العرض من جانب الخادم: ترطيب جافا سكريبت وتأثير الأداء

أصبح العرض من جانب الخادم (SSR) حجر الزاوية في تطوير الويب الحديث، حيث يقدم مزايا كبيرة في الأداء، وتحسين محركات البحث (SEO)، وتجربة المستخدم. ومع ذلك، فإن عملية ترطيب جافا سكريبت، التي تجلب المحتوى المعروض من جانب الخادم إلى الحياة على جانب العميل، يمكن أن تتسبب أيضًا في حدوث اختناقات في الأداء. تقدم هذه المقالة نظرة عامة شاملة على SSR، وعملية الترطيب، وتأثيرها المحتمل على الأداء، واستراتيجيات التحسين.

ما هو العرض من جانب الخادم؟

العرض من جانب الخادم هو تقنية يتم فيها عرض محتوى تطبيق الويب على الخادم قبل إرساله إلى متصفح العميل. بخلاف العرض من جانب العميل (CSR)، حيث يقوم المتصفح بتنزيل صفحة HTML صغيرة ثم يعرض المحتوى باستخدام جافا سكريبت، يرسل SSR صفحة HTML معروضة بالكامل. يوفر هذا العديد من المزايا الرئيسية:

• تحسين محركات البحث: يمكن لبرامج زحف محركات البحث فهرسة المحتوى المعروض بالكامل بسهولة، مما يؤدي إلى تحسين ترتيب محركات البحث.
• سرعة عرض أول محتوى (FCP): يرى المستخدمون المحتوى معروضًا على الفور تقريبًا، مما يحسن الأداء الملحوظ وتجربة المستخدم.
• أداء أفضل على الأجهزة منخفضة الطاقة: يتعامل الخادم مع العرض، مما يقلل العبء على جهاز العميل، مما يجعل التطبيق متاحًا للمستخدمين الذين لديهم أجهزة أقدم أو أقل قوة.
• مشاركة اجتماعية محسّنة: يمكن لمنصات التواصل الاجتماعي استخراج البيانات الوصفية وعرض معاينات للمحتوى بسهولة.

جعلت أطر العمل مثل Next.js (React) و Angular Universal (Angular) و Nuxt.js (Vue.js) تنفيذ SSR أسهل بكثير، حيث تجرد العديد من التعقيدات التي تنطوي عليها.

فهم ترطيب جافا سكريبت

بينما يوفر SSR HTML المعروض الأولي، فإن ترطيب جافا سكريبت هو العملية التي تجعل المحتوى المعروض تفاعليًا. وهو ينطوي على إعادة تنفيذ كود جافا سكريبت على جانب العميل الذي تم تنفيذه في البداية على الخادم. تقوم هذه العملية بإرفاق مستمعي الأحداث، وتأسيس حالة المكون، والسماح للتطبيق بالاستجابة لتفاعلات المستخدم.

إليك تفصيل لعملية الترطيب النموذجية:

1. تنزيل HTML: يقوم المتصفح بتنزيل HTML من الخادم. يحتوي HTML هذا على المحتوى المعروض الأولي.
2. تنزيل جافا سكريبت وتحليلها: يقوم المتصفح بتنزيل وتحليل ملفات جافا سكريبت المطلوبة للتطبيق.
3. الترطيب: يعيد إطار عمل جافا سكريبت (على سبيل المثال، React، Angular، Vue.js) عرض التطبيق على جانب العميل، ومطابقة بنية DOM من HTML المعروض من جانب الخادم. تقوم هذه العملية بإرفاق مستمعي الأحداث وتهيئة حالة التطبيق.
4. تطبيق تفاعلي: بمجرد اكتمال الترطيب، يصبح التطبيق تفاعليًا بالكامل ويستجيب لإدخال المستخدم.

من المهم أن نفهم أن الترطيب ليس مجرد "إرفاق مستمعي الأحداث". إنها عملية إعادة عرض كاملة. يقارن إطار العمل DOM المعروض من جانب الخادم مع DOM المعروض من جانب العميل، ويقوم بتصحيح أي اختلافات. حتى إذا كان الخادم والعميل يقدمان نفس الإخراج *تمامًا*، فإن هذه العملية *تستغرق وقتًا*.

