخل مكوناتك. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تبسيط جلب البيانات وإدارتها بشكل كبير، خاصة عند التعامل مع البيانات في الوقت الفعلي أو الحالات المعقدة. ومع ذلك، مثل أي أداة قوية، فإنه يأتي مع تداعيات محتملة على الأداء. يعد فهم هذه التداعيات وتطبيق تقنيات التحسين المناسبة أمرًا بالغ الأهمية لبناء تطبيقات React عالية الأداء.

ما هو experimental_useSubscription؟

يوفر experimental_useSubscription، الذي يعد حاليًا جزءًا من واجهات برمجة تطبيقات React التجريبية (experimental APIs)، آلية للمكونات للاشتراك في مخازن البيانات الخارجية (مثل مخازن Redux، Zustand، أو مصادر البيانات المخصصة) وإعادة العرض تلقائيًا عند تغير البيانات. يلغي هذا الحاجة إلى الإدارة اليدوية للاشتراكات ويوفر نهجًا أنظف وأكثر تصريحية لمزامنة البيانات. فكر في الأمر كأداة مخصصة لربط مكوناتك بسلاسة بالمعلومات التي يتم تحديثها باستمرار.

يأخذ الـ hook وسيطتين أساسيتين:

• dataSource: كائن يحتوي على دالة subscribe (مشابهة لما تجده في مكتبات المراقبة) ودالة getSnapshot. تأخذ دالة subscribe دالة رد نداء (callback) سيتم استدعاؤها عند تغير مصدر البيانات. تعيد دالة getSnapshot القيمة الحالية للبيانات.
• getSnapshot (اختياري): دالة تستخرج البيانات المحددة التي يحتاجها مكونك من مصدر البيانات. هذا أمر بالغ الأهمية لمنع عمليات إعادة العرض غير الضرورية عندما يتغير مصدر البيانات الكلي، ولكن تظل البيانات المحددة التي يحتاجها المكون كما هي.

إليك مثال مبسط يوضح استخدامه مع مصدر بيانات افتراضي:

import { experimental_useSubscription as useSubscription } from 'react';

const myDataSource = {
  subscribe(callback) {
    // Logic to subscribe to data changes (e.g., using WebSockets, RxJS, etc.)
    // Example: setInterval(() => callback(), 1000); // Simulate changes every second
  },
  getSnapshot() {
    // Logic to retrieve the current data from the source
    return myData;
  }
};

function MyComponent() {
  const data = useSubscription(myDataSource);

  return (
    <div>
      <p>Data: {data}</p>
    </div>
  );
}

العبء الزائد لمعالجة الاشتراكات: المشكلة الأساسية

ينبع الاهتمام الأساسي بالأداء مع experimental_useSubscription من العبء الزائد المرتبط بمعالجة الاشتراكات. في كل مرة يتغير فيها مصدر البيانات، يتم استدعاء دالة رد النداء (callback) المسجلة عبر دالة subscribe. يؤدي هذا إلى إعادة عرض المكون الذي يستخدم الـ hook، مما قد يؤثر على استجابة التطبيق والأداء العام. يمكن أن يظهر هذا العبء الزائد بعدة طرق:

• زيادة تكرار العرض: يمكن أن تؤدي الاشتراكات، بطبيعتها، إلى عمليات إعادة عرض متكررة، خاصة عندما يتغير مصدر البيانات الأساسي بسرعة. فكر في مكون مؤشر الأسهم – التقلبات المستمرة في الأسعار ستؤدي إلى عمليات إعادة عرض شبه مستمرة.
• عمليات إعادة عرض غير ضرورية: حتى إذا لم تتغير البيانات ذات الصلة بمكون معين، فقد يؤدي الاشتراك البسيط إلى إعادة عرض، مما يؤدي إلى هدر في الحسابات.
• تعقيد التحديثات المجمعة (Batched Updates): بينما يحاول React تجميع التحديثات لتقليل عمليات إعادة العرض، فإن الطبيعة غير المتزامنة للاشتراكات يمكن أن تتداخل أحيانًا مع هذا التحسين، مما يؤدي إلى المزيد من عمليات إعادة العرض الفردية عما هو متوقع.

