بهینه‌سازی صف به‌روزرسانی دسته‌ای در React: افزایش کارایی تغییرات State

ری‌اکت، یک کتابخانه جاوا اسکریپت بسیار محبوب برای ساخت رابط‌های کاربری، عملکرد را برای ارائه یک تجربه کاربری یکپارچه در اولویت قرار می‌دهد. یکی از جنبه‌های حیاتی بهینه‌سازی عملکرد ری‌اکت، مکانیزم به‌روزرسانی دسته‌ای (batched update) آن است. درک و استفاده مؤثر از به‌روزرسانی‌های دسته‌ای می‌تواند به طور قابل توجهی پاسخگویی و کارایی اپلیکیشن‌های ری‌اکت شما را افزایش دهد، به ویژه در سناریوهایی که شامل تغییرات مکرر state هستند.

به‌روزرسانی‌های دسته‌ای در React چیست؟

در ری‌اکت، هر زمان که state یک کامپوننت تغییر می‌کند، ری‌اکت یک رندر مجدد (re-render) از آن کامپوننت و فرزندانش را آغاز می‌کند. بدون بهینه‌سازی، هر تغییر state منجر به یک رندر مجدد فوری می‌شود. این می‌تواند ناکارآمد باشد، به خصوص اگر چندین تغییر state در یک دوره زمانی کوتاه رخ دهد. به‌روزرسانی‌های دسته‌ای این مشکل را با گروه‌بندی چندین به‌روزرسانی state در یک چرخه رندر واحد حل می‌کنند. ری‌اکت هوشمندانه منتظر می‌ماند تا تمام کدهای همگام (synchronous) اجرا شوند و سپس این به‌روزرسانی‌ها را با هم پردازش می‌کند. این کار تعداد رندرهای مجدد را به حداقل می‌رساند و منجر به بهبود عملکرد می‌شود.

این موضوع را این‌گونه تصور کنید: به جای اینکه برای هر آیتم در لیست خرید خود چندین بار به فروشگاه بروید، تمام آیتم‌های مورد نیاز خود را جمع‌آوری کرده و تنها یک بار به فروشگاه می‌روید. این کار باعث صرفه‌جویی در زمان و منابع می‌شود.

به‌روزرسانی‌های دسته‌ای چگونه کار می‌کنند؟

ری‌اکت از یک صف (queue) برای مدیریت به‌روزرسانی‌های state استفاده می‌کند. وقتی شما setState (یا تابع به‌روزرسان state بازگشتی از useState) را فراخوانی می‌کنید، ری‌اکت فوراً کامپوننت را دوباره رندر نمی‌کند. در عوض، به‌روزرسانی را به یک صف اضافه می‌کند. پس از تکمیل چرخه فعلی حلقه رویداد (event loop) (معمولاً پس از پایان اجرای تمام کدهای همگام)، ری‌اکت صف را پردازش کرده و تمام به‌روزرسانی‌های دسته‌بندی شده را در یک مرحله اعمال می‌کند. سپس این مرحله واحد، یک رندر مجدد از کامپوننت را با تغییرات state انباشته شده آغاز می‌کند.

به‌روزرسانی‌های همگام در مقابل ناهمگام

تمایز بین به‌روزرسانی‌های state همگام (synchronous) و ناهمگام (asynchronous) مهم است. ری‌اکت به‌طور خودکار به‌روزرسانی‌های همگام را دسته‌بندی می‌کند. با این حال، به‌روزرسانی‌های ناهمگام، مانند آن‌هایی که در داخل setTimeout، setInterval، Promiseها (.then())، یا کنترل‌کننده‌های رویداد (event handlers) که خارج از کنترل ری‌اکت ارسال می‌شوند، در نسخه‌های قدیمی‌تر ری‌اکت به‌طور خودکار دسته‌بندی نمی‌شدند. این می‌تواند منجر به رفتار غیرمنتظره و کاهش عملکرد شود.

