تولید استاتیک موازی در Next.js: تسلط بر ساخت چند-مسیری برای وب‌سایت‌های مقیاس‌پذیر

در دنیای پرشتاب توسعه وب، ارائه وب‌سایت‌های با کارایی بالا و مقیاس‌پذیر از اهمیت بالایی برخوردار است. Next.js، یک فریم‌ورک محبوب ری‌اکت، ویژگی‌های قدرتمندی برای دستیابی به این هدف ارائه می‌دهد و یکی از قابلیت‌های برجسته آن تولید استاتیک موازی (PSG) است. این پست وبلاگ به عمق PSG می‌پردازد و بر توانایی آن در ساخت کارآمد چندین مسیر به صورت همزمان، کاهش قابل توجه زمان ساخت و بهبود عملکرد وب‌سایت تمرکز دارد. ما مفهوم ساخت چند-مسیری را بررسی خواهیم کرد، آن را با تولید استاتیک سنتی مقایسه می‌کنیم، استراتژی‌های پیاده‌سازی عملی را مورد بحث قرار می‌دهیم و بهترین شیوه‌ها را برای بهینه‌سازی برنامه Next.js شما برای مقیاس‌پذیری جهانی ترسیم می‌کنیم.

تولید استاتیک (SSG) در Next.js چیست؟

قبل از پرداختن به جزئیات PSG، درک اصول اولیه تولید سایت استاتیک (SSG) در Next.js بسیار مهم است. SSG یک تکنیک پیش-رندرینگ است که در آن صفحات در زمان ساخت تولید می‌شوند و منجر به فایل‌های HTML استاتیک می‌شود که می‌توانند مستقیماً به کاربران ارائه شوند. این رویکرد چندین مزیت کلیدی ارائه می‌دهد:

• عملکرد بهبود یافته: فایل‌های HTML استاتیک برای ارائه فوق‌العاده سریع هستند و به تجربه کاربری بهتری منجر می‌شوند.
• سئوی بهبود یافته: موتورهای جستجو می‌توانند به راحتی محتوای استاتیک را پیمایش و ایندکس کنند و رتبه وب‌سایت شما در موتورهای جستجو را افزایش دهند.
• کاهش بار سرور: ارائه فایل‌های استاتیک به حداقل منابع سرور نیاز دارد و وب‌سایت شما را مقیاس‌پذیرتر و مقرون‌به‌صرفه‌تر می‌کند.
• امنیت افزایش یافته: سایت‌های استاتیک ذاتاً امن‌تر هستند زیرا برای هر درخواست به اجرای کد سمت سرور متکی نیستند.

Next.js دو تابع اصلی برای تولید استاتیک ارائه می‌دهد: getStaticProps و getStaticPaths. getStaticProps داده‌ها را واکشی کرده و آن را به عنوان props به کامپوننت صفحه شما در طول فرآیند ساخت منتقل می‌کند. getStaticPaths مسیرهایی را تعریف می‌کند که باید به صورت استاتیک تولید شوند. برای مثال:

            // pages/posts/[id].js

export async function getStaticPaths() {
  const res = await fetch('https://api.example.com/posts');
  const posts = await res.json();

  const paths = posts.map((post) => ({
    params: { id: post.id.toString() },
  }));

  return {
    paths,
    fallback: false,
  };
}

export async function getStaticProps({ params }) {
  const res = await fetch(`https://api.example.com/posts/${params.id}`);
  const post = await res.json();

  return {
    props: {
      post,
    },
  };
}

function Post({ post }) {
  return (
    <div>
      <h1>{post.title}</h1>
      <p>{post.content}</p>
    </div>
  );
}

export default Post;

            

              
                Copy
              
            
          

در این مثال، getStaticPaths لیستی از پست‌ها را از یک API واکشی می‌کند و برای هر پست بر اساس شناسه آن مسیرهایی را تولید می‌کند. سپس getStaticProps داده‌های هر پست را برای هر مسیر واکشی می‌کند.