تأثير الأداء للترطيب

في حين أن SSR يوفر مزايا أداء أولية، فإن الترطيب غير المحسن بشكل سيئ يمكن أن يلغي هذه المزايا بل ويقدم مشاكل أداء جديدة. تتضمن بعض مشكلات الأداء الشائعة المرتبطة بالترطيب ما يلي:

• زيادة الوقت اللازم للتفاعل (TTI): إذا استغرق الترطيب وقتًا طويلاً، فقد يبدو التطبيق وكأنه يتحمل بسرعة (نظرًا لـ SSR)، ولكن لا يمكن للمستخدمين التفاعل معه حتى يكتمل الترطيب. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تجربة مستخدم محبطة.
• اختناقات وحدة المعالجة المركزية من جانب العميل: الترطيب هو عملية مكثفة لوحدة المعالجة المركزية. يمكن للتطبيقات المعقدة التي تحتوي على أشجار مكونات كبيرة أن تضغط على وحدة المعالجة المركزية للعميل، مما يؤدي إلى أداء بطيء، خاصة على الأجهزة المحمولة.
• حجم حزمة جافا سكريبت: تزيد حزم جافا سكريبت الكبيرة من أوقات التنزيل والتحليل، مما يؤخر بدء عملية الترطيب. تزيد الحزم المتضخمة أيضًا من استخدام الذاكرة.
• وميض المحتوى غير المصمم (FOUC) أو وميض المحتوى غير الصحيح (FOIC): في بعض الحالات، قد تكون هناك فترة وجيزة يختلف فيها تصميمات أو محتوى جانب العميل عن HTML المعروض من جانب الخادم، مما يؤدي إلى تناقضات بصرية. هذا أكثر انتشارًا عندما تغير حالة جانب العميل واجهة المستخدم بشكل كبير بعد الترطيب.
• مكتبات الطرف الثالث: يمكن أن يؤدي استخدام عدد كبير من مكتبات الطرف الثالث إلى زيادة حجم حزمة جافا سكريبت وتأثير أداء الترطيب بشكل كبير.

مثال: موقع ويب تجارة إلكترونية معقد

تخيل موقع ويب للتجارة الإلكترونية مع الآلاف من المنتجات. يتم عرض صفحات قائمة المنتجات باستخدام SSR لتحسين تحسين محركات البحث ووقت التحميل الأولي. ومع ذلك، تحتوي كل بطاقة منتج على عناصر تفاعلية مثل أزرار "إضافة إلى عربة التسوق" وتقييمات النجوم وخيارات العرض السريع. إذا لم يتم تحسين كود جافا سكريبت المسؤول عن هذه العناصر التفاعلية، فقد تصبح عملية الترطيب بمثابة عنق الزجاجة. قد يرى المستخدمون قوائم المنتجات بسرعة، ولكن قد يكون النقر على زر "إضافة إلى عربة التسوق" غير مستجيب لعدة ثوانٍ حتى يكتمل الترطيب.

استراتيجيات لتحسين أداء الترطيب

للتخفيف من تأثير الأداء للترطيب، ضع في اعتبارك استراتيجيات التحسين التالية:

1. تقليل حجم حزمة جافا سكريبت

كلما كانت حزمة جافا سكريبت أصغر، كان المتصفح أسرع في تنزيل التعليمات البرمجية وتحليلها وتنفيذها. فيما يلي بعض التقنيات لتقليل حجم الحزمة:

• تقسيم التعليمات البرمجية: قسّم التطبيق إلى أجزاء أصغر يتم تحميلها عند الطلب. يضمن هذا أن يقوم المستخدمون بتنزيل التعليمات البرمجية الضرورية فقط للصفحة أو الميزة الحالية. توفر أطر العمل مثل React (مع `React.lazy` و `Suspense`) و Vue.js (مع عمليات الاستيراد الديناميكية) دعمًا مضمنًا لتقسيم التعليمات البرمجية. يوفر Webpack ومجمّعات أخرى أيضًا إمكانات تقسيم التعليمات البرمجية.
• اهتزاز الشجرة: قم بإزالة التعليمات البرمجية غير المستخدمة من حزمة جافا سكريبت. يمكن للمجمّعات الحديثة مثل Webpack و Parcel إزالة التعليمات البرمجية المعطلة تلقائيًا أثناء عملية الإنشاء. تأكد من كتابة التعليمات البرمجية الخاصة بك في وحدات ES (باستخدام `import` و `export`) لتمكين اهتزاز الشجرة.
• التصغير والضغط: قلل من حجم ملفات جافا سكريبت عن طريق إزالة الأحرف غير الضرورية (التصغير) وضغط الملفات باستخدام gzip أو Brotli. تحتوي معظم المجمّعات على دعم مضمن للتصغير، ويمكن تهيئة خوادم الويب لضغط الملفات.
• إزالة التبعيات غير الضرورية: راجع بعناية تبعيات مشروعك وقم بإزالة أي مكتبات غير ضرورية. ضع في اعتبارك استخدام بدائل أصغر وأخف وزنًا للمهام الشائعة. يمكن أن تساعدك أدوات مثل `bundle-analyzer` في تصور حجم كل تبعية في الحزمة الخاصة بك.
• استخدم هياكل البيانات والخوارزميات الفعالة: اختر هياكل البيانات والخوارزميات بعناية لتقليل استخدام الذاكرة ومعالجة وحدة المعالجة المركزية أثناء الترطيب. على سبيل المثال، ضع في اعتبارك استخدام هياكل بيانات غير قابلة للتغيير لتجنب عمليات إعادة العرض غير الضرورية.

2. الترطيب التدريجي

يتضمن الترطيب التدريجي ترطيب المكونات التفاعلية المرئية على الشاشة فقط في البداية. يتم ترطيب المكونات المتبقية عند الطلب، عندما يقوم المستخدم بالتمرير أو التفاعل معها. يقلل هذا بشكل كبير من وقت الترطيب الأولي ويحسن TTI.

توفر أطر العمل مثل React ميزات تجريبية مثل الترطيب الانتقائي الذي يسمح لك بالتحكم في الأجزاء التي يتم ترطيبها من التطبيق وبأي ترتيب. يمكن استخدام مكتبات مثل `react-intersection-observer` لتشغيل الترطيب عندما تصبح المكونات مرئية في منفذ العرض.

3. الترطيب الجزئي

يأخذ الترطيب الجزئي الترطيب التدريجي خطوة أخرى إلى الأمام عن طريق ترطيب الأجزاء التفاعلية فقط من المكون، وترك الأجزاء الثابتة غير مرطبة. هذا مفيد بشكل خاص للمكونات التي تحتوي على عناصر تفاعلية وغير تفاعلية.

على سبيل المثال، في منشور مدونة، قد تقوم فقط بترطيب قسم التعليقات وزر الإعجاب، مع ترك محتوى المقالة غير مرطب. يمكن أن يقلل هذا بشكل كبير من نفقات الترطيب.

يتطلب تحقيق الترطيب الجزئي عادةً تصميمًا دقيقًا للمكون واستخدام تقنيات مثل بنية الجزر، حيث يتم ترطيب "الجزر" التفاعلية الفردية تدريجيًا داخل بحر من المحتوى الثابت.

4. SSR المتدفق

بدلاً من انتظار عرض الصفحة بأكملها على الخادم قبل إرسالها إلى العميل، يرسل SSR المتدفق HTML على شكل أجزاء أثناء عرضها. يتيح ذلك للمتصفح بدء تحليل المحتوى وعرضه في وقت أقرب، مما يحسن الأداء الملحوظ.

قدم React 18 دعم SSR المتدفق، مما يسمح لك بتدفق HTML وترطيب التطبيق تدريجيًا.

