۷ شهریور ۱۴۰۴فارسی

بررسی عمیق زمان‌بندی همزمان React، شامل خطوط اولویت، مدیریت وقفه و بهینه‌سازی عملکرد. با این قابلیت قدرتمند React، رابط‌های کاربری روان‌تر و پاسخ‌گوتر بسازید.

زمان‌بندی همزمان در React: تسلط بر خطوط اولویت و مدیریت وقفه‌ها

زمان‌بندی همزمان در React (React Concurrent Scheduling)، یکی از ویژگی‌های اصلی React 18 و نسخه‌های جدیدتر، یک تغییر پارادایم در نحوه مدیریت و رندر آپدیت‌ها در برنامه‌های React است. این قابلیت پتانسیل ایجاد رابط‌های کاربری پاسخ‌گوتر و با عملکرد بهتر را فراهم می‌کند، به‌ویژه در برنامه‌های پیچیده‌ای که وظایف طولانی‌مدت می‌توانند نخ اصلی (main thread) را مسدود کرده و منجر به تجربه کاربری ناخوشایندی شوند. این راهنمای جامع به بررسی جزئیات زمان‌بندی همزمان، خطوط اولویت، مدیریت وقفه‌ها و استراتژی‌های عملی برای بهینه‌سازی برنامه‌های React شما می‌پردازد.

درک زمان‌بندی همزمان در React

قبل از زمان‌بندی همزمان، React عمدتاً به صورت همگام (synchronous) عمل می‌کرد. هنگامی که یک آپدیت رخ می‌داد، React بلافاصله فرآیند تطبیق (reconciliation) را آغاز می‌کرد که به طور بالقوه نخ اصلی را مسدود کرده و از پاسخ‌گویی مرورگر به تعاملات کاربر جلوگیری می‌کرد. این امر می‌توانست منجر به تأخیرهای قابل توجه و یک رابط کاربری ناهموار (janky) شود.

زمان‌بندی همزمان رویکرد جدیدی را معرفی می‌کند. React اکنون می‌تواند وظایف رندرینگ را به واحدهای کوچک‌تر و قابل وقفه تقسیم کند. این به React اجازه می‌دهد تا بر اساس اولویت و نیازهای پاسخ‌گویی برنامه، وظایف رندرینگ را متوقف، از سر بگیرد یا حتی رها کند. این مانند داشتن یک مدیر وظیفه بسیار کارآمد برای آپدیت‌های رابط کاربری شما است.

مفاهیم کلیدی:

حالت همزمان (Concurrent Mode): اصطلاح کلی برای مجموعه ویژگی‌های React که رندرینگ همزمان را فعال می‌کنند.
خطوط اولویت (Priority Lanes): مکانیسم‌هایی برای تخصیص اولویت‌های مختلف به انواع مختلف آپدیت‌ها.
رندرینگ قابل وقفه (Interruptible Rendering): React می‌تواند وظایف رندرینگ را متوقف و از سر بگیرد تا آپدیت‌های مهم‌تر را در اولویت قرار دهد.
Suspense: مکانیسمی برای مدیریت عملیات ناهمگام مانند واکشی داده به روشی اعلانی (declarative) که عملکرد ادراک‌شده برنامه شما را بهبود می‌بخشد.
Transitions: قابلیتی که به شما امکان می‌دهد برخی از آپدیت‌های state را به عنوان غیرفوری علامت‌گذاری کنید، و به React اجازه می‌دهد تا تعاملات مهم‌تر را در اولویت قرار دهد.

خطوط اولویت: مدیریت فوریت آپدیت‌ها

خطوط اولویت در قلب زمان‌بندی همزمان قرار دارند. آن‌ها راهی برای طبقه‌بندی آپدیت‌ها بر اساس اهمیت و تأثیرشان بر تجربه کاربری فراهم می‌کنند. سپس React از این اولویت‌ها برای تعیین اینکه کدام آپدیت‌ها را ابتدا پردازش کند و با چه شدتی آن‌ها را رندر کند، استفاده می‌کند.

