با کامپایل افزایشی در سیستم‌های ساخت فرانت‌اند آشنا شوید. بیاموزید چگونه ساخت مبتنی بر تغییر، جریان‌های کاری توسعه را برای بازخورد سریع‌تر و بهره‌وری بیشتر، به طور چشمگیری تسریع می‌کند.
کامپایل افزایشی در سیستم ساخت فرانت‌اند: ساخت مبتنی بر تغییر
در توسعه مدرن فرانت‌اند، سیستم‌های ساخت ابزارهای ضروری هستند. آن‌ها وظایفی مانند بسته‌بندی جاوااسکریپت، کامپایل CSS و بهینه‌سازی دارایی‌ها را خودکار می‌کنند و به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهند که به جای مدیریت فرآیندهای پیچیده ساخت، بر روی نوشتن کد تمرکز کنند. با این حال، با افزایش حجم و پیچیدگی پروژه‌ها، زمان ساخت می‌تواند به یک گلوگاه مهم تبدیل شود که بر بهره‌وری توسعه‌دهندگان تأثیر می‌گذارد و حلقه بازخورد را کند می‌کند. اینجاست که کامپایل افزایشی، به ویژه ساخت مبتنی بر تغییر، وارد عمل می‌شود.
کامپایل افزایشی چیست؟
کامپایل افزایشی یک تکنیک بهینه‌سازی فرآیند ساخت است که با هدف کاهش زمان ساخت، تنها بخش‌هایی از کدبیس را که از آخرین ساخت تغییر کرده‌اند، دوباره کامپایل می‌کند. به جای بازسازی کل برنامه از ابتدا در هر بار تغییر، سیستم ساخت تغییرات را تحلیل کرده و فقط ماژول‌های تحت تأثیر و وابستگی‌های آن‌ها را پردازش می‌کند. این کار به طور قابل توجهی حجم کار مورد نیاز برای هر ساخت را کاهش می‌دهد و منجر به زمان ساخت سریع‌تر و تجربه توسعه‌دهنده بهتری می‌شود.
این‌طور به آن فکر کنید: تصور کنید در حال پختن تعداد زیادی کلوچه هستید. اگر فقط یک ماده را تغییر دهید، کل دسته را دور نمی‌ریزید و از نو شروع نمی‌کنید. در عوض، دستور پخت را بر اساس ماده جدید تنظیم کرده و فقط بخش‌هایی را که نیاز به تغییر دارند، اصلاح می‌کنید. کامپایل افزایشی همین اصل را برای کدبیس شما به کار می‌گیرد.
ساخت مبتنی بر تغییر: یک پیاده‌سازی کلیدی از کامپایل افزایشی
ساخت مبتنی بر تغییر نوع خاصی از کامپایل افزایشی است که بر شناسایی و کامپایل مجدد فقط ماژول‌هایی که مستقیماً تحت تأثیر تغییرات کد قرار گرفته‌اند، تمرکز دارد. این روش برای ردیابی روابط بین ماژول‌ها و تعیین اینکه کدام بخش‌های برنامه هنگام تغییر یک فایل نیاز به بازسازی دارند، به گراف‌های وابستگی متکی است. این کار اغلب با استفاده از ناظران سیستم فایل انجام می‌شود که تغییرات فایل‌های منبع را شناسایی کرده و فرآیند ساخت را به صورت انتخابی فعال می‌کنند.
مزایای ساخت مبتنی بر تغییر
پیاده‌سازی ساخت مبتنی بر تغییر در سیستم ساخت فرانت‌اند شما چندین مزیت قابل توجه دارد:
۱. کاهش زمان ساخت
این مزیت اصلی است. با کامپایل مجدد تنها ماژول‌های ضروری، ساخت مبتنی بر تغییر به طور چشمگیری زمان ساخت را کاهش می‌دهد، به ویژه برای پروژه‌های بزرگ و پیچیده. این حلقه بازخورد سریع‌تر به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا سریع‌تر تکرار کنند، راه‌حل‌های مختلف را آزمایش کنند و در نهایت نرم‌افزار را سریع‌تر تحویل دهند.
