استراتژی بهینه‌سازی باندل جاوااسکریپت: تکنیک‌های پیشرفته تقسیم کد

module.exports = {
  entry: {
    index: './src/index.js',
    about: './src/about.js'
  },
  output: {
    filename: '[name].bundle.js',
    path: path.resolve(__dirname, 'dist')
  }
};

import React, { Suspense, lazy } from 'react';
import { BrowserRouter as Router, Route, Switch } from 'react-router-dom';

const Home = lazy(() => import('./pages/Home'));
const About = lazy(() => import('./pages/About'));
const Products = lazy(() => import('./pages/Products'));

function App() {
  return (
    
      Loading...

در این مثال، کامپوننت‌های `Home`، `About` و `Products` به صورت داینامیک با استفاده از `React.lazy()` بارگذاری می‌شوند. کامپوننت `Suspense` یک رابط کاربری جایگزین (نشانگر بارگذاری) را در حین بارگذاری کامپوننت‌ها فراهم می‌کند. این تضمین می‌کند که کاربر در حین انتظار برای دانلود کد، صفحه خالی نبیند. این صفحات اکنون به قطعات جداگانه تقسیم شده و فقط هنگام پیمایش به مسیرهای مربوطه بارگذاری می‌شوند.

تکنیک‌های پیشرفته تقسیم کد

فراتر از انواع پایه‌ای تقسیم کد، چندین تکنیک پیشرفته وجود دارد که می‌تواند باندل‌های جاوااسکریپت شما را بیشتر بهینه کند.

۱. تقسیم کتابخانه‌های ثالث (Vendor Splitting)

تقسیم کتابخانه‌های ثالث شامل جداسازی کتابخانه‌های شخص ثالث (مانند React، Angular، Vue.js) در یک باندل جداگانه است. از آنجایی که این کتابخانه‌ها در مقایسه با کد برنامه شما کمتر تغییر می‌کنند، می‌توانند به طور مؤثرتری توسط مرورگر کش شوند.

مثال (Webpack):

module.exports = {
  // ... other configurations
  optimization: {
    splitChunks: {
      cacheGroups: {
        vendor: {
          test: /[\\/]node_modules[\\/]/,
          name: 'vendors',
          chunks: 'all'
        }
      }
    }
  }
};

این پیکربندی Webpack یک باندل جداگانه به نام `vendors.bundle.js` ایجاد می‌کند که حاوی تمام کدهای دایرکتوری `node_modules` است.

۲. استخراج قطعات مشترک (Common Chunk)

استخراج قطعات مشترک، کدی را که بین چندین باندل به اشتراک گذاشته شده است شناسایی کرده و یک باندل جداگانه حاوی کد مشترک ایجاد می‌کند. این کار افزونگی را کاهش داده و کارایی کش را بهبود می‌بخشد.

مثال (Webpack): module.exports = { // ... other configurations optimization: { splitChunks: { chunks: 'all', minSize: 20000, // Minimum size, in bytes, for a chunk to be created. maxAsyncRequests: 30, // Maximum number of parallel requests when on-demand loading. maxInitialRequests: 30, // Maximum number of parallel requests at an entry point. automaticNameDelimiter: '~', cacheGroups: { defaultVendors: { test: /[\\/]node_modules[\\/]/, priority: -10 }, default: { minChunks: 2, // Minimum number of chunks that must share a module before splitting. priority: -20, reuseExistingChunk: true } } } } };

این پیکربندی به طور خودکار قطعات مشترک را بر اساس معیارهای مشخص شده (مانند `minChunks`، `minSize`) استخراج می‌کند.

۳. پیش‌واکشی (Prefetching) و پیش‌بارگذاری (Preloading) مسیر

پیش‌واکشی و پیش‌بارگذاری تکنیک‌هایی برای بارگذاری منابع از قبل، با پیش‌بینی اقدامات آینده کاربر هستند. پیش‌واکشی منابع را در پس‌زمینه در حالی که مرورگر بیکار است دانلود می‌کند، در حالی که پیش‌بارگذاری، بارگذاری منابع خاصی را که برای صفحه فعلی ضروری هستند، در اولویت قرار می‌دهد.