آن را مانند یک بزرگراه با خطوط مختلف برای انواع مختلف ترافیک در نظر بگیرید. وسایل نقلیه اورژانسی (آپدیت‌های با اولویت بالا) سریع‌ترین خط را در اختیار دارند، در حالی که ترافیک کندتر (آپدیت‌های با اولویت پایین) خطوط دیگر را اشغال می‌کنند.

سطوح اولویت رایج:

اولویت فوری (Immediate Priority): برای آپدیت‌هایی که باید بلافاصله پردازش شوند، مانند رویدادهای ورودی کاربر (مثلاً تایپ کردن در یک فیلد متنی).
اولویت مسدودکننده کاربر (User-Blocking Priority): برای آپدیت‌هایی که کاربر را از تعامل با رابط کاربری باز می‌دارند.
اولویت عادی (Normal Priority): اولویت پیش‌فرض برای اکثر آپدیت‌ها.
اولویت پایین (Low Priority): برای آپدیت‌هایی که برای تجربه کاربری حیاتی نیستند و می‌توانند به تعویق بیفتند.
اولویت بیکاری (Idle Priority): برای آپدیت‌هایی که می‌توانند زمانی که مرورگر بیکار است، انجام شوند.

در حالی که شما نمی‌توانید به طور مستقیم سطح اولویت را برای هر آپدیت مشخص کنید، React اولویت را بر اساس زمینه‌ای که آپدیت در آن رخ می‌دهد، استنباط می‌کند. به عنوان مثال، آپدیت‌های ناشی از event handler‌ها (مانند `onClick`، `onChange`) معمولاً اولویت بالاتری نسبت به آپدیت‌های ناشی از `setTimeout` یا `setInterval` دارند.

استفاده از Transitions برای آپدیت‌های با اولویت پایین

هوک `useTransition` یک راه قدرتمند برای علامت‌گذاری صریح برخی از آپدیت‌های state به عنوان اولویت پایین فراهم می‌کند. این امر به‌ویژه برای انیمیشن‌ها، انتقال‌های رابط کاربری و سایر آپدیت‌های غیرفوری که می‌توانند بدون تأثیر منفی بر تجربه کاربری به تعویق بیفتند، مفید است.

در اینجا یک مثال آورده شده است:


import { useState, useTransition } from 'react';

function MyComponent() {
  const [isPending, startTransition] = useTransition();
  const [text, setText] = useState('');

  const handleChange = (e) => {
    startTransition(() => {
      setText(e.target.value);
    });
  };

  return (
    
      
      {isPending ? Updating...
 : Text: {text}}
    
  );
}

در این مثال، آپدیت `setText` در `startTransition` پیچیده شده است. این به React می‌گوید که این آپدیت را به عنوان اولویت پایین در نظر بگیرد. اگر مرورگر مشغول باشد، React ممکن است آپدیت را به تأخیر بیندازد تا از مسدود شدن نخ اصلی جلوگیری کند. فلگ `isPending` می‌تواند برای نمایش یک نشانگر بارگذاری به کاربر استفاده شود.

مدیریت وقفه: پاسخ به تعاملات کاربر

یکی از مزایای کلیدی زمان‌بندی همزمان، توانایی آن در متوقف کردن وظایف رندرینگ طولانی‌مدت هنگام وقوع یک آپدیت با اولویت بالاتر است. این تضمین می‌کند که رابط کاربری به تعاملات کاربر پاسخ‌گو باقی بماند، حتی زمانی که کامپوننت‌های پیچیده در حال رندر شدن هستند.

سناریویی را تصور کنید که در حال رندر کردن یک لیست طولانی از آیتم‌ها هستید. هنگامی که کاربر در لیست اسکرول می‌کند، React باید رابط کاربری را برای نمایش آیتم‌های قابل مشاهده آپدیت کند. بدون زمان‌بندی همزمان، رندر کردن کل لیست می‌تواند نخ اصلی را مسدود کند و باعث شود اسکرول کردن ناهموار به نظر برسد. با زمان‌بندی همزمان، React می‌تواند رندر لیست را هنگام اسکرول کاربر متوقف کند و رویداد اسکرول را در اولویت قرار دهد و تجربه اسکرول روان را تضمین کند.