۲. بهبود بهره‌وری توسعه‌دهندگان
انتظار برای تکمیل ساخت می‌تواند خسته‌کننده و مختل‌کننده فرآیند توسعه باشد. ساخت مبتنی بر تغییر این وقفه‌ها را به حداقل می‌رساند و به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا روی وظایف خود متمرکز بمانند و جریان کاری پربازده‌تری داشته باشند. تفاوت بین انتظار ۳۰ ثانیه‌ای پس از هر تغییر کوچک در مقابل انتظار ۲ ثانیه‌ای را تصور کنید. در طول یک روز، این صرفه‌جویی در زمان به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد.
۳. بهبود جایگزینی داغ ماژول (HMR)
جایگزینی داغ ماژول (HMR) قابلیتی است که به شما امکان می‌دهد ماژول‌ها را در مرورگر بدون بارگذاری مجدد کامل صفحه، به‌روزرسانی کنید. ساخت مبتنی بر تغییر، HMR را با اطمینان از اینکه فقط ماژول‌های اصلاح‌شده به‌روزرسانی می‌شوند، تکمیل می‌کند و در نتیجه تجربه توسعه سریع‌تر و روان‌تری را به ارمغان می‌آورد. این امر به ویژه برای حفظ وضعیت برنامه در حین توسعه مفید است، زیرا از نیاز به راه‌اندازی مجدد برنامه در هر بار تغییر جلوگیری می‌کند.
۴. مصرف منابع کمتر
با کاهش حجم کار مورد نیاز برای هر ساخت، ساخت مبتنی بر تغییر مصرف منابع را نیز کاهش می‌دهد. این امر می‌تواند به ویژه برای توسعه‌دهندگانی که بر روی دستگاه‌های با منابع محدود کار می‌کنند یا در محیط‌هایی که سرورهای ساخت بین چندین تیم به اشتراک گذاشته شده‌اند، مفید باشد. این برای حفظ یک محیط توسعه سالم و بهینه‌سازی هزینه‌ها مهم است.
نحوه عملکرد ساخت مبتنی بر تغییر
فرآیند ساخت مبتنی بر تغییر معمولاً شامل مراحل زیر است:
۱. ایجاد گراف وابستگی
سیستم ساخت، کدبیس را تحلیل کرده و یک گراف وابستگی ایجاد می‌کند که روابط بین ماژول‌ها را نشان می‌دهد. این گراف مشخص می‌کند که کدام ماژول‌ها به ماژول‌های دیگر وابسته هستند و به سیستم ساخت اجازه می‌دهد تا تأثیر تغییرات ایجاد شده در هر فایل را درک کند. ابزارهای ساخت مختلف از رویکردهای متفاوتی برای ایجاد این گراف‌های وابستگی استفاده می‌کنند.
مثال: در یک برنامه ساده React، کامپوننت `Header.js` ممکن است به کامپوننت `Logo.js` و کامپوننت `Navigation.js` وابسته باشد. گراف وابستگی این رابطه را منعکس می‌کند.
۲. نظارت بر سیستم فایل
سیستم ساخت از ناظران سیستم فایل برای نظارت بر تغییرات فایل‌های منبع استفاده می‌کند. هنگامی که یک فایل اصلاح می‌شود، ناظر یک بازسازی را فعال می‌کند. سیستم‌عامل‌های مدرن مکانیزم‌های کارآمدی برای تشخیص تغییرات سیستم فایل فراهم می‌کنند که سیستم‌های ساخت برای واکنش سریع به تغییرات کد از آن‌ها بهره می‌برند.
مثال: کتابخانه محبوب `chokidar` اغلب برای ارائه قابلیت‌های نظارت بر سیستم فایل بین پلتفرمی استفاده می‌شود.
