اعتماديات React useMemo: إتقان أفضل ممارسات التخزين المؤقت (Memoization)

في عالم تطوير الويب الديناميكي، وخاصة داخل نظام React البيئي، يعد تحسين أداء المكونات أمرًا بالغ الأهمية. مع تزايد تعقيد التطبيقات، يمكن أن تؤدي عمليات إعادة التصيير غير المقصودة إلى واجهات مستخدم بطيئة وتجربة مستخدم دون المستوى. إحدى أدوات React القوية لمكافحة هذا هي خطاف useMemo. ومع ذلك، يتوقف استخدامه الفعال على فهم شامل لمصفوفة الاعتمادية الخاصة به. يتعمق هذا الدليل الشامل في أفضل الممارسات لاستخدام اعتماديات useMemo، مما يضمن أن تظل تطبيقات React الخاصة بك عالية الأداء وقابلة للتطوير لجمهور عالمي.

فهم التخزين المؤقت (Memoization) في React

قبل الخوض في تفاصيل useMemo، من الضروري فهم مفهوم التخزين المؤقت نفسه. التخزين المؤقت هو أسلوب تحسين يسرع برامج الكمبيوتر عن طريق تخزين نتائج استدعاءات الدوال المكلفة وإرجاع النتيجة المخزنة مؤقتًا عند حدوث نفس المدخلات مرة أخرى. في جوهره، يتعلق الأمر بتجنب الحسابات الزائدة عن الحاجة.

في React، يُستخدم التخزين المؤقت بشكل أساسي لمنع عمليات إعادة تصيير المكونات غير الضرورية أو لتخزين نتائج الحسابات المكلفة. وهذا مهم بشكل خاص في المكونات الوظيفية، حيث يمكن أن تحدث عمليات إعادة التصيير بشكل متكرر بسبب تغييرات الحالة أو تحديثات الخصائص (props) أو إعادة تصيير المكونات الأصلية.

دور `useMemo`

يسمح لك خطاف useMemo في React بتخزين نتيجة عملية حسابية مؤقتًا. يأخذ وسيطتين:

دالة تحسب القيمة التي تريد تخزينها مؤقتًا.
مصفوفة من الاعتماديات.

ستقوم React بإعادة تشغيل الدالة المحسوبة فقط إذا تغيرت إحدى الاعتماديات. وإلا، ستعيد القيمة المحسوبة مسبقًا (المخزنة مؤقتًا). هذا مفيد للغاية من أجل:

الحسابات المكلفة: الدوال التي تتضمن معالجة بيانات معقدة أو تصفية أو فرز أو حسابات ثقيلة.
المساواة المرجعية: منع عمليات إعادة التصيير غير الضرورية للمكونات الفرعية التي تعتمد على خصائص الكائنات أو المصفوفات.

صيغة `useMemo`

الصيغة الأساسية لـ useMemo هي كما يلي:

const memoizedValue = useMemo(() => {
  // عملية حسابية مكلفة هنا
  return computeExpensiveValue(a, b);
}, [a, b]);

هنا، computeExpensiveValue(a, b) هي الدالة التي نريد تخزين نتيجتها مؤقتًا. تخبر مصفوفة الاعتمادية [a, b] React بإعادة حساب القيمة فقط إذا تغيرت قيمة a أو b بين عمليات التصيير.

الدور الحاسم لمصفوفة الاعتمادية

مصفوفة الاعتمادية هي قلب useMemo. إنها تحدد متى يجب إعادة حساب القيمة المخزنة مؤقتًا. إن تعريف مصفوفة اعتمادية صحيحة أمر ضروري لكل من مكاسب الأداء والصحة. يمكن أن تؤدي مصفوفة غير معرفة بشكل صحيح إلى:

بيانات قديمة: إذا تم حذف اعتمادية، فقد لا يتم تحديث القيمة المخزنة مؤقتًا عند الضرورة، مما يؤدي إلى أخطاء وعرض معلومات قديمة.
لا يوجد مكسب في الأداء: إذا تغيرت الاعتماديات أكثر من اللازم، أو إذا لم تكن العملية الحسابية مكلفة حقًا، فقد لا يوفر useMemo فائدة كبيرة في الأداء، أو قد يضيف عبئًا إضافيًا.