مثال پیش‌واکشی (Prefetching):

این تگ HTML به مرورگر دستور می‌دهد تا فایل `about.bundle.js` را زمانی که مرورگر بیکار است، پیش‌واکشی کند. این می‌تواند به طور قابل توجهی سرعت پیمایش به صفحه «درباره ما» را افزایش دهد.

مثال پیش‌بارگذاری (Preloading):

این تگ HTML به مرورگر دستور می‌دهد تا بارگذاری `critical.bundle.js` را در اولویت قرار دهد. این برای بارگذاری کدی که برای رندر اولیه صفحه ضروری است، مفید است.

۴. تکان دادن درخت (Tree Shaking)

Tree shaking تکنیکی برای حذف کد مرده (dead code) از باندل‌های جاوااسکریپت شما است. این تکنیک توابع، متغیرها و ماژول‌های استفاده نشده را شناسایی و حذف می‌کند و منجر به اندازه‌های کوچکتر باندل می‌شود. باندلرهایی مانند Webpack و Rollup از tree shaking به صورت پیش‌فرض پشتیبانی می‌کنند.

ملاحظات کلیدی برای Tree Shaking:

• از ماژول‌های ES (ESM) استفاده کنید: Tree shaking برای تعیین اینکه کدام کد استفاده نشده است، به ساختار استاتیک ماژول‌های ES (با استفاده از دستورات `import` و `export`) متکی است.
• از عوارض جانبی (Side Effects) خودداری کنید: عوارض جانبی کدی هستند که اقداماتی را خارج از محدوده تابع انجام می‌دهند (مثلاً تغییر متغیرهای سراسری). باندلرها ممکن است در tree shaking کدی که دارای عوارض جانبی است، با مشکل مواجه شوند.
• از خاصیت `sideEffects` در `package.json` استفاده کنید: شما می‌توانید به صراحت اعلام کنید که کدام فایل‌ها در بسته شما دارای عوارض جانبی هستند با استفاده از خاصیت `sideEffects` در فایل `package.json` خود. این به باندلر کمک می‌کند تا tree shaking را بهینه کند.

۵. استفاده از Web Workers برای وظایف محاسباتی سنگین

Web Workers به شما امکان می‌دهند کد جاوااسکریپت را در یک رشته پس‌زمینه اجرا کنید و از مسدود شدن رشته اصلی جلوگیری کنید. این می‌تواند به ویژه برای وظایف محاسباتی سنگین مانند پردازش تصویر، تحلیل داده‌ها یا محاسبات پیچیده مفید باشد. با انتقال این وظایف به یک Web Worker، می‌توانید رابط کاربری خود را پاسخگو نگه دارید.

مثال:

// main.js
const worker = new Worker('worker.js');

worker.onmessage = (event) => {
  console.log('Result from worker:', event.data);
};

worker.postMessage({ data: 'some data for processing' });

// worker.js
self.onmessage = (event) => {
  const data = event.data.data;
  // Perform computationally intensive task
  const result = processData(data);
  self.postMessage(result);
};

function processData(data) {
  // ... your processing logic
  return 'processed data';
}

۶. فدراسیون ماژول (Module Federation)

فدراسیون ماژول، که در Webpack 5 موجود است، به شما امکان می‌دهد کد را بین برنامه‌های مختلف در زمان اجرا به اشتراک بگذارید. این به شما امکان می‌دهد میکرو-فرانت‌اندها را بسازید و ماژول‌ها را به صورت داینامیک از برنامه‌های دیگر بارگذاری کنید، که باعث کاهش اندازه کلی باندل و بهبود عملکرد می‌شود.