تحديد اختناقات الأداء

قبل الخوض في استراتيجيات التحسين، من الضروري تحديد اختناقات الأداء المحتملة المتعلقة بـ experimental_useSubscription. إليك تفصيل لكيفية التعامل مع هذا الأمر:

1. React Profiler

يُعد React Profiler، المتوفر في React DevTools، أداتك الأساسية لتحديد اختناقات الأداء. استخدمه من أجل:

• تسجيل تفاعلات المكونات: قم بتوصيف تطبيقك أثناء استخدامه النشط للمكونات مع experimental_useSubscription.
• تحليل أوقات العرض: تحديد المكونات التي يتم عرضها بشكل متكرر أو التي تستغرق وقتًا طويلاً للعرض.
• تحديد مصدر عمليات إعادة العرض: يمكن للمُوصِّف (Profiler) غالبًا تحديد تحديثات مصدر البيانات المحددة التي تؤدي إلى عمليات إعادة عرض غير ضرورية.

انتبه جيدًا للمكونات التي تعيد العرض بشكل متكرر بسبب التغييرات في مصدر البيانات. تعمق لترى ما إذا كانت عمليات إعادة العرض ضرورية بالفعل (أي إذا تغيرت خصائص المكون (props) أو حالته (state) بشكل كبير).

2. أدوات مراقبة الأداء

بالنسبة لبيئات الإنتاج، فكر في استخدام أدوات مراقبة الأداء (مثل Sentry، New Relic، Datadog). يمكن لهذه الأدوات توفير رؤى حول:

• مقاييس الأداء في العالم الحقيقي: تتبع المقاييس مثل أوقات عرض المكونات، وزمن استجابة التفاعل، واستجابة التطبيق بشكل عام.
• تحديد المكونات البطيئة: تحديد المكونات التي تؤدي أداءً ضعيفًا باستمرار في سيناريوهات العالم الحقيقي.
• تأثير تجربة المستخدم: فهم كيفية تأثير مشكلات الأداء على تجربة المستخدم، مثل أوقات التحميل البطيئة أو التفاعلات غير المستجيبة.

3. مراجعات الكود والتحليل الساكن

أثناء مراجعات الكود، انتبه جيدًا لكيفية استخدام experimental_useSubscription:

• تقييم نطاق الاشتراك: هل تشترك المكونات في مصادر بيانات واسعة جدًا، مما يؤدي إلى عمليات إعادة عرض غير ضرورية؟
• مراجعة تطبيقات getSnapshot: هل تستخرج دالة getSnapshot البيانات الضرورية بكفاءة؟
• البحث عن ظروف السباق المحتملة (race conditions): تأكد من التعامل مع تحديثات مصدر البيانات غير المتزامنة بشكل صحيح، خاصة عند التعامل مع العرض المتزامن (concurrent rendering).

يمكن لأدوات التحليل الساكن (مثل ESLint مع الإضافات المناسبة) أن تساعد أيضًا في تحديد مشكلات الأداء المحتملة في الكود الخاص بك، مثل التبعيات المفقودة في useCallback أو useMemo hooks.

استراتيجيات التحسين: تقليل تأثير الأداء

بمجرد تحديد اختناقات الأداء المحتملة، يمكنك استخدام العديد من استراتيجيات التحسين لتقليل تأثير experimental_useSubscription.

1. جلب البيانات الانتقائي باستخدام getSnapshot

أهم تقنية تحسين هي استخدام دالة getSnapshot لاستخراج البيانات المحددة التي يتطلبها المكون فقط. هذا أمر حيوي لمنع عمليات إعادة العرض غير الضرورية. بدلاً من الاشتراك في مصدر البيانات بالكامل، اشترك فقط في المجموعة الفرعية ذات الصلة من البيانات.