أفضل الممارسات لتعريف الاعتماديات

يتطلب صياغة مصفوفة الاعتمادية الصحيحة دراسة متأنية. إليك بعض أفضل الممارسات الأساسية:

١. قم بتضمين جميع القيم المستخدمة في الدالة المخزنة مؤقتًا

هذه هي القاعدة الذهبية. يجب تضمين أي متغير أو خاصية أو حالة تتم قراءتها داخل الدالة المخزنة مؤقتًا في مصفوفة الاعتمادية. تعتبر قواعد التدقيق اللغوي لـ React (تحديدًا react-hooks/exhaustive-deps) لا تقدر بثمن هنا. فهي تحذرك تلقائيًا إذا فاتتك اعتمادية.

مثال:

function MyComponent({ user, settings }) {
  const userName = user.name;
  const showWelcomeMessage = settings.showWelcome;

  const welcomeMessage = useMemo(() => {
    // تعتمد هذه العملية الحسابية على userName و showWelcomeMessage
    if (showWelcomeMessage) {
      return `Welcome, ${userName}!`;
    } else {
      return "Welcome!";
    }
  }, [userName, showWelcomeMessage]); // يجب تضمين كليهما

  return (
    
      {welcomeMessage}
      {/* ... JSX آخر ... */}
    
  );
}

في هذا المثال، يتم استخدام كل من userName و showWelcomeMessage داخل دالة useMemo. لذلك، يجب تضمينهما في مصفوفة الاعتمادية. إذا تغيرت أي من هاتين القيمتين، فسيتم إعادة حساب welcomeMessage.

٢. فهم المساواة المرجعية للكائنات والمصفوفات

تتم مقارنة الأنواع الأولية (السلاسل النصية، الأرقام، القيم المنطقية، null، undefined، الرموز) حسب القيمة. ومع ذلك، تتم مقارنة الكائنات والمصفوفات حسب المرجع. هذا يعني أنه حتى لو كان لكائن أو مصفوفة نفس المحتويات، إذا كانت نسخة جديدة، فستعتبرها React تغييرًا.

السيناريو ١: تمرير كائن/مصفوفة حرفية جديدة

إذا قمت بتمرير كائن أو مصفوفة حرفية جديدة مباشرة كخاصية إلى مكون فرعي مخزن مؤقتًا أو استخدمتها داخل عملية حسابية مخزنة مؤقتًا، فسيؤدي ذلك إلى إعادة تصيير أو إعادة حساب في كل عملية تصيير للمكون الأصلي، مما يلغي فوائد التخزين المؤقت.

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

  // هذا ينشئ كائنًا جديدًا في كل عملية تصيير
  const styleOptions = { backgroundColor: 'blue', padding: 10 };

  return (
    
      
      
      {/* إذا تم تخزين ChildComponent مؤقتًا، فسيعاد تصييره بشكل غير ضروري */}
    
  );
}

const ChildComponent = React.memo(({ data }) => {
  console.log('ChildComponent rendered');
  return Child;
});

لمنع ذلك، قم بتخزين الكائن أو المصفوفة نفسها مؤقتًا إذا كانت مشتقة من خصائص أو حالة لا تتغير كثيرًا، أو إذا كانت اعتمادية لخطاف آخر.