وقفه چگونه کار می‌کند:

React شروع به رندر کردن یک درخت کامپوننت می‌کند.
اگر یک آپدیت با اولویت بالاتر رخ دهد (مثلاً کلیک کاربر یا فشار دادن یک کلید)، React وظیفه رندرینگ فعلی را متوقف می‌کند.
React آپدیت با اولویت بالاتر را پردازش می‌کند.
پس از تکمیل آپدیت با اولویت بالاتر، React می‌تواند وظیفه رندرینگ متوقف شده را از سر بگیرد یا آن را به طور کامل رها کند، بسته به اینکه آیا وظیفه متوقف شده هنوز مرتبط است یا خیر.

این مکانیسم وقفه به React اجازه می‌دهد تا استراتژی رندرینگ خود را به صورت پویا بر اساس نیازهای فعلی برنامه تنظیم کند و اطمینان حاصل کند که تجربه کاربری روان و پاسخ‌گو باقی می‌ماند.

Suspense: واکشی داده اعلانی و حالت‌های بارگذاری

Suspense یکی دیگر از ویژگی‌های قدرتمندی است که به طور یکپارچه با زمان‌بندی همزمان کار می‌کند. این به شما امکان می‌دهد عملیات ناهمگام مانند واکشی داده را به روشی اعلانی مدیریت کنید، که کد شما را تمیزتر و قابل فهم‌تر می‌کند. Suspense همچنین با اجازه دادن به شما برای نمایش محتوای جایگزین (fallback) در حین بارگذاری داده‌ها، عملکرد ادراک‌شده برنامه شما را بهبود می‌بخشد.

به طور سنتی، واکشی داده در React شامل مدیریت دستی حالت‌های بارگذاری و خطا بود. این اغلب منجر به کدهای پیچیده و طولانی می‌شد. Suspense این فرآیند را با اجازه دادن به شما برای پیچیدن کامپوننت‌هایی که به داده‌های ناهمگام وابسته‌اند در یک مرز `Suspense` ساده می‌کند. سپس می‌توانید یک کامپوننت جایگزین برای نمایش در حین بارگذاری داده‌ها مشخص کنید.

در اینجا یک مثال با استفاده از یک تابع فرضی `fetchData` آورده شده است:


import { Suspense } from 'react';

function MyComponent() {
  const data = fetchData(); // This might throw a Promise

  return (
    
      {data.title}
      {data.description}
    
  );
}

function App() {
  return (
    Loading...}>
      
    
  );
}

در این مثال، اگر `fetchData` یک Promise برگرداند (که نشان می‌دهد داده هنوز در دسترس نیست)، React رندر `MyComponent` را به تعویق می‌اندازد و کامپوننت جایگزین (`

`) را تا زمان حل شدن Promise نمایش می‌دهد. پس از در دسترس قرار گرفتن داده‌ها، React رندر `MyComponent` را با داده‌های واکشی شده از سر می‌گیرد.

Suspense به طور استثنایی با زمان‌بندی همزمان به خوبی کار می‌کند. هنگامی که یک کامپوننت به تعویق می‌افتد، React می‌تواند فرآیند رندرینگ را متوقف کرده و روی وظایف دیگر کار کند. این به React اجازه می‌دهد تا در حین انتظار برای بارگذاری داده‌ها، آپدیت‌های مهم‌تر را در اولویت قرار دهد و پاسخ‌گویی کلی برنامه را بهبود بخشد.

بهینه‌سازی برنامه‌های React با زمان‌بندی همزمان

برای بهره‌برداری کامل از مزایای زمان‌بندی همزمان، اتخاذ بهترین شیوه‌ها برای بهینه‌سازی برنامه‌های React شما ضروری است.

