کلیدهای تطبیق (Reconciliation) در React: بهینه‌سازی رندر لیست‌ها برای عملکرد بهتر

DOM مجازی و الگوریتم تطبیق (reconciliation) React در قلب کارایی عملکرد آن قرار دارند. با این حال، رندر لیست‌ها به صورت پویا، اگر به درستی مدیریت نشود، اغلب باعث ایجاد گلوگاه‌های عملکردی می‌شود. این مقاله به بررسی نقش حیاتی کلیدها در فرآیند تطبیق React هنگام رندر لیست‌ها می‌پردازد و چگونگی تأثیر قابل توجه آن‌ها بر عملکرد و تجربه کاربری را بررسی می‌کند. ما بهترین شیوه‌ها، اشتباهات رایج و مثال‌های عملی را بررسی خواهیم کرد تا به شما در تسلط بر بهینه‌سازی رندر لیست در اپلیکیشن‌های React خود کمک کنیم.

درک تطبیق در React

در هسته خود، تطبیق React فرآیند مقایسه DOM مجازی با DOM واقعی و به‌روزرسانی تنها بخش‌های ضروری برای بازتاب تغییرات در وضعیت اپلیکیشن است. هنگامی که وضعیت یک کامپوننت تغییر می‌کند، React کل DOM را دوباره رندر نمی‌کند؛ در عوض، یک نمایش جدید از DOM مجازی ایجاد کرده و آن را با نسخه قبلی مقایسه می‌کند. این فرآیند حداقل مجموعه عملیات مورد نیاز برای به‌روزرسانی DOM واقعی را شناسایی کرده، دستکاری‌های پرهزینه DOM را به حداقل رسانده و عملکرد را بهبود می‌بخشد.

نقش DOM مجازی

DOM مجازی یک نمایش سبک و درون حافظه‌ای از DOM واقعی است. React از آن به عنوان یک فضای آماده‌سازی برای اعمال کارآمد تغییرات قبل از اعمال آن‌ها به DOM واقعی استفاده می‌کند. این انتزاع به React اجازه می‌دهد تا به‌روزرسانی‌ها را دسته‌بندی کند، رندر را بهینه‌سازی کند و روشی اعلانی برای توصیف UI فراهم آورد.

الگوریتم تطبیق: یک نمای کلی

الگوریتم تطبیق React عمدتاً بر دو چیز تمرکز دارد:

• مقایسه نوع عنصر: اگر انواع عناصر متفاوت باشند (مثلاً یک <div> به یک <span> تغییر کند)، React درخت قدیمی را به طور کامل unmount کرده و درخت جدید را mount می‌کند.
• به‌روزرسانی ویژگی‌ها و محتوا: اگر انواع عناصر یکسان باشند، React تنها ویژگی‌ها و محتوایی را که تغییر کرده‌اند به‌روزرسانی می‌کند.

با این حال، هنگام کار با لیست‌ها، این رویکرد ساده می‌تواند ناکارآمد شود، به ویژه زمانی که آیتم‌ها اضافه، حذف یا دوباره مرتب می‌شوند.

اهمیت کلیدها در رندر لیست

هنگام رندر لیست‌ها، React به راهی برای شناسایی منحصر به فرد هر آیتم در میان رندرها نیاز دارد. اینجاست که کلیدها وارد عمل می‌شوند. کلیدها ویژگی‌های خاصی هستند که شما به هر آیتم در یک لیست اضافه می‌کنید و به React کمک می‌کنند تا تشخیص دهد کدام آیتم‌ها تغییر کرده، اضافه شده یا حذف شده‌اند. بدون کلیدها، React مجبور به فرضیه‌سازی می‌شود که اغلب منجر به دستکاری‌های غیرضروری DOM و کاهش عملکرد می‌شود.