مثال على استخدام useMemo للكائن/المصفوفة:

function ParentComponent() {
  const [count, setCount] = React.useState(0);
  const baseStyles = { padding: 10 };

  // قم بتخزين الكائن مؤقتًا إذا كانت اعتمادياته (مثل baseStyles) لا تتغير كثيرًا.
  // إذا كانت baseStyles مشتقة من الخصائص، فسيتم تضمينها في مصفوفة الاعتمادية.
  const styleOptions = React.useMemo(() => ({
    ...baseStyles, // بافتراض أن baseStyles مستقرة أو مخزنة مؤقتًا بنفسها
    backgroundColor: 'blue'
  }), [baseStyles]); // قم بتضمين baseStyles إذا لم تكن حرفية أو يمكن أن تتغير

  return (
    
      
      
    
  );
}

const ChildComponent = React.memo(({ data }) => {
  console.log('ChildComponent rendered');
  return Child;
});

في هذا المثال المصحح، يتم تخزين styleOptions مؤقتًا. إذا لم يتغير baseStyles (أو أي شيء يعتمد عليه `baseStyles`)، فستبقى styleOptions نفس النسخة، مما يمنع عمليات إعادة التصيير غير الضرورية لـ ChildComponent.

٣. تجنب استخدام `useMemo` على كل قيمة

التخزين المؤقت ليس مجانيًا. إنه ينطوي على عبء ذاكرة لتخزين القيمة المخزنة وتكلفة حسابية صغيرة للتحقق من الاعتماديات. استخدم useMemo بحكمة، فقط عندما تكون العملية الحسابية مكلفة بشكل واضح أو عندما تحتاج إلى الحفاظ على المساواة المرجعية لأغراض التحسين (على سبيل المثال، مع React.memo، useEffect، أو خطافات أخرى).

متى لا يجب استخدام useMemo:

الحسابات البسيطة التي يتم تنفيذها بسرعة كبيرة.
القيم المستقرة بالفعل (على سبيل المثال، الخصائص الأولية التي لا تتغير كثيرًا).

مثال على استخدام useMemo غير الضروري:

function SimpleComponent({ name }) {
  // هذه العملية الحسابية تافهة ولا تحتاج إلى تخزين مؤقت.
  // من المحتمل أن يكون العبء الإضافي لـ useMemo أكبر من الفائدة.
  const greeting = `Hello, ${name}`;

  return {greeting};
}

٤. تخزين البيانات المشتقة مؤقتًا

نمط شائع هو اشتقاق بيانات جديدة من الخصائص أو الحالة الحالية. إذا كان هذا الاشتقاق مكثفًا من الناحية الحسابية، فهو مرشح مثالي لـ useMemo.

مثال: تصفية وفرز قائمة كبيرة

function ProductList({ products }) {
  const [filterText, setFilterText] = React.useState('');
  const [sortOrder, setSortOrder] = React.useState('asc');

  const filteredAndSortedProducts = useMemo(() => {
    console.log('Filtering and sorting products...');
    let result = products.filter(product =>
      product.name.toLowerCase().includes(filterText.toLowerCase())
    );

    result.sort((a, b) => {
      if (sortOrder === 'asc') {
        return a.price - b.price;
      } else {
        return b.price - a.price;
      }
    });
    return result;
  }, [products, filterText, sortOrder]); // تم تضمين جميع الاعتماديات

  return (
    
       setFilterText(e.target.value)}
      />
      
      
        {filteredAndSortedProducts.map(product => (
          
            {product.name} - ${product.price}
          
        ))}
      
    
  );
}

في هذا المثال، يمكن أن يكون تصفية وفرز قائمة كبيرة محتملة من المنتجات مستهلكًا للوقت. من خلال تخزين النتيجة مؤقتًا، نضمن أن هذه العملية لا تعمل إلا عندما تتغير قائمة products أو filterText أو sortOrder بالفعل، بدلاً من كل عملية إعادة تصيير لـ ProductList.

٥. التعامل مع الدوال كاعتماديات

إذا كانت دالتك المخزنة مؤقتًا تعتمد على دالة أخرى معرفة داخل المكون، فيجب أيضًا تضمين تلك الدالة في مصفوفة الاعتمادية. ومع ذلك، إذا تم تعريف دالة بشكل مباشر داخل المكون، فإنها تحصل على مرجع جديد في كل عملية تصيير، على غرار الكائنات والمصفوفات التي تم إنشاؤها باستخدام الحرفيات.