مثال:

فرض کنید شما دو برنامه `app1` و `app2` دارید. شما می‌خواهید یک کامپوننت دکمه را از `app1` به `app2` به اشتراک بگذارید.

app1 (webpack.config.js):

const { ModuleFederationPlugin } = require('webpack').container;

module.exports = {
  // ... other configurations
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'app1',
      filename: 'remoteEntry.js',
      exposes: {
        './Button': './src/Button.js'
      }
    })
  ]
};

app2 (webpack.config.js):

const { ModuleFederationPlugin } = require('webpack').container;

module.exports = {
  // ... other configurations
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'app2',
      remotes: {
        app1: 'app1@http://localhost:3000/remoteEntry.js'
      }
    })
  ]
};

در `app2`، اکنون می‌توانید کامپوننت Button را از `app1` ایمپورت و استفاده کنید:

import Button from 'app1/Button';

ابزارها و کتابخانه‌ها برای تقسیم کد

چندین ابزار و کتابخانه می‌توانند به شما در پیاده‌سازی تقسیم کد در پروژه‌هایتان کمک کنند:

• Webpack: یک باندلر ماژول قدرتمند و همه‌کاره که از تکنیک‌های مختلف تقسیم کد، از جمله تقسیم بر اساس نقطه ورودی، ایمپورت‌های داینامیک و تقسیم کتابخانه‌های ثالث پشتیبانی می‌کند.
• Rollup: یک باندلر ماژول که در tree shaking و تولید باندل‌های بسیار بهینه شده برتری دارد.
• Parcel: یک باندلر بدون نیاز به پیکربندی که به طور خودکار تقسیم کد را با حداقل تنظیمات انجام می‌دهد.
• React.lazy: یک API داخلی React برای بارگذاری تنبل (lazy-loading) کامپوننت‌ها با استفاده از ایمپورت‌های داینامیک.
• Loadable Components: یک کامپوننت مرتبه بالاتر (higher-order component) برای تقسیم کد در React.

بهترین شیوه‌ها برای تقسیم کد

برای پیاده‌سازی مؤثر تقسیم کد، بهترین شیوه‌های زیر را در نظر بگیرید:

• برنامه خود را تحلیل کنید: مناطقی را که تقسیم کد می‌تواند بیشترین تأثیر را داشته باشد شناسایی کنید، با تمرکز بر کامپوننت‌های بزرگ، ویژگی‌های کم‌استفاده یا مرزهای مبتنی بر مسیر.
• بودجه‌های عملکردی تعیین کنید: اهداف عملکردی برای وب‌سایت خود تعریف کنید، مانند زمان‌های بارگذاری هدف یا اندازه‌های باندل، و از این بودجه‌ها برای هدایت تلاش‌های تقسیم کد خود استفاده کنید.
• عملکرد را نظارت کنید: عملکرد وب‌سایت خود را پس از پیاده‌سازی تقسیم کد پیگیری کنید تا اطمینان حاصل شود که نتایج مطلوب را ارائه می‌دهد. از ابزارهایی مانند Google PageSpeed Insights، WebPageTest یا Lighthouse برای اندازه‌گیری معیارهای عملکرد استفاده کنید.
• کش کردن را بهینه کنید: سرور خود را برای کش کردن صحیح باندل‌های جاوااسکریپت پیکربندی کنید تا نیاز کاربران به دانلود کد در بازدیدهای بعدی کاهش یابد. از تکنیک‌های cache-busting (مانند افزودن هش به نام فایل) استفاده کنید تا اطمینان حاصل شود که کاربران همیشه آخرین نسخه کد را دریافت می‌کنند.
• از شبکه توزیع محتوا (CDN) استفاده کنید: باندل‌های جاوااسکریپت خود را در یک CDN توزیع کنید تا زمان بارگذاری برای کاربران در سراسر جهان بهبود یابد.
• جمعیت‌شناسی کاربران را در نظر بگیرید: استراتژی تقسیم کد خود را متناسب با نیازهای خاص مخاطبان هدف خود تنظیم کنید. به عنوان مثال، اگر بخش قابل توجهی از کاربران شما از اتصالات اینترنتی کند استفاده می‌کنند، ممکن است لازم باشد در تقسیم کد تهاجمی‌تر عمل کنید.
• تحلیل خودکار باندل: از ابزارهایی مانند Webpack Bundle Analyzer برای بصری‌سازی اندازه‌های باندل خود و شناسایی فرصت‌ها برای بهینه‌سازی استفاده کنید.