به عنوان مثال، تصور کنید یک شمارنده را چندین بار در داخل یک callback مربوط به setTimeout بدون به‌روزرسانی دسته‌ای به‌روز کنید. هر به‌روزرسانی یک رندر مجدد جداگانه را آغاز می‌کند که منجر به یک رابط کاربری بالقوه کند و ناکارآمد می‌شود.

مزایای به‌روزرسانی‌های دسته‌ای

• بهبود عملکرد: کاهش تعداد رندرهای مجدد مستقیماً به عملکرد بهتر اپلیکیشن منجر می‌شود، به ویژه برای کامپوننت‌های پیچیده و اپلیکیشن‌های بزرگ.
• تجربه کاربری بهتر: یک رابط کاربری روان‌تر و پاسخگوتر نتیجه رندر مجدد کارآمد است که منجر به تجربه کاربری کلی بهتری می‌شود.
• کاهش مصرف منابع: با به حداقل رساندن رندرهای مجدد غیرضروری، به‌روزرسانی‌های دسته‌ای منابع CPU و حافظه را حفظ می‌کنند و به یک اپلیکیشن کارآمدتر کمک می‌کنند.
• رفتار قابل پیش‌بینی: به‌روزرسانی‌های دسته‌ای تضمین می‌کنند که state کامپوننت پس از چندین به‌روزرسانی سازگار باقی می‌ماند و منجر به رفتار قابل پیش‌بینی و قابل اعتمادتر می‌شود.

نمونه‌هایی از عملکرد به‌روزرسانی‌های دسته‌ای

مثال ۱: چندین به‌روزرسانی State در یک کنترل‌کننده کلیک

سناریویی را در نظر بگیرید که در آن نیاز به به‌روزرسانی چندین متغیر state در یک کنترل‌کننده کلیک واحد دارید:

            
import React, { useState } from 'react';

function Example() {
  const [count, setCount] = useState(0);
  const [message, setMessage] = useState('');

  const handleClick = () => {
    setCount(count + 1);
    setMessage('Button clicked!');
  };

  return (
    

      
Count: {count}
      
Message: {message}
      Click me
    
  );
}

export default Example;

            

              
                Copy
              
            
          

در این مثال، هر دو تابع setCount و setMessage در داخل تابع handleClick فراخوانی می‌شوند. ری‌اکت به طور خودکار این به‌روزرسانی‌ها را دسته‌بندی می‌کند که منجر به یک رندر مجدد واحد از کامپوننت می‌شود. این روش به طور قابل توجهی کارآمدتر از آغاز دو رندر مجدد جداگانه است.

مثال ۲: به‌روزرسانی‌های State در یک کنترل‌کننده ارسال فرم

ارسال فرم اغلب شامل به‌روزرسانی چندین متغیر state بر اساس ورودی کاربر است:

            
import React, { useState } from 'react';

function FormExample() {
  const [name, setName] = useState('');
  const [email, setEmail] = useState('');

  const handleSubmit = (event) => {
    event.preventDefault();
    setName('');
    setEmail('');
    console.log('Form submitted:', { name, email });
  };

  return (
    

      
        Name:
         setName(e.target.value)} />
      
      
        Email:
         setEmail(e.target.value)} />
      
      Submit
    
  );
}

export default FormExample;

            

              
                Copy
              
            
          

اگرچه ممکن است در نگاه اول مشخص نباشد، حتی فراخوانی‌های مکرر `setName` و `setEmail` هنگام تایپ کردن کاربر نیز به طور کارآمد *در هر اجرای کنترل‌کننده رویداد* دسته‌بندی می‌شوند. هنگامی که کاربر فرم را ارسال می‌کند، مقادیر نهایی از قبل تنظیم شده و آماده پردازش در یک رندر مجدد واحد هستند.

رسیدگی به مشکلات به‌روزرسانی ناهمگام (React 17 و نسخه‌های قدیمی‌تر)

همانطور که قبلاً ذکر شد، به‌روزرسانی‌های ناهمگام در React 17 و نسخه‌های قدیمی‌تر به طور خودکار دسته‌بندی نمی‌شدند. این امر می‌توانست هنگام کار با عملیات ناهمگام مانند درخواست‌های شبکه یا تایمرها منجر به مشکلات عملکردی شود.