مثال:

افترض أن لديك مصدر بيانات يمثل معلومات المستخدم، بما في ذلك الاسم والبريد الإلكتروني وصورة الملف الشخصي. إذا كان المكون يحتاج فقط لعرض اسم المستخدم، فيجب أن تستخرج دالة getSnapshot الاسم فقط:

const userDataSource = {
  subscribe(callback) { /* ... */ },
  getSnapshot() {
    return {
      name: "Alice Smith",
      email: "alice.smith@example.com",
      profilePicture: "/images/alice.jpg"
    };
  }
};

function NameComponent() {
  const name = useSubscription(userDataSource, () => userDataSource.getSnapshot().name);

  return <p>User Name: {name}</p>;
}

في هذا المثال، لن يعيد NameComponent العرض إلا إذا تغير اسم المستخدم، حتى لو تم تحديث خصائص أخرى في كائن userDataSource.

2. المذكرة (Memoization) باستخدام useMemo و useCallback

المذكرة هي تقنية قوية لتحسين مكونات React عن طريق تخزين نتائج العمليات الحسابية أو الدوال المكلفة. استخدم useMemo لتخزين نتيجة دالة getSnapshot، واستخدم useCallback لتخزين دالة رد النداء (callback) التي تم تمريرها إلى دالة subscribe.

مثال:

import { experimental_useSubscription as useSubscription } from 'react';
import { useCallback, useMemo } from 'react';

const myDataSource = {
  subscribe(callback) { /* ... */ },
  getSnapshot() {
    // Expensive data processing logic
    return processData(myData);
  }
};

function MyComponent({ prop1, prop2 }) {
  const getSnapshot = useCallback(() => {
    return myDataSource.getSnapshot();
  }, []);

  const data = useSubscription(myDataSource, getSnapshot);

  const memoizedValue = useMemo(() => {
    // Expensive calculation based on data
    return calculateValue(data, prop1, prop2);
  }, [data, prop1, prop2]);

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

عن طريق مذكرة دالة getSnapshot والقيمة المحسوبة، يمكنك منع عمليات إعادة العرض غير الضرورية والعمليات الحسابية المكلفة عندما لا تتغير التبعيات. تأكد من تضمين التبعيات ذات الصلة في مصفوفات التبعيات لـ useCallback و useMemo لضمان تحديث القيم المذكرة بشكل صحيح عند الضرورة.

3. التأخير (Debouncing) والتقييد (Throttling)

عند التعامل مع مصادر البيانات التي يتم تحديثها بسرعة (مثل بيانات المستشعرات، وموجزات الوقت الفعلي)، يمكن أن يساعد التأخير والتقييد في تقليل تكرار عمليات إعادة العرض.

• التأخير (Debouncing): يؤخر استدعاء دالة رد النداء حتى يمر قدر معين من الوقت منذ آخر تحديث. هذا مفيد عندما تحتاج فقط إلى أحدث قيمة بعد فترة من عدم النشاط.
• التقييد (Throttling): يحد من عدد مرات استدعاء دالة رد النداء خلال فترة زمنية معينة. هذا مفيد عندما تحتاج إلى تحديث واجهة المستخدم بشكل دوري، ولكن ليس بالضرورة عند كل تحديث من مصدر البيانات.

يمكنك تنفيذ التأخير والتقييد باستخدام مكتبات مثل Lodash أو تطبيقات مخصصة باستخدام setTimeout.

مثال (التقييد):

import { experimental_useSubscription as useSubscription } from 'react';
import { useRef, useCallback } from 'react';

function MyComponent() {
  const lastUpdate = useRef(0);

  const throttledGetSnapshot = useCallback(() => {
    const now = Date.now();
    if (now - lastUpdate.current > 100) { // Update at most every 100ms
      lastUpdate.current = now;
      return myDataSource.getSnapshot();
    }
    return null; // Or a default value
  }, []);

  const data = useSubscription(myDataSource, throttledGetSnapshot);

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

يضمن هذا المثال استدعاء دالة getSnapshot بحد أقصى كل 100 مللي ثانية، مما يمنع عمليات إعادة العرض المفرطة عندما يتغير مصدر البيانات بسرعة.