چالش تولید استاتیک سنتی

در حالی که SSG سنتی مزایای قابل توجهی ارائه می‌دهد، می‌تواند برای وب‌سایت‌های بزرگ با تعداد زیادی مسیر به یک گلوگاه تبدیل شود. فرآیند ساخت می‌تواند زمان قابل توجهی ببرد، به خصوص اگر واکشی داده درگیر باشد. این می‌تواند برای موارد زیر مشکل‌ساز باشد:

• وب‌سایت‌های تجارت الکترونیک: با هزاران صفحه محصول.
• وبلاگ‌ها و سایت‌های خبری: با آرشیو بزرگی از مقالات.
• سایت‌های مستندات: با مستندات گسترده.

ماهیت متوالی تولید استاتیک سنتی، که در آن مسیرها یکی پس از دیگری ساخته می‌شوند، علت اصلی این کندی است.

معرفی تولید استاتیک موازی (PSG)

تولید استاتیک موازی (PSG) با بهره‌گیری از قدرت همزمانی، محدودیت‌های SSG سنتی را برطرف می‌کند. به جای ساختن مسیرها به صورت متوالی، PSG به Next.js اجازه می‌دهد تا چندین مسیر را به طور همزمان بسازد و زمان کلی ساخت را به طور چشمگیری کاهش دهد.

ایده اصلی پشت PSG توزیع بار کاری ساخت بین چندین فرآیند یا رشته است. این کار را می‌توان از طریق تکنیک‌های مختلفی انجام داد، مانند:

• انشعاب فرآیندها (Forking Processes): ایجاد چندین فرآیند فرزند که هر کدام بخشی از مسیرها را مدیریت می‌کنند.
• رشته‌سازی (Threading): استفاده از رشته‌ها در یک فرآیند واحد برای انجام ساخت‌های همزمان.
• رایانش توزیع‌شده (Distributed Computing): توزیع بار کاری ساخت در چندین ماشین.

با موازی‌سازی فرآیند ساخت، PSG می‌تواند زمان ساخت را به خصوص برای وب‌سایت‌هایی با تعداد زیادی مسیر، به طور قابل توجهی بهبود بخشد. سناریویی را تصور کنید که ساخت یک وب‌سایت با ۱۰۰۰ مسیر با استفاده از SSG سنتی ۱ ساعت طول می‌کشد. با PSG، اگر بتوانید از ۱۰ فرآیند همزمان استفاده کنید، زمان ساخت به طور بالقوه می‌تواند به حدود ۶ دقیقه کاهش یابد (با فرض مقیاس‌پذیری خطی).

چگونه تولید استاتیک موازی را در Next.js پیاده‌سازی کنیم

در حالی که Next.js به صورت بومی راه‌حل داخلی برای PSG ارائه نمی‌دهد، چندین رویکرد وجود دارد که می‌توانید برای پیاده‌سازی آن در پیش بگیرید:

۱. استفاده از `p-map` برای واکشی داده‌های همزمان

یکی از گلوگاه‌های رایج در تولید استاتیک، واکشی داده است. استفاده از کتابخانه‌ای مانند `p-map` به شما امکان می‌دهد داده‌ها را به صورت همزمان واکشی کنید و فرآیند getStaticProps را سرعت ببخشید.

            // pages/products/[id].js
import pMap from 'p-map';

export async function getStaticPaths() {
  const res = await fetch('https://api.example.com/products');
  const products = await res.json();

  const paths = products.map((product) => ({
    params: { id: product.id.toString() },
  }));

  return {
    paths,
    fallback: false,
  };
}

export async function getStaticProps({ params }) {
  // Simulate fetching product data
  const fetchProduct = async (id) => {
    const res = await fetch(`https://api.example.com/products/${id}`);
    return res.json();
  };

  const product = await fetchProduct(params.id);

  return {
    props: {
      product,
    },
  };
}

function Product({ product }) {
  return (
    <div>
      <h1>{product.name}</h1>
      <p>{product.description}</p>
    </div>
  );
}

export default Product;

            

              
                Copy
              
            
          

در حالی که این مثال به صراحت تولید مسیر را موازی نمی‌کند، واکشی داده را در getStaticProps موازی می‌کند، که می‌تواند زمان ساخت را زمانی که واکشی داده گلوگاه اصلی است، به طور قابل توجهی بهبود بخشد.