چگونه کلیدها به تطبیق کمک می‌کنند

کلیدها یک هویت پایدار برای هر آیتم لیست به React ارائه می‌دهند. هنگامی که لیست تغییر می‌کند، React از این کلیدها برای موارد زیر استفاده می‌کند:

• شناسایی آیتم‌های موجود: React می‌تواند تشخیص دهد که آیا یک آیتم هنوز در لیست وجود دارد یا خیر.
• ردیابی ترتیب مجدد: React می‌تواند تشخیص دهد که آیا یک آیتم در لیست جابجا شده است.
• شناسایی آیتم‌های جدید: React می‌تواند آیتم‌های تازه اضافه شده را شناسایی کند.
• تشخیص آیتم‌های حذف شده: React می‌تواند تشخیص دهد که چه زمانی یک آیتم از لیست حذف شده است.

با استفاده از کلیدها، React می‌تواند به‌روزرسانی‌های هدفمندی را روی DOM انجام دهد و از رندرهای غیرضروری کل بخش‌های لیست جلوگیری کند. این امر منجر به بهبود قابل توجه عملکرد، به ویژه برای لیست‌های بزرگ و پویا می‌شود.

چه اتفاقی بدون کلیدها می‌افتد؟

اگر هنگام رندر یک لیست، کلیدها را ارائه ندهید، React از ایندکس آیتم به عنوان کلید پیش‌فرض استفاده می‌کند. اگرچه این ممکن است در ابتدا کار کند، اما زمانی که لیست به روش‌هایی غیر از افزودن ساده آیتم به انتها تغییر می‌کند، می‌تواند مشکل‌ساز شود.

سناریوهای زیر را در نظر بگیرید:

• افزودن یک آیتم به ابتدای لیست: ایندکس تمام آیتم‌های بعدی تغییر می‌کند و باعث می‌شود React آن‌ها را بدون دلیل دوباره رندر کند، حتی اگر محتوایشان تغییر نکرده باشد.
• حذف یک آیتم از وسط لیست: مشابه افزودن یک آیتم در ابتدا، ایندکس تمام آیتم‌های بعدی تغییر می‌کند و منجر به رندرهای غیرضروری می‌شود.
• مرتب‌سازی مجدد آیتم‌ها در لیست: React به احتمال زیاد بیشتر یا تمام آیتم‌های لیست را دوباره رندر خواهد کرد، زیرا ایندکس‌های آن‌ها تغییر کرده است.

این رندرهای غیرضروری می‌توانند از نظر محاسباتی پرهزینه باشند و منجر به مشکلات عملکردی قابل توجهی شوند، به خصوص در اپلیکیشن‌های پیچیده یا روی دستگاه‌هایی با قدرت پردازش محدود. UI ممکن است کند یا غیرپاسخگو به نظر برسد و بر تجربه کاربری تأثیر منفی بگذارد.

انتخاب کلیدهای مناسب

انتخاب کلیدهای مناسب برای تطبیق مؤثر بسیار مهم است. یک کلید خوب باید:

• منحصر به فرد باشد: هر آیتم در لیست باید یک کلید متمایز داشته باشد.
• پایدار باشد: کلید نباید در میان رندرها تغییر کند مگر اینکه خود آیتم جایگزین شود.
• قابل پیش‌بینی باشد: کلید باید به راحتی از داده‌های آیتم قابل تعیین باشد.

در اینجا چند استراتژی رایج برای انتخاب کلیدها آورده شده است:

استفاده از شناسه‌های منحصر به فرد از منبع داده

اگر منبع داده شما شناسه‌های منحصر به فردی برای هر آیتم فراهم می‌کند (مثلاً یک شناسه پایگاه داده یا UUID)، این انتخاب ایده‌آل برای کلیدها است. این شناسه‌ها معمولاً پایدار و تضمین شده منحصر به فرد هستند.

مثال:

            
const items = [
 { id: 'a1b2c3d4', name: 'Apple' },
 { id: 'e5f6g7h8', name: 'Banana' },
 { id: 'i9j0k1l2', name: 'Cherry' },
];

function ItemList() {
 return (
 

 {items.map(item => (
 <li key={item.id}>{item.name}</li>
 ))}
 
 );
}

            

              
                Copy
              
            
          

در این مثال، ویژگی id از هر آیتم به عنوان کلید استفاده می‌شود. این تضمین می‌کند که هر آیتم لیست یک شناسه منحصر به فرد و پایدار داشته باشد.