4. الاستفادة من React.memo

React.memo هو مكون عالي الترتيب (higher-order component) يخزن مكونًا وظيفيًا. عن طريق تغليف مكون يستخدم experimental_useSubscription بـ React.memo، يمكنك منع عمليات إعادة العرض إذا لم تتغير خصائص المكون (props).

مثال:

import React, { experimental_useSubscription as useSubscription, memo } from 'react';

function MyComponent({ prop1, prop2 }) {
  const data = useSubscription(myDataSource);

  return <div>{data}, {prop1}, {prop2}</div>;
}

export default memo(MyComponent, (prevProps, nextProps) => {
  // Custom comparison logic (optional)
  return prevProps.prop1 === nextProps.prop1 && prevProps.prop2 === nextProps.prop2;
});

في هذا المثال، لن يعيد MyComponent العرض إلا إذا تغيرت prop1 أو prop2، حتى لو تم تحديث البيانات من useSubscription. يمكنك توفير دالة مقارنة مخصصة لـ React.memo للتحكم بشكل أدق في متى يجب أن يعيد المكون العرض.

5. عدم قابلية التغيير (Immutability) والمشاركة الهيكلية (Structural Sharing)

عند العمل مع هياكل البيانات المعقدة، يمكن أن يؤدي استخدام هياكل البيانات غير القابلة للتغيير إلى تحسين الأداء بشكل كبير. تضمن هياكل البيانات غير القابلة للتغيير أن أي تعديل ينشئ كائنًا جديدًا، مما يسهل اكتشاف التغييرات وتشغيل عمليات إعادة العرض فقط عند الضرورة. يمكن أن تساعدك مكتبات مثل Immutable.js أو Immer في العمل مع هياكل البيانات غير القابلة للتغيير في React.

المشاركة الهيكلية، وهي مفهوم ذو صلة، تتضمن إعادة استخدام أجزاء من هيكل البيانات التي لم تتغير. يمكن أن يقلل هذا بشكل أكبر من العبء الزائد لإنشاء كائنات جديدة غير قابلة للتغيير.

6. التحديثات المجمعة (Batched Updates) والجدولة (Scheduling)

تقوم آلية التحديثات المجمعة في React تلقائيًا بتجميع تحديثات الحالة المتعددة في دورة عرض واحدة. ومع ذلك، يمكن أن تتجاوز التحديثات غير المتزامنة (مثل تلك التي يتم تشغيلها بواسطة الاشتراكات) هذه الآلية أحيانًا. تأكد من جدولة تحديثات مصدر البيانات بشكل مناسب باستخدام تقنيات مثل requestAnimationFrame أو setTimeout للسماح لـ React بتجميع التحديثات بشكل فعال.

مثال:

const myDataSource = {
  subscribe(callback) {
    setInterval(() => {
      requestAnimationFrame(() => {
        callback(); // Schedule the update for the next animation frame
      });
    }, 100);
  },
  getSnapshot() { /* ... */ }
};

7. المحاكاة الافتراضية (Virtualization) لمجموعات البيانات الكبيرة

إذا كنت تعرض مجموعات بيانات كبيرة يتم تحديثها من خلال الاشتراكات (على سبيل المثال، قائمة طويلة من العناصر)، ففكر في استخدام تقنيات المحاكاة الافتراضية (مثل مكتبات react-window أو react-virtualized). تقوم المحاكاة الافتراضية بعرض الجزء المرئي فقط من مجموعة البيانات، مما يقلل بشكل كبير من عبء العرض. ومع قيام المستخدم بالتمرير، يتم تحديث الجزء المرئي ديناميكيًا.

8. تقليل تحديثات مصدر البيانات

ربما يكون التحسين الأكثر مباشرة هو تقليل تكرار ونطاق التحديثات من مصدر البيانات نفسه. قد يشمل ذلك:

• تقليل تكرار التحديث: إذا أمكن، قم بتقليل التكرار الذي يدفع به مصدر البيانات التحديثات.
• تحسين منطق مصدر البيانات: تأكد من أن مصدر البيانات لا يقوم بالتحديث إلا عند الضرورة وأن التحديثات فعالة قدر الإمكان.
• تصفية التحديثات من جانب الخادم: أرسل فقط التحديثات إلى العميل التي لها صلة بالمستخدم الحالي أو بحالة التطبيق.