۲. اسکریپت‌نویسی سفارشی با Node.js و فرآیندهای فرزند

برای کنترل دقیق‌تر، می‌توانید یک اسکریپت سفارشی Node.js ایجاد کنید که از فرآیندهای فرزند برای موازی‌سازی کل فرآیند ساخت استفاده می‌کند. این رویکرد شامل تقسیم لیست مسیرها به تکه‌ها (chunks) و اختصاص هر تکه به یک فرآیند فرزند جداگانه است.

در اینجا یک طرح کلی مفهومی از مراحل درگیر آمده است:

1. تولید لیستی از مسیرها: از getStaticPaths یا مکانیزم مشابهی برای تولید لیست کاملی از مسیرهایی که باید به صورت استاتیک تولید شوند، استفاده کنید.
2. تقسیم مسیرها به تکه‌ها: لیست مسیرها را به تکه‌های کوچکتر تقسیم کنید، که هر کدام شامل تعداد قابل مدیریتی از مسیرها باشد. اندازه بهینه تکه به سخت‌افزار شما و پیچیدگی صفحات شما بستگی دارد.
3. ایجاد فرآیندهای فرزند: از ماژول child_process در Node.js برای ایجاد چندین فرآیند فرزند استفاده کنید.
4. تخصیص تکه‌ها به فرآیندهای فرزند: هر تکه از مسیرها را به یک فرآیند فرزند اختصاص دهید.
5. اجرای دستور ساخت Next.js در فرآیندهای فرزند: در هر فرآیند فرزند، دستور ساخت Next.js (مانند next build) را با یک پیکربندی خاص که ساخت را به تکه مسیرهای اختصاص داده شده محدود می‌کند، اجرا کنید. این ممکن است شامل تنظیم متغیرهای محیطی یا استفاده از پیکربندی سفارشی Next.js باشد.
6. نظارت بر فرآیندهای فرزند: فرآیندهای فرزند را برای خطاها و تکمیل شدن نظارت کنید.
7. جمع‌آوری نتایج: پس از اتمام موفقیت‌آمیز تمام فرآیندهای فرزند، نتایج را (مثلاً فایل‌های HTML تولید شده) جمع‌آوری کرده و هرگونه پس‌پردازش لازم را انجام دهید.

این رویکرد به اسکریپت‌نویسی پیچیده‌تری نیاز دارد اما کنترل بیشتری بر فرآیند موازی‌سازی ارائه می‌دهد.

۳. استفاده از ابزارهای ساخت و اجراکنندگان وظیفه

ابزارهایی مانند `npm-run-all` یا `concurrently` نیز می‌توانند برای اجرای چندین دستور ساخت Next.js به صورت موازی استفاده شوند، اگرچه این رویکرد ممکن است به اندازه یک اسکریپت سفارشی که به طور خاص تکه‌های مسیر را مدیریت می‌کند، کارآمد نباشد.

            // package.json
{
  "scripts": {
    "build:part1": "next build",
    "build:part2": "next build",
    "build:parallel": "concurrently \"npm run build:part1\" \"npm run build:part2\""
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

این یک رویکرد ساده‌تر است، اما نیاز به مدیریت دقیق متغیرهای محیطی یا مکانیزم‌های دیگر دارد تا اطمینان حاصل شود که هر «بخش» از ساخت، زیرمجموعه صحیح صفحات را تولید می‌کند.

بهینه‌سازی تولید استاتیک موازی

پیاده‌سازی PSG تنها قدم اول است. برای به حداکثر رساندن مزایای آن، تکنیک‌های بهینه‌سازی زیر را در نظر بگیرید:

• بهینه‌سازی واکشی داده: اطمینان حاصل کنید که منطق واکشی داده شما تا حد امکان کارآمد است. از استراتژی‌های کشینگ استفاده کنید، کوئری‌های پایگاه داده را بهینه کنید و میزان داده‌های منتقل شده از طریق شبکه را به حداقل برسانید.
• بهینه‌سازی تصویر: تصاویر خود را برای کاهش حجم فایل و بهبود زمان بارگذاری بهینه کنید. Next.js قابلیت‌های بهینه‌سازی تصویر داخلی را ارائه می‌دهد که باید از آنها استفاده کنید.
• تقسیم کد (Code Splitting): تقسیم کد را برای شکستن برنامه خود به تکه‌های کوچکتر که می‌توانند بر حسب تقاضا بارگذاری شوند، پیاده‌سازی کنید. این می‌تواند زمان بارگذاری اولیه وب‌سایت شما را بهبود بخشد.
• استراتژی‌های کشینگ: استراتژی‌های کشینگ را برای ذخیره داده‌های پرکاربرد و کاهش تعداد درخواست‌ها به بک‌اند خود پیاده‌سازی کنید.
• تخصیص منابع: مقدار منابع (CPU، حافظه) اختصاص داده شده به هر فرآیند موازی را با دقت در نظر بگیرید. تخصیص بیش از حد منابع می‌تواند منجر به رقابت و کاهش عملکرد کلی شود.
• نظارت بر عملکرد ساخت: به طور مداوم عملکرد ساخت خود را برای شناسایی گلوگاه‌ها و زمینه‌های بهبود نظارت کنید. از ابزارهای نظارت بر ساخت استفاده کنید و لاگ‌های ساخت را برای به دست آوردن بینش در مورد فرآیند ساخت تجزیه و تحلیل کنید.

بهترین شیوه‌ها برای تولید استاتیک موازی

برای اطمینان از پیاده‌سازی موفق PSG، این بهترین شیوه‌ها را دنبال کنید:

• با یک خط پایه عملکرد شروع کنید: قبل از پیاده‌سازی PSG، با اندازه‌گیری زمان ساخت وب‌سایت خود با استفاده از SSG سنتی، یک خط پایه عملکرد ایجاد کنید. این به شما امکان می‌دهد مزایای PSG را به صورت کمی ارزیابی کنید.
• PSG را به صورت افزایشی پیاده‌سازی کنید: سعی نکنید PSG را برای کل وب‌سایت خود به یکباره پیاده‌سازی کنید. با یک زیرمجموعه کوچک از مسیرها شروع کنید و به تدریج پیاده‌سازی را با کسب اطمینان و شناسایی هرگونه مشکل احتمالی گسترش دهید.
• به طور کامل تست کنید: پس از پیاده‌سازی PSG، وب‌سایت خود را به طور کامل تست کنید تا اطمینان حاصل شود که همه مسیرها به درستی تولید شده‌اند و هیچ پسرفت عملکردی وجود ندارد.
• پیاده‌سازی خود را مستند کنید: پیاده‌سازی PSG خود را مستند کنید، از جمله منطق پشت انتخاب‌های طراحی، مراحل درگیر در پیاده‌سازی، و هرگونه پیکربندی یا بهینه‌سازی خاصی که انجام داده‌اید.
• بازسازی استاتیک افزایشی (ISR) را در نظر بگیرید: برای محتوایی که به طور مکرر به‌روز می‌شود، استفاده از بازسازی استاتیک افزایشی (ISR) را در کنار PSG در نظر بگیرید. ISR به شما امکان می‌دهد صفحات استاتیک را در پس‌زمینه بازسازی کنید و اطمینان حاصل کنید که وب‌سایت شما همیشه آخرین محتوا را بدون نیاز به ساخت مجدد کامل دارد.
• از متغیرهای محیطی استفاده کنید: از متغیرهای محیطی برای پیکربندی فرآیند ساخت (به عنوان مثال، تعداد فرآیندهای موازی، نقاط پایانی API) استفاده کنید. این امکان انعطاف‌پذیری و تنظیم آسان پیکربندی ساخت را بدون تغییر کد فراهم می‌کند.