تولید شناسه‌های منحصر به فرد در سمت کلاینت

اگر داده‌های شما دارای شناسه‌های منحصر به فرد نیستند، می‌توانید آن‌ها را در سمت کلاینت با استفاده از کتابخانه‌هایی مانند uuid یا nanoid تولید کنید. با این حال، به طور کلی بهتر است در صورت امکان شناسه‌های منحصر به فرد را در سمت سرور اختصاص دهید. تولید در سمت کلاینت ممکن است هنگام کار با داده‌هایی که کاملاً در مرورگر ایجاد شده‌اند قبل از ذخیره در پایگاه داده، ضروری باشد.

مثال:

            
import { v4 as uuidv4 } from 'uuid';

function ItemList({ items }) {
 const itemsWithIds = items.map(item => ({ ...item, id: uuidv4() }));

 return (
 

 {itemsWithIds.map(item => (
 <li key={item.id}>{item.name}</li>
 ))}
 
 );
}

            

              
                Copy
              
            
          

در این مثال، تابع uuidv4() یک شناسه منحصر به فرد برای هر آیتم قبل از رندر لیست تولید می‌کند. توجه داشته باشید که این رویکرد ساختار داده را تغییر می‌دهد، بنابراین اطمینان حاصل کنید که با الزامات اپلیکیشن شما همخوانی دارد.

استفاده از ترکیبی از ویژگی‌ها

در موارد نادر، ممکن است یک شناسه منحصر به فرد نداشته باشید اما بتوانید با ترکیب چندین ویژگی یکی ایجاد کنید. با این حال، این رویکرد باید با احتیاط استفاده شود، زیرا اگر ویژگی‌های ترکیبی واقعاً منحصر به فرد و پایدار نباشند، می‌تواند پیچیده و مستعد خطا شود.

مثال (با احتیاط استفاده شود!):

            
const items = [
 { firstName: 'John', lastName: 'Doe', age: 30 },
 { firstName: 'Jane', lastName: 'Doe', age: 25 },
];

function ItemList() {
 return (
 

 {items.map(item => (
 <li key={`${item.firstName}-${item.lastName}-${item.age}`}>
 {item.firstName} {item.lastName} ({item.age})
 </li>
 ))}
 
 );
}

            

              
                Copy
              
            
          

در این مثال، کلید با ترکیب ویژگی‌های firstName، lastName و age ایجاد می‌شود. این تنها در صورتی کار می‌کند که این ترکیب برای هر آیتم در لیست تضمین شده منحصر به فرد باشد. موقعیت‌هایی را در نظر بگیرید که دو نفر نام و سن یکسانی داشته باشند.

از استفاده از ایندکس‌ها به عنوان کلید (عموماً) خودداری کنید

همانطور که قبلاً ذکر شد، استفاده از ایندکس آیتم به عنوان کلید به طور کلی توصیه نمی‌شود، به ویژه زمانی که لیست پویا است و آیتم‌ها می‌توانند اضافه، حذف یا دوباره مرتب شوند. ایندکس‌ها ذاتاً ناپایدار هستند و با تغییر ساختار لیست تغییر می‌کنند، که منجر به رندرهای غیرضروری و مشکلات عملکردی بالقوه می‌شود.

در حالی که استفاده از ایندکس‌ها به عنوان کلید ممکن است برای لیست‌های ثابتی که هرگز تغییر نمی‌کنند کار کند، بهتر است برای جلوگیری از مشکلات آینده به طور کلی از آنها اجتناب کنید. این رویکرد را فقط برای کامپوننت‌های صرفاً نمایشی که داده‌هایی را نشان می‌دهند که هرگز تغییر نخواهند کرد، قابل قبول بدانید. هر لیست تعاملی باید همیشه یک کلید منحصر به فرد و پایدار داشته باشد.

مثال‌های عملی و بهترین شیوه‌ها

بیایید چند مثال عملی و بهترین شیوه‌ها برای استفاده مؤثر از کلیدها در سناریوهای مختلف را بررسی کنیم.