۳. تشخیص تغییر و تحلیل تأثیر
پس از تشخیص یک تغییر، سیستم ساخت فایل اصلاح‌شده را تحلیل کرده و تعیین می‌کند که کدام ماژول‌های دیگر تحت تأثیر این تغییر قرار گرفته‌اند. این کار با پیمایش گراف وابستگی و شناسایی تمام ماژول‌هایی که به طور مستقیم یا غیرمستقیم به فایل اصلاح‌شده وابسته‌اند، انجام می‌شود. این مرحله برای اطمینان از اینکه تمام ماژول‌های لازم برای انعکاس دقیق تغییرات دوباره کامپایل می‌شوند، حیاتی است.
مثال: اگر `Logo.js` اصلاح شود، سیستم ساخت تشخیص می‌دهد که `Header.js` به آن وابسته است و نیاز به کامپایل مجدد دارد. اگر کامپوننت‌های دیگری به `Header.js` وابسته باشند، آن‌ها نیز برای کامپایل مجدد علامت‌گذاری می‌شوند.
۴. کامپایل مجدد انتخابی
سپس سیستم ساخت فقط ماژول‌هایی را که به عنوان تحت تأثیر تغییر شناسایی شده‌اند، دوباره کامپایل می‌کند. این کلید دستیابی به زمان ساخت سریع‌تر است، زیرا از نیاز به کامپایل مجدد کل برنامه جلوگیری می‌کند. ماژول‌های کامپایل‌شده سپس در بسته (bundle) به‌روزرسانی می‌شوند و تغییرات از طریق HMR یا بارگذاری مجدد کامل صفحه در مرورگر منعکس می‌شوند.
۵. مدیریت کش
برای بهینه‌سازی بیشتر زمان ساخت، سیستم‌های ساخت اغلب از مکانیزم‌های کش استفاده می‌کنند. نتایج کامپایل‌های قبلی در یک کش ذخیره می‌شوند و سیستم ساخت قبل از کامپایل مجدد یک ماژول، کش را بررسی می‌کند. اگر ماژول از آخرین ساخت تغییر نکرده باشد، سیستم ساخت می‌تواند به سادگی نتیجه کش‌شده را بازیابی کند و از نیاز به کامپایل مجدد به طور کامل جلوگیری کند. مدیریت مؤثر کش برای به حداکثر رساندن مزایای کامپایل افزایشی بسیار مهم است.
ابزارهای محبوب ساخت فرانت‌اند و قابلیت‌های کامپایل افزایشی آن‌ها
بسیاری از ابزارهای محبوب ساخت فرانت‌اند پشتیبانی قوی از کامپایل افزایشی و ساخت مبتنی بر تغییر ارائه می‌دهند. در اینجا چند نمونه قابل توجه آورده شده است:
۱. Webpack
Webpack یک بسته‌بند ماژول قدرتمند و همه‌کاره است که به طور گسترده در جامعه توسعه فرانت‌اند استفاده می‌شود. این ابزار از طریق حالت watch و قابلیت‌های HMR پشتیبانی عالی از کامپایل افزایشی ارائه می‌دهد. تحلیل گراف وابستگی Webpack به آن اجازه می‌دهد تا به طور کارآمد تغییرات را ردیابی کرده و فقط ماژول‌های ضروری را دوباره کامپایل کند. پیکربندی می‌تواند پیچیده باشد، اما مزایای آن در پروژه‌های بزرگ قابل توجه است. Webpack همچنین از کش پایدار برای سرعت بخشیدن بیشتر به ساخت‌ها پشتیبانی می‌کند.
قطعه کد مثال از پیکربندی Webpack:
module.exports = {
// ... other configurations
devServer: {
hot: true, // Enable HMR
},
cache: {
type: 'filesystem', // Use filesystem caching
buildDependencies: {
config: [__filename],
},
},
};
۲. Parcel
Parcel یک ابزار ساخت با پیکربندی صفر است که هدف آن ارائه یک تجربه توسعه روان و بصری است. این ابزار پشتیبانی داخلی از کامپایل افزایشی و HMR ارائه می‌دهد که شروع کار با ساخت مبتنی بر تغییر را آسان می‌کند. Parcel به طور خودکار تغییرات فایل‌های منبع را شناسایی کرده و فقط ماژول‌های تحت تأثیر را دوباره کامپایل می‌کند، بدون نیاز به هیچ پیکربندی دستی. Parcel به ویژه برای پروژه‌های کوچک تا متوسط که در آن‌ها سهولت استفاده در اولویت است، مفید می‌باشد.