لتجنب المشاكل مع الدوال المعرفة بشكل مباشر، يجب عليك تخزينها مؤقتًا باستخدام useCallback.

مثال مع useCallback و useMemo:

function UserProfile({ userId }) {
  const [user, setUser] = React.useState(null);

  // قم بتخزين دالة جلب البيانات مؤقتًا باستخدام useCallback
  const fetchUserData = React.useCallback(async () => {
    const response = await fetch(`/api/users/${userId}`);
    const data = await response.json();
    setUser(data);
  }, [userId]); // تعتمد fetchUserData على userId

  // قم بتخزين معالجة بيانات المستخدم مؤقتًا
  const userDisplayName = React.useMemo(() => {
    if (!user) return 'Loading...';
    // معالجة بيانات المستخدم قد تكون مكلفة
    return `${user.firstName} ${user.lastName} (${user.username})`;
  }, [user]); // يعتمد userDisplayName على كائن المستخدم

  // استدعاء fetchUserData عند تحميل المكون أو تغيير userId
  React.useEffect(() => {
    fetchUserData();
  }, [fetchUserData]); // fetchUserData هي اعتمادية لـ useEffect

  return (
    
      {userDisplayName}
      {/* ... تفاصيل المستخدم الأخرى ... */}
    
  );
}

في هذا السيناريو:

يتم تخزين fetchUserData مؤقتًا باستخدام useCallback لأنها معالج حدث/دالة قد يتم تمريرها إلى مكونات فرعية أو استخدامها في مصفوفات الاعتمادية (كما في useEffect). تحصل على مرجع جديد فقط إذا تغير userId.
يتم تخزين userDisplayName مؤقتًا باستخدام useMemo لأن حسابها يعتمد على كائن user.
يعتمد useEffect على fetchUserData. نظرًا لأن fetchUserData مخزنة مؤقتًا بواسطة useCallback، فإن useEffect سيعمل مرة أخرى فقط إذا تغير مرجع fetchUserData (وهو ما يحدث فقط عند تغيير userId)، مما يمنع جلب البيانات الزائد عن الحاجة.

٦. حذف مصفوفة الاعتمادية: `useMemo(() => compute(), [])`

إذا قمت بتوفير مصفوفة فارغة [] كمصفوفة اعتمادية، فسيتم تنفيذ الدالة مرة واحدة فقط عند تحميل المكون، وسيتم تخزين النتيجة مؤقتًا إلى أجل غير مسمى.

const initialConfig = useMemo(() => {
  // تعمل هذه العملية الحسابية مرة واحدة فقط عند التحميل
  return loadInitialConfiguration();
}, []); // مصفوفة اعتمادية فارغة

هذا مفيد للقيم الثابتة حقًا ولا تحتاج أبدًا إلى إعادة حسابها طوال دورة حياة المكون.

٧. حذف مصفوفة الاعتمادية بالكامل: `useMemo(() => compute())`

إذا حذفت مصفوفة الاعتمادية تمامًا، فسيتم تنفيذ الدالة في كل عملية تصيير. هذا يعطل التخزين المؤقت بشكل فعال ولا يوصى به عمومًا إلا إذا كان لديك حالة استخدام محددة جدًا ونادرة. إنه يعادل وظيفيًا مجرد استدعاء الدالة مباشرة بدون useMemo.

الأخطاء الشائعة وكيفية تجنبها

حتى مع أخذ أفضل الممارسات في الاعتبار، يمكن للمطورين الوقوع في أفخاخ شائعة:

الخطأ الأول: الاعتماديات المفقودة

المشكلة: نسيان تضمين متغير مستخدم داخل الدالة المخزنة مؤقتًا. هذا يؤدي إلى بيانات قديمة وأخطاء دقيقة.