مثال ۱: یک لیست کارهای ساده (Todo List)

یک لیست کارهای ساده را در نظر بگیرید که کاربران می‌توانند وظایف را اضافه، حذف و به عنوان انجام شده علامت‌گذاری کنند.

            
import React, { useState } from 'react';
import { v4 as uuidv4 } from 'uuid';

function TodoList() {
 const [todos, setTodos] = useState([
 { id: uuidv4(), text: 'Learn React', completed: false },
 { id: uuidv4(), text: 'Build a Todo App', completed: false },
 ]);

 const addTodo = (text) => {
 setTodos([...todos, { id: uuidv4(), text, completed: false }]);
 };

 const removeTodo = (id) => {
 setTodos(todos.filter(todo => todo.id !== id));
 };

 const toggleComplete = (id) => {
 setTodos(todos.map(todo =>
 todo.id === id ? { ...todo, completed: !todo.completed } : todo
 ));
 };

 return (
 <div>
 <input type="text" placeholder="Add a todo" onKeyDown={(e) => { if (e.key === 'Enter') { addTodo(e.target.value); e.target.value = ''; } }} />
 <ul>
 {todos.map(todo => (
 <li key={todo.id}>
 <input type="checkbox" checked={todo.completed} onChange={() => toggleComplete(todo.id)} />
 <span style={{ textDecoration: todo.completed ? 'line-through' : 'none' }}>
 {todo.text}
 </span>
 <button onClick={() => removeTodo(todo.id)}>Remove</button>
 </li>
 ))}
 </ul>
 </div>
 );
}

            

              
                Copy
              
            
          

در این مثال، هر آیتم todo دارای یک شناسه منحصر به فرد است که با استفاده از uuidv4() تولید می‌شود. این شناسه به عنوان کلید استفاده می‌شود و تطبیق کارآمد را هنگام افزودن، حذف یا تغییر وضعیت تکمیل todos تضمین می‌کند.

مثال ۲: یک لیست قابل مرتب‌سازی

لیستی را در نظر بگیرید که کاربران می‌توانند با کشیدن و رها کردن آیتم‌ها، ترتیب آن‌ها را تغییر دهند. استفاده از کلیدهای پایدار برای حفظ وضعیت صحیح هر آیتم در طول فرآیند مرتب‌سازی مجدد حیاتی است.

            
import React, { useState } from 'react';
import { DragDropContext, Droppable, Draggable } from 'react-beautiful-dnd';
import { v4 as uuidv4 } from 'uuid';

function SortableList() {
 const [items, setItems] = useState([
 { id: uuidv4(), content: 'Item 1' },
 { id: uuidv4(), content: 'Item 2' },
 { id: uuidv4(), content: 'Item 3' },
 ]);

 const handleOnDragEnd = (result) => {
 if (!result.destination) return;

 const reorderedItems = Array.from(items);
 const [movedItem] = reorderedItems.splice(result.source.index, 1);
 reorderedItems.splice(result.destination.index, 0, movedItem);

 setItems(reorderedItems);
 };

 return (
 <DragDropContext onDragEnd={handleOnDragEnd}>
 <Droppable droppableId="items">
 {(provided) => (
 <ul {...provided.droppableProps} ref={provided.innerRef}>
 {items.map((item, index) => (
 <Draggable key={item.id} draggableId={item.id} index={index}>
 {(provided) => (
 <li {...provided.draggableProps} {...provided.dragHandleProps} ref={provided.innerRef}>
 {item.content}
 </li>
 )}
 </Draggable>
 ))}
 {provided.placeholder}
 </ul>
 )}
 </Droppable>
 </DragDropContext>
 );
}

            

              
                Copy
              
            
          

در این مثال، از کتابخانه react-beautiful-dnd برای پیاده‌سازی قابلیت کشیدن و رها کردن استفاده شده است. هر آیتم دارای یک شناسه منحصر به فرد است و پراپ key روی item.id در کامپوننت <Draggable> تنظیم شده است. این تضمین می‌کند که React موقعیت هر آیتم را در طول فرآیند مرتب‌سازی مجدد به درستی ردیابی می‌کند و از رندرهای غیرضروری جلوگیری کرده و وضعیت صحیح را حفظ می‌کند.