۳. Rollup
Rollup یک بسته‌بند ماژول است که بر تولید بسته‌های بسیار بهینه برای کتابخانه‌ها و برنامه‌ها تمرکز دارد. این ابزار پشتیبانی عالی از کامپایل افزایشی و تکان دادن درخت (tree shaking) ارائه می‌دهد که به شما امکان می‌دهد کدهای مرده را حذف کرده و اندازه بسته‌های خود را کاهش دهید. سیستم پلاگین Rollup به شما امکان می‌دهد فرآیند ساخت را سفارشی کرده و با ابزارهای دیگر ادغام کنید.
۴. ESBuild
ESBuild یک بسته‌بند و کوچک‌کننده جاوااسکریپت بسیار سریع است که با زبان Go نوشته شده است. این ابزار در مقایسه با Webpack، Parcel و Rollup، به ویژه برای پروژه‌های بزرگتر، زمان ساخت بسیار سریع‌تری دارد. همچنین به طور بومی از کامپایل افزایشی و HMR پشتیبانی می‌کند و آن را به گزینه‌ای جذاب برای برنامه‌های حساس به عملکرد تبدیل می‌کند. در حالی که اکوسیستم پلاگین آن هنوز در حال توسعه است، به سرعت در حال کسب محبوبیت است.
۵. Vite
Vite (کلمه‌ای فرانسوی به معنای «سریع» که /vit/ تلفظ می‌شود) یک ابزار ساخت است که هدف آن ارائه یک تجربه توسعه سریع و بهینه است، به ویژه برای فریم‌ورک‌های مدرن جاوااسکریپت مانند Vue.js و React. این ابزار در طول توسعه از ماژول‌های بومی ES بهره می‌برد و کد شما را برای تولید با Rollup بسته‌بندی می‌کند. Vite از ترکیبی از واردات ماژول ES بومی مرورگر و esbuild برای ارائه زمان‌های راه‌اندازی سرد بسیار سریع و به‌روزرسانی‌های HMR استفاده می‌کند. این ابزار به یک انتخاب بسیار محبوب برای پروژه‌های جدید تبدیل شده است.
بهترین شیوه‌ها برای بهینه‌سازی ساخت مبتنی بر تغییر
برای به حداکثر رساندن مزایای ساخت مبتنی بر تغییر، بهترین شیوه‌های زیر را در نظر بگیرید:
۱. به حداقل رساندن وابستگی‌ها
کاهش تعداد وابستگی‌ها در کدبیس شما می‌تواند گراف وابستگی را ساده کرده و حجم کار مورد نیاز برای هر ساخت را کاهش دهد. از وابستگی‌های غیرضروری اجتناب کنید و در صورت امکان از جایگزین‌های سبک استفاده کنید. فایل `package.json` خود را تمیز و به‌روز نگه دارید و بسته‌های استفاده نشده یا قدیمی را حذف کنید.
۲. ماژولار کردن کد
تقسیم کدبیس به کامپوننت‌های کوچکتر و ماژولارتر می‌تواند ردیابی تغییرات و کامپایل مجدد تنها ماژول‌های ضروری را برای سیستم ساخت آسان‌تر کند. به دنبال جداسازی واضح مسئولیت‌ها باشید و از ایجاد ماژول‌های با وابستگی شدید (tightly coupled) اجتناب کنید. ماژول‌های به خوبی تعریف شده، قابلیت نگهداری کد را بهبود بخشیده و کامپایل افزایشی را تسهیل می‌کنند.