استفاده از ReactDOM.unstable_batchedUpdates (React 17 و نسخه‌های قدیمی‌تر)

برای دسته‌بندی دستی به‌روزرسانی‌های ناهمگام در نسخه‌های قدیمی‌تر ری‌اکت، می‌توانستید از API ReactDOM.unstable_batchedUpdates استفاده کنید. این API به شما امکان می‌دهد چندین به‌روزرسانی state را در یک دسته واحد قرار دهید و اطمینان حاصل کنید که آنها با هم در یک چرخه رندر مجدد واحد پردازش می‌شوند.

            
import React, { useState } from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom';

function AsyncExample() {
  const [count, setCount] = useState(0);

  const handleClick = () => {
    setTimeout(() => {
      ReactDOM.unstable_batchedUpdates(() => {
        setCount(count + 1);
        setCount(count + 1);
      });
    }, 1000);
  };

  return (
    

      
Count: {count}
      Increment
    
  );
}

export default AsyncExample;

            

              
                Copy
              
            
          

نکته مهم: همانطور که از نامش پیداست، ReactDOM.unstable_batchedUpdates یک API ناپایدار بود و ممکن بود در نسخه‌های آینده ری‌اکت تغییر کند یا حذف شود. به طور کلی توصیه می‌شود از دسته‌بندی خودکار ارائه شده توسط React 18 یا بالاتر استفاده کنید.

دسته‌بندی خودکار در React 18 و بالاتر

ری‌اکت 18 دسته‌بندی خودکار را برای تمام به‌روزرسانی‌های state، صرف نظر از همگام یا ناهمگام بودن آنها، معرفی کرد. این بدان معناست که دیگر نیازی به استفاده دستی از ReactDOM.unstable_batchedUpdates برای دسته‌بندی به‌روزرسانی‌های ناهمگام ندارید. ری‌اکت 18 به طور خودکار این کار را برای شما انجام می‌دهد و کد شما را ساده‌تر کرده و عملکرد را بهبود می‌بخشد.

این یک بهبود قابل توجه است، زیرا یک منبع رایج مشکلات عملکردی را از بین می‌برد و نوشتن اپلیکیشن‌های کارآمد ری‌اکت را آسان‌تر می‌کند. با دسته‌بندی خودکار، می‌توانید بر روی نوشتن منطق اپلیکیشن خود تمرکز کنید بدون اینکه نگران بهینه‌سازی دستی به‌روزرسانی‌های state باشید.

مزایای دسته‌بندی خودکار

• کد ساده‌تر: نیاز به دسته‌بندی دستی را از بین می‌برد و کد شما را تمیزتر و نگهداری آن را آسان‌تر می‌کند.
• عملکرد بهبود یافته: تضمین می‌کند که تمام به‌روزرسانی‌های state دسته‌بندی می‌شوند و منجر به عملکرد بهتر در طیف وسیع‌تری از سناریوها می‌شود.
• کاهش بار شناختی: شما را از فکر کردن در مورد دسته‌بندی آزاد می‌کند و به شما امکان می‌دهد بر جنبه‌های دیگر اپلیکیشن خود تمرکز کنید.
• رفتار سازگارتر: رفتار سازگارتر و قابل پیش‌بینی‌تری را در انواع مختلف به‌روزرسانی‌های state فراهم می‌کند.

نکات عملی برای بهینه‌سازی تغییرات State

در حالی که مکانیزم به‌روزرسانی دسته‌ای ری‌اکت مزایای عملکردی قابل توجهی را ارائه می‌دهد، هنوز چندین نکته عملی وجود دارد که می‌توانید برای بهینه‌سازی بیشتر تغییرات state در اپلیکیشن‌های خود دنبال کنید:

1. به حداقل رساندن به‌روزرسانی‌های غیرضروری State: با دقت در نظر بگیرید که کدام متغیرهای state واقعاً ضروری هستند و از به‌روزرسانی غیرضروری state خودداری کنید. به‌روزرسانی‌های اضافی می‌توانند باعث رندرهای مجدد غیرضروری شوند، حتی با وجود به‌روزرسانی‌های دسته‌ای.
2. استفاده از به‌روزرسانی‌های تابعی: هنگام به‌روزرسانی state بر اساس state قبلی، از فرم تابعی setState (یا تابع به‌روزرسان بازگشتی از useState) استفاده کنید. این کار تضمین می‌کند که شما با state قبلی صحیح کار می‌کنید، حتی زمانی که به‌روزرسانی‌ها دسته‌بندی شده‌اند.
3. ممویز کردن کامپوننت‌ها: از React.memo برای ممویز کردن کامپوننت‌هایی که چندین بار props یکسانی دریافت می‌کنند، استفاده کنید. این کار از رندرهای مجدد غیرضروری این کامپوننت‌ها جلوگیری می‌کند.
4. استفاده از useCallback و useMemo: این هوک‌ها به شما کمک می‌کنند تا به ترتیب توابع و مقادیر را ممویز کنید. این می‌تواند از رندرهای مجدد غیرضروری کامپوننت‌های فرزند که به این توابع یا مقادیر وابسته هستند، جلوگیری کند.
5. مجازی‌سازی لیست‌های طولانی: هنگام رندر کردن لیست‌های طولانی از داده‌ها، از تکنیک‌های مجازی‌سازی استفاده کنید تا فقط آیتم‌هایی که در حال حاضر روی صفحه قابل مشاهده هستند، رندر شوند. این می‌تواند به طور قابل توجهی عملکرد را بهبود بخشد، به خصوص هنگام کار با مجموعه داده‌های بزرگ. کتابخانه‌هایی مانند react-window و react-virtualized برای این کار مفید هستند.
6. پروفایل کردن اپلیکیشن: از ابزار Profiler ری‌اکت برای شناسایی گلوگاه‌های عملکردی در اپلیکیشن خود استفاده کنید. این ابزار می‌تواند به شما کمک کند تا کامپوننت‌هایی را که بیش از حد رندر می‌شوند یا رندر آنها زمان زیادی می‌برد، شناسایی کنید.

تکنیک‌های پیشرفته: Debouncing و Throttling

در سناریوهایی که به‌روزرسانی‌های state به طور مکرر توسط ورودی کاربر آغاز می‌شوند، مانند تایپ کردن در یک کادر جستجو، debouncing و throttling می‌توانند تکنیک‌های ارزشمندی برای بهینه‌سازی عملکرد باشند. این تکنیک‌ها نرخ پردازش به‌روزرسانی‌های state را محدود کرده و از رندرهای مجدد بیش از حد جلوگیری می‌کنند.

Debouncing

Debouncing اجرای یک تابع را تا پس از یک دوره عدم فعالیت مشخص به تأخیر می‌اندازد. در زمینه به‌روزرسانی‌های state، این بدان معناست که state تنها پس از اینکه کاربر برای مدت زمان مشخصی تایپ کردن را متوقف کرد، به‌روزرسانی می‌شود. این برای سناریوهایی مفید است که فقط نیاز به واکنش به مقدار نهایی دارید، مانند یک عبارت جستجو.

Throttling

Throttling نرخ اجرای یک تابع را محدود می‌کند. در زمینه به‌روزرسانی‌های state، این بدان معناست که state فقط با یک فرکانس مشخص به‌روزرسانی می‌شود، صرف نظر از اینکه کاربر چقدر تایپ می‌کند. این برای سناریوهایی مفید است که نیاز به ارائه بازخورد مداوم به کاربر دارید، مانند یک نوار پیشرفت.