نمونه‌های واقعی از تولید استاتیک موازی

در حالی که پیاده‌سازی‌های خاص ممکن است متفاوت باشند، در اینجا چند مثال فرضی وجود دارد که مزایای PSG را در سناریوهای مختلف نشان می‌دهد:

• وب‌سایت تجارت الکترونیک: یک وب‌سایت تجارت الکترونیک با ۱۰۰۰۰ صفحه محصول، زمان ساختی برابر با ۵ ساعت با استفاده از SSG سنتی دارد. با پیاده‌سازی PSG با ۲۰ فرآیند موازی، زمان ساخت به تقریباً ۱۵ دقیقه کاهش می‌یابد، که به طور قابل توجهی فرآیند استقرار را تسریع می‌کند و امکان به‌روزرسانی‌های مکررتر اطلاعات محصول را فراهم می‌کند.
• وب‌سایت خبری: یک وب‌سایت خبری با آرشیو بزرگی از مقالات، هر زمان که مقالات جدیدی منتشر می‌شود، نیاز به ساخت مجدد کل سایت خود دارد. با استفاده از PSG، زمان ساخت مجدد از چندین ساعت به تنها چند دقیقه کاهش می‌یابد و به وب‌سایت امکان می‌دهد اخبار فوری را به سرعت منتشر کند و با آخرین رویدادها به‌روز بماند.
• سایت مستندات: یک سایت مستندات با صدها صفحه مستندات فنی، PSG را برای بهبود زمان ساخت و آسان‌تر کردن مشارکت توسعه‌دهندگان در مستندات پیاده‌سازی می‌کند. زمان‌های ساخت سریع‌تر، به‌روزرسانی‌ها و بهبودهای مکررتر در مستندات را تشویق می‌کند و به تجربه کاربری بهتری برای توسعه‌دهندگان منجر می‌شود.

رویکردهای جایگزین: بازسازی استاتیک افزایشی (ISR)

در حالی که PSG بر سرعت بخشیدن به ساخت اولیه تمرکز دارد، بازسازی استاتیک افزایشی (ISR) یک تکنیک مرتبط است که ارزش بررسی دارد. ISR به شما امکان می‌دهد صفحات را به صورت استاتیک پس از ساخت اولیه خود تولید کنید. این به ویژه برای محتوایی که به طور مکرر تغییر می‌کند مفید است، زیرا به شما امکان می‌دهد سایت خود را بدون نیاز به ساخت مجدد کامل به‌روز کنید.

با ISR، شما یک زمان باز-اعتبارسنجی (به ثانیه) را در تابع getStaticProps خود مشخص می‌کنید. پس از گذشت این زمان، Next.js صفحه را در درخواست بعدی در پس‌زمینه بازسازی می‌کند. این تضمین می‌کند که کاربران شما همیشه آخرین نسخه محتوا را می‌بینند، در حالی که همچنان از مزایای عملکرد تولید استاتیک بهره‌مند می‌شوند.

            export async function getStaticProps() {
  // ... fetch data

  return {
    props: {
      data,
    },
    revalidate: 60, // Regenerate this page every 60 seconds
  };
}

            

              
                Copy
              
            
          

ISR و PSG می‌توانند با هم برای ایجاد یک وب‌سایت بسیار بهینه استفاده شوند. PSG می‌تواند برای ساخت اولیه استفاده شود، در حالی که ISR می‌تواند برای به‌روز نگه داشتن محتوا استفاده شود.

اشتباهات رایج که باید از آنها اجتناب کرد

پیاده‌سازی PSG می‌تواند چالش‌برانگیز باشد و آگاهی از مشکلات احتمالی مهم است:

• رقابت بر سر منابع: اجرای تعداد زیادی فرآیند موازی می‌تواند منجر به رقابت بر سر منابع (مانند CPU، حافظه، I/O دیسک) شود که در واقع می‌تواند فرآیند ساخت را کند کند. مهم است که تعداد فرآیندهای موازی را بر اساس سخت‌افزار و پیچیدگی صفحات خود به دقت تنظیم کنید.
• شرایط رقابتی (Race Conditions): اگر فرآیند ساخت شما شامل نوشتن در منابع مشترک (مانند یک سیستم فایل، یک پایگاه داده) باشد، باید مراقب باشید تا از شرایط رقابتی جلوگیری کنید. از مکانیزم‌های قفل‌گذاری مناسب یا عملیات تراکنشی برای اطمینان از سازگاری داده‌ها استفاده کنید.
• پیچیدگی ساخت: پیاده‌سازی PSG می‌تواند به طور قابل توجهی پیچیدگی فرآیند ساخت شما را افزایش دهد. مهم است که پیاده‌سازی خود را با دقت طراحی کرده و آن را به طور کامل مستند کنید.
• ملاحظات هزینه: بسته به زیرساخت شما (به عنوان مثال، سرورهای ساخت مبتنی بر ابر)، اجرای چندین فرآیند موازی می‌تواند هزینه‌های ساخت شما را افزایش دهد. مهم است که این هزینه‌ها را هنگام ارزیابی مزایای PSG در نظر بگیرید.