استراتژی‌های کلیدی بهینه‌سازی:

به حداقل رساندن رندرهای مجدد غیرضروری: از `React.memo`، `useMemo` و `useCallback` برای جلوگیری از رندر مجدد کامپوننت‌ها در زمانی که props آن‌ها تغییر نکرده است، استفاده کنید. استفاده از ساختارهای داده تغییرناپذیر (immutable) را به‌ویژه برای stateهای پیچیده در نظر بگیرید.
بهینه‌سازی واکشی داده: از تکنیک‌های کارآمد واکشی داده مانند کشینگ (caching) و صفحه‌بندی (pagination) برای کاهش مقدار داده‌ای که باید واکشی و رندر شود، استفاده کنید. ابزارهایی مانند `swr` و `react-query` می‌توانند این فرآیند را تا حد زیادی ساده کنند.
تجزیه کامپوننت‌های بزرگ: کامپوننت‌های بزرگ و پیچیده را به کامپوننت‌های کوچک‌تر و قابل مدیریت‌تر تجزیه کنید. این می‌تواند عملکرد رندرینگ را بهبود بخشد و کد شما را برای درک و نگهداری آسان‌تر کند.
استفاده از Web Workers برای وظایف سنگین پردازشی: وظایف سنگین پردازشی (CPU-intensive) مانند پردازش تصویر یا محاسبات پیچیده را به Web Workers منتقل کنید تا از مسدود شدن نخ اصلی جلوگیری شود.
پروفایل کردن برنامه: از React Profiler برای شناسایی گلوگاه‌های عملکردی و زمینه‌های بهینه‌سازی استفاده کنید. تأثیر کد خود را بر چرخه رندر درک کنید.
استفاده از Debounce و Throttle برای Event Handlerها: نرخ اجرای event handlerها را محدود کنید تا از آپدیت‌های بیش از حد جلوگیری شود. به عنوان مثال، در یک ورودی جستجو، ممکن است فقط بخواهید پس از اینکه کاربر برای مدت کوتاهی تایپ کردن را متوقف کرد، جستجو را فعال کنید.

ملاحظات بین‌المللی:

بومی‌سازی (l10n): اطمینان حاصل کنید که برنامه شما می‌تواند زبان‌ها و زمینه‌های فرهنگی مختلف را مدیریت کند. از کتابخانه‌های بین‌المللی‌سازی (مانند `i18next`) برای مدیریت ترجمه‌ها و تطبیق رابط کاربری خود با مناطق مختلف استفاده کنید.
قالب‌بندی تاریخ و زمان: از قالب‌بندی مناسب تاریخ و زمان بر اساس منطقه کاربر استفاده کنید. کتابخانه‌هایی مانند `date-fns` و `moment.js` (اگرچه به دلیل حجم و منسوخ شدن آن، جایگزین‌ها را در نظر بگیرید) می‌توانند در این زمینه کمک کنند.
قالب‌بندی اعداد و ارز: اعداد و ارزها را مطابق با منطقه کاربر قالب‌بندی کنید.
چیدمان راست-به-چپ (RTL): با استفاده از ویژگی‌های منطقی CSS و کتابخانه‌هایی که تبدیل‌های چیدمان RTL را مدیریت می‌کنند، از زبان‌های RTL (مانند عربی، عبری) پشتیبانی کنید.
دسترسی‌پذیری (a11y): با پیروی از دستورالعمل‌های دسترسی‌پذیری و استفاده از ویژگی‌های ARIA، اطمینان حاصل کنید که برنامه شما برای کاربران دارای معلولیت قابل دسترس است.

نمونه‌های واقعی و موارد استفاده

بیایید چند نمونه واقعی از چگونگی استفاده از زمان‌بندی همزمان برای بهبود عملکرد برنامه‌های React را بررسی کنیم.