مثال‌های دنیای واقعی و مطالعات موردی

بسیاری از شرکت‌ها با موفقیت تقسیم کد را برای بهبود عملکرد وب‌سایت خود پیاده‌سازی کرده‌اند. در اینجا چند مثال آورده شده است:

• گوگل: گوگل به طور گسترده از تقسیم کد در تمام برنامه‌های وب خود، از جمله Gmail و Google Maps، برای ارائه یک تجربه کاربری سریع و پاسخگو استفاده می‌کند.
• فیسبوک: فیسبوک از تقسیم کد برای بهینه‌سازی بارگذاری ویژگی‌ها و کامپوننت‌های مختلف خود استفاده می‌کند تا اطمینان حاصل کند که کاربران فقط کدی را که نیاز دارند دانلود می‌کنند.
• نتفلیکس: نتفلیکس از تقسیم کد برای بهبود زمان راه‌اندازی برنامه وب خود استفاده می‌کند و به کاربران امکان می‌دهد تا محتوا را سریع‌تر شروع به پخش کنند.
• پلتفرم‌های بزرگ تجارت الکترونیک (آمازون، علی‌بابا): این پلتفرم‌ها از تقسیم کد برای بهینه‌سازی زمان بارگذاری صفحات محصول استفاده می‌کنند و تجربه خرید را برای میلیون‌ها کاربر در سراسر جهان افزایش می‌دهند. آنها جزئیات محصول، موارد مرتبط و نظرات کاربران را بر اساس تعامل کاربر به صورت داینامیک بارگذاری می‌کنند.

این مثال‌ها اثربخشی تقسیم کد را در بهبود عملکرد وب‌سایت و تجربه کاربری نشان می‌دهند. اصول تقسیم کد به طور جهانی در مناطق مختلف و با سرعت‌های دسترسی به اینترنت متفاوت قابل اجرا است. شرکت‌هایی که در مناطقی با اتصالات اینترنتی کندتر فعالیت می‌کنند، می‌توانند با اجرای استراتژی‌های تهاجمی تقسیم کد، بیشترین بهبود عملکرد را مشاهده کنند.

نتیجه‌گیری

تقسیم کد یک تکنیک حیاتی برای بهینه‌سازی باندل‌های جاوااسکریپت و بهبود عملکرد وب‌سایت است. با تقسیم کد برنامه خود به قطعات کوچکتر و قابل مدیریت‌تر، می‌توانید زمان بارگذاری اولیه را کاهش دهید، تجربه کاربری را ارتقا دهید و کارایی کش را بهبود بخشید. با درک انواع مختلف تقسیم کد و اتخاذ بهترین شیوه‌ها، می‌توانید به طور قابل توجهی عملکرد برنامه‌های وب خود را بهبود بخشیده و تجربه بهتری را برای کاربران خود ارائه دهید.

با پیچیده‌تر شدن روزافزون برنامه‌های وب، تقسیم کد اهمیت بیشتری پیدا خواهد کرد. با به‌روز ماندن در مورد آخرین تکنیک‌ها و ابزارهای تقسیم کد، می‌توانید اطمینان حاصل کنید که وب‌سایت‌های شما برای عملکرد بهینه شده‌اند و یک تجربه کاربری یکپارچه را در سراسر جهان ارائه می‌دهند.