خلاصه بهترین شیوه‌ها

• همیشه هنگام رندر لیست‌ها از کلیدها استفاده کنید: از اتکا به کلیدهای پیش‌فرض مبتنی بر ایندکس خودداری کنید.
• از کلیدهای منحصر به فرد و پایدار استفاده کنید: کلیدهایی را انتخاب کنید که تضمین شده منحصر به فرد باشند و در میان رندرها ثابت بمانند.
• شناسه‌های منبع داده را ترجیح دهید: در صورت وجود، از شناسه‌های منحصر به فرد ارائه شده توسط منبع داده خود استفاده کنید.
• در صورت لزوم شناسه‌های منحصر به فرد تولید کنید: از کتابخانه‌هایی مانند uuid یا nanoid برای تولید شناسه‌های منحصر به فرد در سمت کلاینت زمانی که شناسه سمت سرور وجود ندارد، استفاده کنید.
• از ترکیب ویژگی‌ها خودداری کنید مگر اینکه کاملاً ضروری باشد: تنها در صورتی ویژگی‌ها را برای ایجاد کلید ترکیب کنید که ترکیب آنها تضمین شده منحصر به فرد و پایدار باشد.
• به عملکرد توجه داشته باشید: استراتژی‌های تولید کلید را انتخاب کنید که کارآمد باشند و سربار را به حداقل برسانند.

اشتباهات رایج و نحوه اجتناب از آنها

در اینجا برخی از اشتباهات رایج مربوط به کلیدهای تطبیق React و نحوه اجتناب از آنها آورده شده است:

۱. استفاده از یک کلید برای چندین آیتم

اشتباه: اختصاص دادن یک کلید به چندین آیتم در یک لیست می‌تواند منجر به رفتار غیرقابل پیش‌بینی و خطاهای رندر شود. React قادر به تمایز بین آیتم‌هایی با کلید یکسان نخواهد بود، که منجر به به‌روزرسانی‌های نادرست و خرابی بالقوه داده‌ها می‌شود.

راه حل: اطمینان حاصل کنید که هر آیتم در لیست دارای یک کلید منحصر به فرد است. منطق تولید کلید و منبع داده خود را دوباره بررسی کنید تا از کلیدهای تکراری جلوگیری کنید.

۲. تولید کلیدهای جدید در هر رندر

اشتباه: تولید کلیدهای جدید در هر رندر هدف کلیدها را از بین می‌برد، زیرا React هر آیتم را به عنوان یک آیتم جدید در نظر می‌گیرد و منجر به رندرهای غیرضروری می‌شود. این اتفاق ممکن است در صورتی رخ دهد که کلیدها را در خود تابع رندر تولید کنید.

راه حل: کلیدها را خارج از تابع رندر تولید کنید یا آنها را در وضعیت کامپوننت ذخیره کنید. این تضمین می‌کند که کلیدها در میان رندرها پایدار باقی بمانند.

۳. مدیریت نادرست رندر شرطی

اشتباه: هنگام رندر شرطی آیتم‌ها در یک لیست، اطمینان حاصل کنید که کلیدها هنوز منحصر به فرد و پایدار هستند. مدیریت نادرست رندر شرطی می‌تواند منجر به تداخل کلیدها یا رندرهای غیرضروری شود.

راه حل: اطمینان حاصل کنید که کلیدها در هر شاخه شرطی منحصر به فرد هستند. در صورت امکان، از منطق تولید کلید یکسانی برای آیتم‌های رندر شده و رندر نشده استفاده کنید.

۴. فراموش کردن کلیدها در لیست‌های تودرتو

اشتباه: هنگام رندر لیست‌های تودرتو، فراموش کردن افزودن کلیدها به لیست‌های داخلی آسان است. این می‌تواند منجر به مشکلات عملکردی و خطاهای رندر شود، به ویژه زمانی که لیست‌های داخلی پویا هستند.