۳. بهینه‌سازی پیکربندی ساخت
برای بهینه‌سازی عملکرد سیستم ساخت خود، وقت بگذارید و آن را با دقت پیکربندی کنید. گزینه‌ها و پلاگین‌های مختلف موجود را بررسی کنید تا فرآیند ساخت را تنظیم کرده و زمان ساخت را به حداقل برسانید. برای مثال، می‌توانید از تقسیم کد (code splitting) برای شکستن برنامه خود به قطعات کوچکتر که می‌توانند بر حسب تقاضا بارگذاری شوند، استفاده کنید که زمان بارگذاری اولیه را کاهش داده و عملکرد کلی برنامه شما را بهبود می‌بخشد.
۴. بهره‌گیری از کش
کش را در سیستم ساخت خود فعال کنید تا نتایج کامپایل‌های قبلی را ذخیره کرده و از کامپایل‌های مجدد غیرضروری جلوگیری کنید. اطمینان حاصل کنید که پیکربندی کش شما به درستی تنظیم شده است تا در مواقع لزوم، مانند زمانی که وابستگی‌ها به‌روز می‌شوند یا خود پیکربندی ساخت تغییر می‌کند، کش را باطل کند. استراتژی‌های مختلف کش، مانند کش فایل‌سیستم یا کش حافظه را بررسی کنید تا بهترین گزینه را برای پروژه خاص خود بیابید.
۵. نظارت بر عملکرد ساخت
به طور منظم عملکرد سیستم ساخت خود را نظارت کنید تا هرگونه گلوگاه یا زمینه‌ای برای بهبود را شناسایی کنید. از ابزارهای تحلیل ساخت برای تجسم فرآیند ساخت و شناسایی ماژول‌هایی که کامپایل آن‌ها زمان زیادی می‌برد، استفاده کنید. زمان‌های ساخت را در طول زمان ردیابی کنید تا هرگونه افت عملکرد را تشخیص داده و به سرعت آن‌ها را برطرف کنید. بسیاری از ابزارهای ساخت دارای پلاگین‌ها یا مکانیزم‌های داخلی برای تحلیل و تجسم عملکرد ساخت هستند.
چالش‌ها و ملاحظات
در حالی که ساخت مبتنی بر تغییر مزایای قابل توجهی دارد، چالش‌ها و ملاحظاتی نیز وجود دارد که باید در نظر داشت:
۱. پیچیدگی پیکربندی
پیکربندی یک سیستم ساخت برای کامپایل افزایشی گاهی اوقات می‌تواند پیچیده باشد، به ویژه برای پروژه‌های بزرگ و پیچیده. درک پیچیدگی‌های سیستم ساخت و قابلیت‌های تحلیل گراف وابستگی آن برای دستیابی به عملکرد بهینه بسیار مهم است. آماده باشید تا برای یادگیری گزینه‌های پیکربندی و آزمایش با تنظیمات مختلف، زمان سرمایه‌گذاری کنید.
۲. ابطال کش
ابطال صحیح کش برای اطمینان از اینکه سیستم ساخت به درستی تغییرات کدبیس را منعکس می‌کند، ضروری است. اگر کش به درستی باطل نشود، سیستم ساخت ممکن است از نتایج قدیمی استفاده کند که منجر به رفتار نادرست یا غیرمنتظره می‌شود. به پیکربندی کش خود توجه ویژه‌ای داشته باشید و اطمینان حاصل کنید که به درستی برای ابطال کش در مواقع لزوم تنظیم شده است.
۳. زمان ساخت اولیه
در حالی که ساخت‌های افزایشی به طور قابل توجهی سریع‌تر هستند، زمان ساخت اولیه هنوز هم می‌تواند نسبتاً طولانی باشد، به ویژه برای پروژه‌های بزرگ. این به این دلیل است که سیستم ساخت قبل از اینکه بتواند ساخت‌های افزایشی را انجام دهد، باید کل کدبیس را تحلیل کرده و گراف وابستگی را ایجاد کند. بهینه‌سازی فرآیند ساخت اولیه خود را با استفاده از تکنیک‌هایی مانند تقسیم کد و تکان دادن درخت در نظر بگیرید.