مثال ۱: مصورسازی داده‌های پیچیده

برنامه‌هایی که مصورسازی‌های داده پیچیده مانند نمودارها را نمایش می‌دهند، اغلب شامل رندر تعداد زیادی از عناصر هستند. بدون زمان‌بندی همزمان، رندر این مصورسازی‌ها می‌تواند کند و غیرپاسخ‌گو باشد. با استفاده از زمان‌بندی همزمان و تکنیک‌هایی مانند مجازی‌سازی (virtualization) (رندر کردن تنها بخش‌های قابل مشاهده از مصورسازی)، می‌توانید عملکرد و پاسخ‌گویی این برنامه‌ها را به طور قابل توجهی بهبود بخشید.

مثال ۲: داشبوردهای داده بلادرنگ

داشبوردهای داده بلادرنگ که جریان‌های داده در حال به‌روزرسانی مداوم را نمایش می‌دهند، باید به تعاملات کاربر بسیار پاسخ‌گو باشند. زمان‌بندی همزمان به شما امکان می‌دهد تا تعاملات کاربر را بر آپدیت‌های داده اولویت‌بندی کنید و اطمینان حاصل کنید که داشبورد حتی در هنگام دریافت داده‌های جدید، تعاملی باقی می‌ماند. استفاده از transitions برای روان‌سازی آپدیت‌های داده نیز مفید است.

مثال ۳: برنامه‌های تجارت الکترونیک با فیلترینگ پیچیده

برنامه‌های تجارت الکترونیک اغلب شامل عملیات فیلترینگ و مرتب‌سازی پیچیده هستند. هنگامی که کاربر یک فیلتر را اعمال می‌کند، برنامه باید لیست محصولات را دوباره رندر کند. با زمان‌بندی همزمان، می‌توانید رندر مجدد لیست محصولات را به عنوان یک وظیفه با اولویت پایین علامت‌گذاری کنید، که به برنامه اجازه می‌دهد در حین انجام فیلترینگ، به تعاملات کاربر پاسخ‌گو بماند. نمایش یک نشانگر بارگذاری در طول فرآیند فیلترینگ نیز یک عمل خوب است.

مثال ۴: ویرایشگرهای اسناد مشارکتی

ویرایشگرهای اسناد مشارکتی نیازمند همگام‌سازی و رندر مداوم آپدیت‌ها از چندین کاربر هستند. زمان‌بندی همزمان می‌تواند به مدیریت کارآمد این آپدیت‌ها کمک کند، ورودی کاربر را در اولویت قرار دهد و تجربه ویرایش روان را حتی با چندین کاربر همزمان حفظ کند. آپدیت‌های خوش‌بینانه (Optimistic updates) می‌توانند پاسخ‌گویی ادراک‌شده را بیشتر افزایش دهند.

نتیجه‌گیری: پذیرش زمان‌بندی همزمان برای تجربه کاربری بهتر

زمان‌بندی همزمان در React یک ابزار قدرتمند برای ساخت برنامه‌های React پاسخ‌گوتر و با عملکرد بهتر است. با درک مفاهیم خطوط اولویت، مدیریت وقفه، Suspense و Transitions، می‌توانید برنامه‌های خود را برای ارائه یک تجربه کاربری روان‌تر و جذاب‌تر بهینه‌سازی کنید. با ادامه تکامل React، زمان‌بندی همزمان بدون شک به بخش مهم‌تری از چشم‌انداز توسعه React تبدیل خواهد شد. با پذیرش این ویژگی‌های جدید و بهترین شیوه‌ها، می‌توانید برنامه‌های وب در سطح جهانی بسازید که کاربران را در سراسر جهان به وجد می‌آورد.

از آزمایش و کاوش در امکاناتی که زمان‌بندی همزمان ارائه می‌دهد، نترسید. برنامه‌های خود را پروفایل کنید، گلوگاه‌های عملکردی را شناسایی کنید و کد خود را برای دستیابی به عملکرد بهینه تکرار کنید. با یادگیری و بهبود مداوم مهارت‌های خود، می‌توانید به یک استاد در زمان‌بندی همزمان React تبدیل شوید و برنامه‌های وب واقعاً استثنایی بسازید.