الحل: استخدم دائمًا حزمة eslint-plugin-react-hooks مع تمكين قاعدة exhaustive-deps. ستلتقط هذه القاعدة معظم الاعتماديات المفقودة.

الخطأ الثاني: الإفراط في التخزين المؤقت

المشكلة: تطبيق useMemo على حسابات بسيطة أو قيم لا تستدعي العبء الإضافي. هذا يمكن أن يجعل الأداء أسوأ في بعض الأحيان.

الحل: قم بتحليل أداء تطبيقك. استخدم أدوات مطوري React لتحديد اختناقات الأداء. قم بالتخزين المؤقت فقط عندما تفوق الفائدة التكلفة. ابدأ بدون تخزين مؤقت وأضفه إذا أصبح الأداء مشكلة.

الخطأ الثالث: التخزين المؤقت غير الصحيح للكائنات/المصفوفات

المشكلة: إنشاء كائنات/مصفوفات حرفية جديدة داخل الدالة المخزنة مؤقتًا أو تمريرها كاعتماديات دون تخزينها مؤقتًا أولاً.

الحل: فهم المساواة المرجعية. قم بتخزين الكائنات والمصفوفات مؤقتًا باستخدام useMemo إذا كان إنشاؤها مكلفًا أو إذا كان استقرارها حاسمًا لتحسينات المكونات الفرعية.

الخطأ الرابع: تخزين الدوال مؤقتًا بدون `useCallback`

المشكلة: استخدام useMemo لتخزين دالة مؤقتًا. في حين أنه ممكن تقنيًا (useMemo(() => () => {...}, [...]))، فإن useCallback هو الخطاف الاصطلاحي والأكثر صحة من الناحية الدلالية لتخزين الدوال مؤقتًا.

الحل: استخدم useCallback(fn, deps) عندما تحتاج إلى تخزين دالة نفسها مؤقتًا. استخدم useMemo(() => fn(), deps) عندما تحتاج إلى تخزين *نتيجة* استدعاء دالة مؤقتًا.

متى نستخدم `useMemo`: شجرة قرارات

لمساعدتك في تحديد متى يجب استخدام useMemo، ضع في اعتبارك ما يلي:

هل العملية الحسابية مكلفة من الناحية الحاسوبية؟
- نعم: انتقل إلى السؤال التالي.
- لا: تجنب useMemo.
هل يجب أن تكون نتيجة هذه العملية الحسابية مستقرة عبر عمليات التصيير لمنع إعادة تصيير المكونات الفرعية غير الضرورية (على سبيل المثال، عند استخدامها مع React.memo)؟
- نعم: انتقل إلى السؤال التالي.
- لا: تجنب useMemo (إلا إذا كانت العملية الحسابية مكلفة جدًا وتريد تجنبها في كل عملية تصيير، حتى لو لم تعتمد المكونات الفرعية بشكل مباشر على استقرارها).
هل تعتمد العملية الحسابية على الخصائص (props) أو الحالة (state)؟
- نعم: قم بتضمين جميع الخصائص ومتغيرات الحالة المعتمدة في مصفوفة الاعتمادية. تأكد من أن الكائنات/المصفوفات المستخدمة في العملية الحسابية أو الاعتماديات مخزنة مؤقتًا أيضًا إذا تم إنشاؤها بشكل مباشر.
- لا: قد تكون العملية الحسابية مناسبة لمصفوفة اعتمادية فارغة [] إذا كانت ثابتة ومكلفة حقًا، أو يمكن نقلها خارج المكون إذا كانت عالمية حقًا.

اعتبارات عالمية لأداء React

عند بناء تطبيقات لجمهور عالمي، تصبح اعتبارات الأداء أكثر أهمية. يصل المستخدمون في جميع أنحاء العالم إلى التطبيقات من مجموعة واسعة من ظروف الشبكة وإمكانيات الأجهزة والمواقع الجغرافية.