9. استخدام المحددات (Selectors) مع Redux أو مكتبات إدارة الحالة الأخرى

إذا كنت تستخدم experimental_useSubscription بالاقتران مع Redux (أو مكتبات إدارة الحالة الأخرى)، فتأكد من استخدام المحددات بفعالية. المحددات هي دوال نقية تستمد أجزاء محددة من البيانات من الحالة العامة. يسمح هذا لمكوناتك بالاشتراك في البيانات التي تحتاجها فقط، مما يمنع عمليات إعادة العرض غير الضرورية عند تغير أجزاء أخرى من الحالة.

مثال (Redux مع Reselect):

import { useSelector } from 'react-redux';
import { createSelector } from 'reselect';

// Selector to extract user name
const selectUserName = createSelector(
  state => state.user,
  user => user.name
);

function NameComponent() {
  // Subscribe to only the user name using useSelector and the selector
  const userName = useSelector(selectUserName);

  return <p>User Name: {userName}</p>;
}

باستخدام محدد (selector)، لن يعيد NameComponent العرض إلا عند تغير خاصية user.name في مخزن Redux، حتى لو تم تحديث أجزاء أخرى من كائن user.

أفضل الممارسات والاعتبارات

• المقارنة الجاهزة والتحليل: قم دائمًا بالمقارنة الجاهزة (benchmark) وتحليل تطبيقك قبل وبعد تطبيق تقنيات التحسين. يساعدك هذا في التحقق من أن تغييراتك تعمل بالفعل على تحسين الأداء.
• التحسين التدريجي: ابدأ بتقنيات التحسين الأكثر تأثيرًا (مثل جلب البيانات الانتقائي باستخدام getSnapshot) ثم طبق التقنيات الأخرى تدريجيًا حسب الحاجة.
• النظر في البدائل: في بعض الحالات، قد لا يكون استخدام experimental_useSubscription هو الحل الأفضل. استكشف الأساليب البديلة، مثل استخدام تقنيات جلب البيانات التقليدية أو مكتبات إدارة الحالة مع آليات اشتراك مدمجة.
• البقاء على اطلاع: experimental_useSubscription هو واجهة برمجة تطبيقات تجريبية، لذلك قد يتغير سلوكها وواجهتها في الإصدارات المستقبلية من React. ابقَ على اطلاع بأحدث وثائق React ومناقشات المجتمع.
• تقسيم الكود (Code Splitting): للتطبيقات الكبيرة، فكر في تقسيم الكود لتقليل وقت التحميل الأولي وتحسين الأداء العام. يتضمن ذلك تقسيم تطبيقك إلى أجزاء أصغر يتم تحميلها عند الطلب.

الخاتمة

يوفر experimental_useSubscription طريقة قوية ومريحة للاشتراك في مصادر البيانات الخارجية في React. ومع ذلك، من الضروري فهم التداعيات المحتملة على الأداء وتطبيق استراتيجيات التحسين المناسبة. باستخدام جلب البيانات الانتقائي، والمذكرة، والتأخير، والتقييد، وغيرها من التقنيات، يمكنك تقليل العبء الزائد لمعالجة الاشتراكات وبناء تطبيقات React عالية الأداء التي تتعامل بكفاءة مع البيانات في الوقت الفعلي والحالة المعقدة. تذكر أن تقوم بالمقارنة الجاهزة وتحليل تطبيقك لضمان أن جهود التحسين الخاصة بك تعمل بالفعل على تحسين الأداء. وراقب دائمًا وثائق React للحصول على تحديثات حول experimental_useSubscription مع تطورها. من خلال الجمع بين التخطيط الدقيق والمراقبة الدقيقة للأداء، يمكنك الاستفادة من قوة experimental_useSubscription دون التضحية باستجابة التطبيق.