5. تحسين كود جانب العميل

حتى مع SSR، فإن أداء كود جانب العميل أمر بالغ الأهمية للترطيب والتفاعلات اللاحقة. ضع في اعتبارك تقنيات التحسين التالية:

• معالجة الأحداث الفعالة: تجنب إرفاق مستمعي الأحداث بالعنصر الجذر. بدلاً من ذلك، استخدم تفويض الأحداث لإرفاق المستمعين بعنصر أصل والتعامل مع الأحداث لأطفاله. يقلل هذا من عدد مستمعي الأحداث ويحسن الأداء.
• إزالة الارتداد والخانق: حدد المعدل الذي يتم به تنفيذ معالجات الأحداث، خاصة بالنسبة للأحداث التي يتم تشغيلها بشكل متكرر، مثل أحداث التمرير وتغيير الحجم وضغط المفاتيح. يؤخر الارتداد تنفيذ دالة حتى بعد مرور فترة معينة من الوقت منذ آخر مرة تم استدعاؤها فيها. يحد الخانق من المعدل الذي يمكن به تنفيذ دالة.
• المحاكاة الافتراضية: لعرض قوائم أو جداول كبيرة، استخدم تقنيات المحاكاة الافتراضية لعرض العناصر المرئية حاليًا فقط في منفذ العرض. يقلل هذا من كمية معالجة DOM ويحسن الأداء. توفر مكتبات مثل `react-virtualized` و `react-window` مكونات محاكاة افتراضية فعالة.
• التذكير: قم بتخزين نتائج استدعاءات الوظائف باهظة الثمن مؤقتًا وأعد استخدامها عندما تحدث نفس المدخلات مرة أخرى. يمكن استخدام خطافات React `useMemo` و `useCallback` لتذكر القيم والوظائف.
• عمال الويب: انقل المهام كثيفة الحساب إلى سلسلة رسائل خلفية باستخدام عمال الويب. يمنع هذا السلسلة الرئيسية من التعرض للعرقلة ويحافظ على استجابة واجهة المستخدم.

6. التخزين المؤقت من جانب الخادم

يمكن أن يؤدي تخزين HTML المعروض مؤقتًا على الخادم إلى تقليل عبء العمل على الخادم بشكل كبير وتحسين أوقات الاستجابة. نفذ استراتيجيات التخزين المؤقت على مستويات مختلفة، مثل:

• تخزين الصفحة مؤقتًا: قم بتخزين إخراج HTML بالكامل لمسارات محددة مؤقتًا.
• تخزين الأجزاء مؤقتًا: قم بتخزين المكونات الفردية أو أجزاء الصفحة مؤقتًا.
• تخزين البيانات مؤقتًا: قم بتخزين البيانات التي تم جلبها من قواعد البيانات أو واجهات برمجة التطبيقات مؤقتًا.

استخدم شبكة توصيل المحتوى (CDN) لتخزين وتوزيع الأصول الثابتة و HTML المعروض مؤقتًا للمستخدمين حول العالم. يمكن لشبكات CDN أن تقلل بشكل كبير من زمن الوصول وتحسين الأداء للمستخدمين المنتشرين جغرافيًا. توفر خدمات مثل Cloudflare و Akamai و AWS CloudFront إمكانات CDN.

7. تقليل حالة جانب العميل

كلما زادت حالة جانب العميل التي تحتاج إلى إدارتها أثناء الترطيب، كلما استغرقت العملية وقتًا أطول. ضع في اعتبارك الاستراتيجيات التالية لتقليل حالة جانب العميل:

• اشتق الحالة من الدعائم: متى أمكن، اشتق الحالة من الدعائم بدلاً من الاحتفاظ بمتغيرات حالة منفصلة. يبسط هذا منطق المكون ويقلل من كمية البيانات التي يجب ترطيبها.
• استخدم حالة جانب الخادم: إذا كانت هناك حاجة إلى قيم حالة معينة فقط للعرض، ففكر في تمريرها من الخادم كدعائم بدلاً من إدارتها على العميل.
• تجنب عمليات إعادة العرض غير الضرورية: قم بإدارة تحديثات المكونات بعناية لتجنب عمليات إعادة العرض غير الضرورية. استخدم تقنيات مثل `React.memo` و `shouldComponentUpdate` لمنع المكونات من إعادة العرض عندما لم تتغير الدعائم الخاصة بها.

