وابستگی‌های useMemo در React: تسلط بر بهترین شیوه‌های Memoization

در دنیای پویای توسعه وب، به ویژه در اکوسیستم React، بهینه‌سازی عملکرد کامپوننت‌ها امری حیاتی است. با افزایش پیچیدگی برنامه‌ها، رندرهای مجدد ناخواسته می‌توانند منجر به رابط‌های کاربری کند و تجربه کاربری نامطلوب شوند. یکی از ابزارهای قدرتمند React برای مقابله با این مشکل، هوک useMemo است. با این حال، استفاده مؤثر از آن به درک کاملی از آرایه وابستگی آن بستگی دارد. این راهنمای جامع به بررسی بهترین شیوه‌ها برای استفاده از وابستگی‌های useMemo می‌پردازد تا اطمینان حاصل شود که برنامه‌های React شما برای مخاطبان جهانی، کارآمد و مقیاس‌پذیر باقی می‌مانند.

درک Memoization در React

قبل از پرداختن به جزئیات useMemo، درک مفهوم خود memoization بسیار مهم است. Memoization یک تکنیک بهینه‌سازی است که با ذخیره نتایج فراخوانی‌های پرهزینه توابع و بازگرداندن نتیجه کش‌شده هنگام تکرار ورودی‌های مشابه، سرعت برنامه‌های کامپیوتری را افزایش می‌دهد. در اصل، هدف آن اجتناب از محاسبات اضافی است.

در React، memoization عمدتاً برای جلوگیری از رندرهای غیرضروری کامپوننت‌ها یا برای کش کردن نتایج محاسبات پرهزینه استفاده می‌شود. این امر به ویژه در کامپوننت‌های تابعی که رندر مجدد می‌تواند به دلیل تغییرات state، به‌روزرسانی propها یا رندر مجدد کامپوننت والد به طور مکرر رخ دهد، اهمیت دارد.

نقش `useMemo`

هوک useMemo در React به شما امکان می‌دهد نتیجه یک محاسبه را memoize کنید. این هوک دو آرگومان می‌گیرد:

تابعی که مقداری را که می‌خواهید memoize کنید، محاسبه می‌کند.
آرایه‌ای از وابستگی‌ها.

React تنها در صورتی تابع محاسبه‌شده را مجدداً اجرا می‌کند که یکی از وابستگی‌ها تغییر کرده باشد. در غیر این صورت، مقدار محاسبه‌شده قبلی (کش‌شده) را برمی‌گرداند. این قابلیت برای موارد زیر فوق‌العاده مفید است:

محاسبات پرهزینه: توابعی که شامل دستکاری پیچیده داده‌ها، فیلتر کردن، مرتب‌سازی یا محاسبات سنگین هستند.
برابری ارجاعی (Referential equality): جلوگیری از رندرهای غیرضروری کامپوننت‌های فرزند که به propهای شیء یا آرایه وابسته هستند.

سینتکس `useMemo`

سینتکس پایه برای useMemo به شرح زیر است:

const memoizedValue = useMemo(() => {
  // محاسبه پرهزینه در اینجا
  return computeExpensiveValue(a, b);
}, [a, b]);

در اینجا، computeExpensiveValue(a, b) تابعی است که می‌خواهیم نتیجه آن را memoize کنیم. آرایه وابستگی [a, b] به React می‌گوید که مقدار را فقط در صورتی دوباره محاسبه کند که a یا b بین رندرها تغییر کرده باشد.

نقش حیاتی آرایه وابستگی

آرایه وابستگی، قلب useMemo است. این آرایه تعیین می‌کند که مقدار memoize شده چه زمانی باید دوباره محاسبه شود. تعریف صحیح آرایه وابستگی برای بهبود عملکرد و صحت برنامه ضروری است. یک آرایه تعریف‌شده نادرست می‌تواند منجر به موارد زیر شود:

داده‌های کهنه (Stale data): اگر یک وابستگی حذف شود، ممکن است مقدار memoize شده در زمان مناسب به‌روزرسانی نشود و منجر به باگ و نمایش اطلاعات قدیمی گردد.
عدم بهبود عملکرد: اگر وابستگی‌ها بیش از حد لازم تغییر کنند، یا اگر محاسبه واقعاً پرهزینه نباشد، useMemo ممکن است بهبود عملکرد قابل توجهی ایجاد نکند یا حتی سربار اضافی ایجاد کند.

بهترین شیوه‌ها برای تعریف وابستگی‌ها

ایجاد آرایه وابستگی صحیح نیازمند توجه دقیق است. در اینجا برخی از بهترین شیوه‌های اساسی آورده شده است:

۱. شامل کردن تمام مقادیر استفاده شده در تابع Memoized

این قانون طلایی است. هر متغیر، prop یا state که در داخل تابع memoized خوانده می‌شود باید در آرایه وابستگی گنجانده شود. قوانین لینتینگ React (به ویژه react-hooks/exhaustive-deps) در اینجا بسیار ارزشمند هستند. آنها به طور خودکار به شما در صورت فراموش کردن یک وابستگی هشدار می‌دهند.