ابزارها و فناوری‌ها برای تولید استاتیک موازی

چندین ابزار و فناوری می‌توانند در پیاده‌سازی PSG کمک کنند:

• ماژول `child_process` در Node.js: برای ایجاد و مدیریت فرآیندهای فرزند.
• `p-map`: برای واکشی داده‌های همزمان.
• `concurrently` و `npm-run-all`: برای اجرای چندین اسکریپت npm به صورت موازی.
• Docker: برای کانتینری کردن محیط ساخت شما و اطمینان از سازگاری در ماشین‌های مختلف.
• پلتفرم‌های CI/CD (مانند Vercel، Netlify، GitHub Actions): برای خودکارسازی فرآیند ساخت و استقرار شما.
• ابزارهای نظارت بر ساخت (مانند Datadog، New Relic): برای نظارت بر عملکرد ساخت و شناسایی گلوگاه‌ها.

آینده تولید استاتیک

تولید استاتیک یک حوزه به سرعت در حال تحول است و می‌توانیم انتظار پیشرفت‌های بیشتری را در سال‌های آینده داشته باشیم. برخی از روندهای بالقوه آینده عبارتند از:

• موازی‌سازی هوشمندتر: نسخه‌های آینده Next.js ممکن است به طور خودکار تولید استاتیک را بر اساس ویژگی‌های برنامه و سخت‌افزار شما موازی کنند.
• ادغام با پلتفرم‌های رایانش توزیع‌شده: PSG ممکن است بیشتر با پلتفرم‌های رایانش توزیع‌شده ادغام شود و به شما امکان دهد از قدرت رایانش ابری برای تسریع فرآیند ساخت خود استفاده کنید.
• استراتژی‌های کشینگ بهبود یافته: استراتژی‌های کشینگ پیچیده‌تری ممکن است برای بهینه‌سازی بیشتر عملکرد وب‌سایت‌های تولید شده به صورت استاتیک توسعه یابند.
• بهینه‌سازی با هوش مصنوعی: هوش مصنوعی (AI) ممکن است برای بهینه‌سازی خودکار فرآیند ساخت، شناسایی گلوگاه‌ها و پیشنهاد بهبودها استفاده شود.

نتیجه‌گیری

تولید استاتیک موازی یک تکنیک قدرتمند برای ساخت وب‌سایت‌های با کارایی بالا و مقیاس‌پذیر با Next.js است. با ساخت همزمان چندین مسیر، PSG می‌تواند زمان ساخت را به طور قابل توجهی کاهش دهد و عملکرد وب‌سایت را بهبود بخشد، به خصوص برای وب‌سایت‌های بزرگ با تعداد زیادی مسیر. در حالی که پیاده‌سازی PSG نیازمند برنامه‌ریزی و اجرای دقیق است، مزایای آن می‌تواند قابل توجه باشد.

با درک مفاهیم، تکنیک‌ها و بهترین شیوه‌های ذکر شده در این پست وبلاگ، می‌توانید به طور موثر از PSG برای بهینه‌سازی برنامه Next.js خود برای مقیاس‌پذیری جهانی و ارائه تجربه کاربری برتر استفاده کنید. همانطور که وب به تکامل خود ادامه می‌دهد، تسلط بر تکنیک‌هایی مانند PSG برای پیشرو بودن و ساخت وب‌سایت‌هایی که می‌توانند پاسخگوی نیازهای مخاطبان جهانی باشند، حیاتی خواهد بود. به یاد داشته باشید که به طور مداوم عملکرد ساخت خود را نظارت کنید، استراتژی‌های خود را در صورت لزوم تطبیق دهید و ابزارها و فناوری‌های جدید را برای بهینه‌سازی بیشتر فرآیند تولید استاتیک خود کاوش کنید.