سرعات الشبكة المتفاوتة: يمكن أن تؤدي اتصالات الإنترنت البطيئة أو غير المستقرة إلى تفاقم تأثير جافاسكريبت غير المحسن وإعادة التصيير المتكررة. يساعد التخزين المؤقت على ضمان إنجاز عمل أقل من جانب العميل، مما يقلل من الضغط على المستخدمين ذوي النطاق الترددي المحدود.
قدرات الأجهزة المتنوعة: لا يمتلك جميع المستخدمين أحدث الأجهزة عالية الأداء. على الأجهزة الأقل قوة (مثل الهواتف الذكية القديمة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة الاقتصادية)، يمكن أن يؤدي العبء الإضافي للحسابات غير الضرورية إلى تجربة بطيئة بشكل ملحوظ.
التصيير من جانب العميل (CSR) مقابل التصيير من جانب الخادم (SSR) / إنشاء المواقع الثابتة (SSG): بينما يقوم useMemo بشكل أساسي بتحسين التصيير من جانب العميل، فإن فهم دوره بالاقتران مع SSR/SSG أمر مهم. على سبيل المثال، قد يتم تمرير البيانات التي يتم جلبها من جانب الخادم كخصائص، ويظل تخزين البيانات المشتقة مؤقتًا على العميل أمرًا بالغ الأهمية.
التدويل (i18n) والتعريب (l10n): على الرغم من عدم ارتباطه المباشر بصيغة useMemo، إلا أن منطق i18n المعقد (مثل تنسيق التواريخ أو الأرقام أو العملات بناءً على الإعدادات المحلية) يمكن أن يكون مكثفًا من الناحية الحسابية. يضمن تخزين هذه العمليات مؤقتًا عدم إبطاء تحديثات واجهة المستخدم. على سبيل المثال، يمكن أن يستفيد تنسيق قائمة كبيرة من الأسعار المترجمة بشكل كبير من useMemo.

من خلال تطبيق أفضل ممارسات التخزين المؤقت، تساهم في بناء تطبيقات أكثر سهولة في الوصول وأداءً للجميع، بغض النظر عن موقعهم أو الجهاز الذي يستخدمونه.

الخاتمة

useMemo هو أداة قوية في ترسانة مطور React لتحسين الأداء عن طريق تخزين نتائج الحسابات مؤقتًا. يكمن مفتاح إطلاق إمكاناته الكاملة في الفهم الدقيق والتنفيذ الصحيح لمصفوفة الاعتمادية الخاصة به. من خلال الالتزام بأفضل الممارسات - بما في ذلك تضمين جميع الاعتماديات الضرورية، وفهم المساواة المرجعية، وتجنب الإفراط في التخزين المؤقت، واستخدام useCallback للدوال - يمكنك ضمان أن تكون تطبيقاتك فعالة وقوية.

تذكر، تحسين الأداء عملية مستمرة. قم دائمًا بتحليل أداء تطبيقك، وتحديد الاختناقات الفعلية، وتطبيق التحسينات مثل useMemo بشكل استراتيجي. مع التطبيق الدقيق، سيساعدك useMemo على بناء تطبيقات React أسرع وأكثر استجابة وقابلية للتطوير تسعد المستخدمين في جميع أنحاء العالم.

النقاط الرئيسية:

استخدم useMemo للحسابات المكلفة والاستقرار المرجعي.
قم بتضمين جميع القيم التي تتم قراءتها داخل الدالة المخزنة مؤقتًا في مصفوفة الاعتمادية.
استفد من قاعدة ESLint exhaustive-deps.
كن على دراية بالمساواة المرجعية للكائنات والمصفوفات.
استخدم useCallback لتخزين الدوال مؤقتًا.
تجنب التخزين المؤقت غير الضروري؛ قم بتحليل الكود الخاص بك.

إتقان useMemo واعتمادياته هو خطوة مهمة نحو بناء تطبيقات React عالية الجودة وعالية الأداء مناسبة لقاعدة مستخدمين عالمية.