اشتباهات رایج و نحوه اجتناب از آنها

• تغییر مستقیم State: از تغییر مستقیم شیء state خودداری کنید. همیشه از setState (یا تابع به‌روزرسان بازگشتی از useState) برای به‌روزرسانی state استفاده کنید. تغییر مستقیم state می‌تواند منجر به رفتار غیرمنتظره و مشکلات عملکردی شود.
• رندرهای مجدد غیرضروری: درخت کامپوننت خود را به دقت تحلیل کنید تا رندرهای مجدد غیرضروری را شناسایی و حذف کنید. از تکنیک‌های ممویزیشن استفاده کنید و از ارسال props غیرضروری به کامپوننت‌های فرزند خودداری کنید.
• تطبیق پیچیده: از ایجاد ساختارهای کامپوننت بیش از حد پیچیده که می‌توانند فرآیند تطبیق (reconciliation) را کند کنند، خودداری کنید. درخت کامپوننت خود را ساده کنید و از تکنیک‌هایی مانند code splitting برای بهبود عملکرد استفاده کنید.
• نادیده گرفتن هشدارهای عملکردی: به هشدارهای عملکردی در ابزارهای توسعه‌دهنده ری‌اکت توجه کنید. این هشدارها می‌توانند بینش‌های ارزشمندی در مورد مشکلات عملکردی بالقوه در اپلیکیشن شما ارائه دهند.

ملاحظات بین‌المللی

هنگام توسعه اپلیکیشن‌های ری‌اکت برای مخاطبان جهانی، در نظر گرفتن بین‌المللی‌سازی (i18n) و بومی‌سازی (l10n) بسیار مهم است. این شیوه‌ها شامل تطبیق اپلیکیشن شما با زبان‌ها، مناطق و فرهنگ‌های مختلف است.

• پشتیبانی از زبان: اطمینان حاصل کنید که اپلیکیشن شما از چندین زبان پشتیبانی می‌کند. از کتابخانه‌های i18n مانند react-i18next برای مدیریت ترجمه‌ها و تغییر پویا بین زبان‌ها استفاده کنید.
• قالب‌بندی تاریخ و زمان: از قالب‌بندی تاریخ و زمان آگاه از منطقه (locale-aware) برای نمایش تاریخ‌ها و زمان‌ها در قالب مناسب برای هر منطقه استفاده کنید.
• قالب‌بندی اعداد: از قالب‌بندی اعداد آگاه از منطقه برای نمایش اعداد در قالب مناسب برای هر منطقه استفاده کنید.
• قالب‌بندی ارز: از قالب‌بندی ارز آگاه از منطقه برای نمایش ارزها در قالب مناسب برای هر منطقه استفاده کنید.
• پشتیبانی از راست‌به‌چپ (RTL): اطمینان حاصل کنید که اپلیکیشن شما از زبان‌های RTL مانند عربی و عبری پشتیبانی می‌کند. از ویژگی‌های منطقی CSS برای ایجاد طرح‌بندی‌هایی که با هر دو زبان LTR و RTL سازگار هستند، استفاده کنید.

نتیجه‌گیری

مکانیزم به‌روزرسانی دسته‌ای ری‌اکت ابزاری قدرتمند برای بهینه‌سازی عملکرد اپلیکیشن‌های شماست. با درک نحوه کار به‌روزرسانی‌های دسته‌ای و پیروی از نکات عملی ذکر شده در این مقاله، می‌توانید به طور قابل توجهی پاسخگویی و کارایی اپلیکیشن‌های ری‌اکت خود را بهبود بخشیده و منجر به تجربه کاربری بهتری شوید. با معرفی دسته‌بندی خودکار در ری‌اکت 18، بهینه‌سازی تغییرات state حتی آسان‌تر شده است. با پذیرش این بهترین شیوه‌ها، می‌توانید اطمینان حاصل کنید که اپلیکیشن‌های ری‌اکت شما عملکرد بالا، مقیاس‌پذیر و قابل نگهداری هستند و تجربه‌ای یکپارچه را به کاربران در سراسر جهان ارائه می‌دهند.

به یاد داشته باشید که از ابزارهایی مانند React Profiler برای شناسایی گلوگاه‌های عملکردی خاص استفاده کرده و تلاش‌های بهینه‌سازی خود را بر اساس آن تنظیم کنید. نظارت و بهبود مستمر کلید حفظ یک اپلیکیشن ری‌اکت با عملکرد بالا است.