۴. سازگاری سیستم ساخت
همه سیستم‌های ساخت سطح یکسانی از پشتیبانی برای کامپایل افزایشی را ارائه نمی‌دهند. برخی از سیستم‌های ساخت ممکن است در قابلیت‌های تحلیل گراف وابستگی خود محدودیت‌هایی داشته باشند یا ممکن است از HMR پشتیبانی نکنند. یک سیستم ساخت را انتخاب کنید که به خوبی با نیازهای پروژه خاص شما سازگار باشد و پشتیبانی قوی از کامپایل افزایشی ارائه دهد.
مثال‌های دنیای واقعی
در اینجا چند مثال از چگونگی بهره‌مندی انواع مختلف پروژه‌های فرانت‌اند از ساخت مبتنی بر تغییر آورده شده است:
۱. وب‌سایت تجارت الکترونیک بزرگ
یک وب‌سایت تجارت الکترونیک بزرگ با صدها کامپوننت و ماژول می‌تواند با ساخت مبتنی بر تغییر، کاهش قابل توجهی در زمان ساخت را تجربه کند. برای مثال، اصلاح یک کامپوننت جزئیات محصول باید فقط باعث بازسازی آن کامپوننت و وابستگی‌هایش شود، نه کل وب‌سایت. این می‌تواند زمان قابل توجهی را برای توسعه‌دهندگان صرفه‌جویی کرده و بهره‌وری آن‌ها را بهبود بخشد.
۲. برنامه وب پیچیده
یک برنامه وب پیچیده با کدبیس بزرگ و بسیاری از وابستگی‌های شخص ثالث نیز می‌تواند از ساخت مبتنی بر تغییر بهره زیادی ببرد. برای مثال، به‌روزرسانی یک کتابخانه باید فقط باعث بازسازی ماژول‌هایی شود که به آن کتابخانه وابسته‌اند، نه کل برنامه. این می‌تواند به طور قابل توجهی زمان ساخت را کاهش داده و مدیریت وابستگی‌ها را آسان‌تر کند.
۳. برنامه تک‌صفحه‌ای (SPA)
برنامه‌های تک‌صفحه‌ای (SPA) اغلب بسته‌های جاوااسکریپت بزرگی دارند که آن‌ها را به گزینه‌های ایده‌آلی برای ساخت مبتنی بر تغییر تبدیل می‌کند. با کامپایل مجدد تنها ماژول‌هایی که تغییر کرده‌اند، توسعه‌دهندگان می‌توانند به طور قابل توجهی زمان ساخت را کاهش داده و تجربه توسعه را بهبود بخشند. HMR می‌تواند برای به‌روزرسانی برنامه در مرورگر بدون بارگذاری مجدد کامل صفحه استفاده شود، که وضعیت برنامه را حفظ کرده و یک تجربه توسعه روان را فراهم می‌کند.
نتیجه‌گیری
کامپایل افزایشی، و به ویژه ساخت مبتنی بر تغییر، یک تکنیک قدرتمند برای بهینه‌سازی فرآیندهای ساخت فرانت‌اند و بهبود بهره‌وری توسعه‌دهندگان است. با کامپایل مجدد تنها ماژول‌های ضروری، می‌تواند به طور چشمگیری زمان ساخت را کاهش دهد، قابلیت‌های HMR را بهبود بخشد و مصرف منابع را کاهش دهد. در حالی که چالش‌هایی برای در نظر گرفتن وجود دارد، مزایای ساخت مبتنی بر تغییر بسیار بیشتر از هزینه‌های آن است و آن را به ابزاری ضروری برای توسعه مدرن فرانت‌اند تبدیل می‌کند. با درک اصول پشت ساخت مبتنی بر تغییر و به کارگیری بهترین شیوه‌های ذکر شده در این مقاله، می‌توانید به طور قابل توجهی جریان کاری توسعه خود را بهبود بخشیده و نرم‌افزار را سریع‌تر و کارآمدتر تحویل دهید. از این تکنیک‌ها برای ساخت برنامه‌های وب سریع‌تر و پاسخگوتر برای مخاطبان جهانی استقبال کنید.