راه حل: اطمینان حاصل کنید که تمام لیست‌ها، از جمله لیست‌های تودرتو، دارای کلیدهایی برای آیتم‌های خود هستند. از یک استراتژی تولید کلید ثابت در سراسر اپلیکیشن خود استفاده کنید.

نظارت بر عملکرد و اشکال‌زدایی

برای نظارت و اشکال‌زدایی مشکلات عملکردی مربوط به رندر لیست و تطبیق، می‌توانید از React DevTools و ابزارهای پروفایلینگ مرورگر استفاده کنید.

React DevTools

React DevTools بینش‌هایی در مورد رندر و عملکرد کامپوننت‌ها ارائه می‌دهد. می‌توانید از آن برای موارد زیر استفاده کنید:

• شناسایی رندرهای غیرضروری: React DevTools کامپوننت‌هایی را که دوباره رندر می‌شوند برجسته می‌کند و به شما امکان می‌دهد گلوگاه‌های عملکردی بالقوه را شناسایی کنید.
• بررسی props و state کامپوننت: می‌توانید props و state هر کامپوننت را بررسی کنید تا بفهمید چرا دوباره رندر می‌شود.
• پروفایل رندر کامپوننت: React DevTools به شما امکان می‌دهد رندر کامپوننت را پروفایل کنید تا زمان‌برترین بخش‌های اپلیکیشن خود را شناسایی کنید.

ابزارهای پروفایلینگ مرورگر

ابزارهای پروفایلینگ مرورگر، مانند Chrome DevTools، اطلاعات دقیقی در مورد عملکرد مرورگر، از جمله استفاده از CPU، تخصیص حافظه و زمان‌های رندر ارائه می‌دهند. می‌توانید از این ابزارها برای موارد زیر استفاده کنید:

• شناسایی گلوگاه‌های دستکاری DOM: ابزارهای پروفایلینگ مرورگر می‌توانند به شما در شناسایی مناطقی که دستکاری DOM کند است کمک کنند.
• تجزیه و تحلیل اجرای جاوااسکریپت: می‌توانید اجرای جاوااسکریپت را تجزیه و تحلیل کنید تا گلوگاه‌های عملکردی در کد خود را شناسایی کنید.
• اندازه‌گیری عملکرد رندر: ابزارهای پروفایلینگ مرورگر به شما امکان می‌دهند زمان لازم برای رندر بخش‌های مختلف اپلیکیشن خود را اندازه‌گیری کنید.

نتیجه‌گیری

کلیدهای تطبیق React برای بهینه‌سازی عملکرد رندر لیست در اپلیکیشن‌های پویا و مبتنی بر داده ضروری هستند. با درک نقش کلیدها در فرآیند تطبیق و پیروی از بهترین شیوه‌ها برای انتخاب و استفاده از آنها، می‌توانید کارایی اپلیکیشن‌های React خود را به طور قابل توجهی بهبود بخشیده و تجربه کاربری را ارتقا دهید. به یاد داشته باشید که همیشه از کلیدهای منحصر به فرد و پایدار استفاده کنید، در صورت امکان از استفاده از ایندکس‌ها به عنوان کلید خودداری کنید و عملکرد اپلیکیشن خود را برای شناسایی و رفع گلوگاه‌های بالقوه نظارت کنید. با توجه دقیق به جزئیات و درک کامل از مکانیزم تطبیق React، می‌توانید بر بهینه‌سازی رندر لیست مسلط شده و اپلیکیشن‌های React با عملکرد بالا بسازید.

این راهنما جنبه‌های اساسی کلیدهای تطبیق React را پوشش داده است. برای دستیابی به بهبودهای عملکردی بیشتر در اپلیکیشن‌های پیچیده، به کاوش در تکنیک‌های پیشرفته مانند memoization، virtualization و code splitting ادامه دهید. به آزمایش و اصلاح رویکرد خود ادامه دهید تا به کارایی بهینه رندر در پروژه‌های React خود دست یابید.