8. مراقبة وقياس الأداء

راقب وقم بقياس أداء تطبيق SSR الخاص بك بانتظام لتحديد الاختناقات المحتملة وتتبع فعالية جهود التحسين التي تبذلها. استخدم أدوات مثل:

• Chrome DevTools: يوفر رؤى تفصيلية حول تحميل كود جافا سكريبت وعرضه وتنفيذه. استخدم لوحة الأداء لملف تعريف عملية الترطيب وتحديد مجالات التحسين.
• Lighthouse: أداة آلية لتدقيق أداء صفحات الويب وإمكانية الوصول إليها وتحسين محركات البحث. يقدم Lighthouse توصيات لتحسين أداء الترطيب.
• WebPageTest: أداة اختبار أداء موقع الويب توفر مقاييس وتصورات تفصيلية لعملية التحميل.
• مراقبة المستخدم الحقيقي (RUM): اجمع بيانات الأداء من المستخدمين الحقيقيين لفهم تجاربهم وتحديد مشكلات الأداء في البرية. توفر خدمات مثل New Relic و Datadog و Sentry إمكانات RUM.

ما وراء جافا سكريبت: استكشاف بدائل للترطيب

في حين أن ترطيب جافا سكريبت هو الأسلوب القياسي لجعل محتوى SSR تفاعليًا، إلا أن الاستراتيجيات البديلة تظهر التي تهدف إلى تقليل أو إلغاء الحاجة إلى الترطيب:

• بنية الجزر: كما ذكرنا سابقًا، تركز بنية الجزر على بناء صفحات الويب كمجموعة من "الجزر" المستقلة والتفاعلية داخل بحر من HTML الثابت. يتم ترطيب كل جزيرة بشكل مستقل، مما يقلل من تكلفة الترطيب الإجمالية. تتبنى أطر العمل مثل Astro هذا النهج.
• مكونات الخادم (React): تسمح لك مكونات خادم React (RSCs) بعرض المكونات بالكامل على الخادم، دون إرسال أي جافا سكريبت إلى العميل. يتم إرسال الإخراج المعروض فقط، مما يلغي الحاجة إلى الترطيب لتلك المكونات. RSCs مناسبة بشكل خاص للأقسام الغنية بالمحتوى في التطبيق.
• التحسين التدريجي: تقنية تطوير ويب تقليدية تركز على بناء موقع ويب وظيفي باستخدام HTML و CSS و JavaScript الأساسية، ثم تحسين تجربة المستخدم تدريجيًا بميزات أكثر تقدمًا. يضمن هذا النهج إمكانية الوصول إلى موقع الويب لجميع المستخدمين، بغض النظر عن إمكانات المتصفح أو ظروف الشبكة.

الخلاصة

يوفر العرض من جانب الخادم مزايا كبيرة لتحسين محركات البحث ووقت التحميل الأولي وتجربة المستخدم. ومع ذلك، يمكن أن يتسبب ترطيب جافا سكريبت في حدوث تحديات في الأداء إذا لم يتم تحسينه بشكل صحيح. من خلال فهم عملية الترطيب، وتنفيذ استراتيجيات التحسين الموضحة في هذه المقالة، واستكشاف الأساليب البديلة، يمكنك إنشاء تطبيقات ويب سريعة وتفاعلية وصديقة لمحركات البحث توفر تجربة مستخدم رائعة لجمهور عالمي. تذكر أن تراقب وتقيس أداء تطبيقك باستمرار للتأكد من أن جهود التحسين التي تبذلها فعالة وأنك تقدم أفضل تجربة ممكنة للمستخدمين، بغض النظر عن موقعهم أو جهازهم.