مثال:

function MyComponent({ user, settings }) {
  const userName = user.name;
  const showWelcomeMessage = settings.showWelcome;

  const welcomeMessage = useMemo(() => {
    // این محاسبه به userName و showWelcomeMessage بستگی دارد
    if (showWelcomeMessage) {
      return `Welcome, ${userName}!`;
    } else {
      return "Welcome!";
    }
  }, [userName, showWelcomeMessage]); // هر دو باید شامل شوند

  return (
    
      {welcomeMessage}
      {/* ... سایر JSX */}
    
  );
}

در این مثال، هر دو userName و showWelcomeMessage در داخل callback هوک useMemo استفاده شده‌اند. بنابراین، آنها باید در آرایه وابستگی گنجانده شوند. اگر هر یک از این مقادیر تغییر کند، welcomeMessage دوباره محاسبه خواهد شد.

۲. درک برابری ارجاعی برای اشیاء و آرایه‌ها

داده‌های اولیه (رشته‌ها، اعداد، بولین‌ها، null، undefined، symbol) بر اساس مقدار مقایسه می‌شوند. با این حال، اشیاء و آرایه‌ها بر اساس ارجاع مقایسه می‌شوند. این بدان معناست که حتی اگر یک شیء یا آرایه محتوای یکسانی داشته باشد، اگر یک نمونه جدید باشد، React آن را یک تغییر در نظر می‌گیرد.

سناریو ۱: پاس دادن یک شیء/آرایه جدید به صورت literal

اگر یک شیء یا آرایه جدید را مستقیماً به عنوان prop به یک کامپوننت فرزند memoize شده پاس دهید یا از آن در یک محاسبه memoize شده استفاده کنید، در هر رندر کامپوننت والد، یک رندر مجدد یا محاسبه مجدد ایجاد می‌کند و مزایای memoization را از بین می‌برد.

function ParentComponent() {
  const [count, setCount] = React.useState(0);

  // این کد در هر رندر یک شیء جدید ایجاد می‌کند
  const styleOptions = { backgroundColor: 'blue', padding: 10 };

  return (
    
      
      
      {/* اگر ChildComponent memoize شده باشد، به طور غیرضروری رندر مجدد می‌شود */}
    
  );
}

const ChildComponent = React.memo(({ data }) => {
  console.log('ChildComponent rendered');
  return Child;
});

برای جلوگیری از این مشکل، اگر شیء یا آرایه از propها یا state مشتق شده است که اغلب تغییر نمی‌کند، یا اگر وابستگی برای یک هوک دیگر است، خود آن را memoize کنید.

مثال استفاده از useMemo برای شیء/آرایه:

function ParentComponent() {
  const [count, setCount] = React.useState(0);
  const baseStyles = { padding: 10 };

  // شیء را memoize کنید اگر وابستگی‌های آن (مانند baseStyles) اغلب تغییر نمی‌کنند.
  // اگر baseStyles از propها مشتق شده بود، در آرایه وابستگی قرار می‌گرفت.
  const styleOptions = React.useMemo(() => ({
    ...baseStyles, // با فرض اینکه baseStyles پایدار یا خود memoize شده است
    backgroundColor: 'blue'
  }), [baseStyles]); // baseStyles را شامل شوید اگر یک literal نیست یا می‌تواند تغییر کند

  return (
    
      
      
    
  );
}

const ChildComponent = React.memo(({ data }) => {
  console.log('ChildComponent rendered');
  return Child;
});

در این مثال اصلاح‌شده، styleOptions memoize شده است. اگر baseStyles (یا هر چیزی که `baseStyles` به آن وابسته است) تغییر نکند، styleOptions همان نمونه باقی می‌ماند و از رندرهای غیرضروری ChildComponent جلوگیری می‌کند.

۳. از `useMemo` برای هر مقداری استفاده نکنید

Memoization رایگان نیست. این کار شامل سربار حافظه برای ذخیره مقدار کش‌شده و هزینه محاسباتی کوچکی برای بررسی وابستگی‌ها است. از useMemo با احتیاط استفاده کنید، فقط زمانی که محاسبه به وضوح پرهزینه است یا زمانی که برای اهداف بهینه‌سازی نیاز به حفظ برابری ارجاعی دارید (مثلاً با React.memo، useEffect یا هوک‌های دیگر).

چه زمانی از useMemo استفاده نکنیم:

محاسبات ساده‌ای که خیلی سریع اجرا می‌شوند.
مقادیری که از قبل پایدار هستند (مثلاً propهای اولیه که اغلب تغییر نمی‌کنند).

مثال از useMemo غیرضروری:

function SimpleComponent({ name }) {
  // این محاسبه ناچیز است و نیازی به memoization ندارد.
  // سربار useMemo احتمالاً بیشتر از فایده آن است.
  const greeting = `Hello, ${name}`;

  return {greeting};
}

۴. داده‌های مشتق‌شده را Memoize کنید

یک الگوی رایج، استخراج داده‌های جدید از propها یا state موجود است. اگر این استخراج از نظر محاسباتی سنگین باشد، کاندیدای ایده‌آلی برای useMemo است.

مثال: فیلتر کردن و مرتب‌سازی یک لیست بزرگ

function ProductList({ products }) {
  const [filterText, setFilterText] = React.useState('');
  const [sortOrder, setSortOrder] = React.useState('asc');

  const filteredAndSortedProducts = useMemo(() => {
    console.log('Filtering and sorting products...');
    let result = products.filter(product =>
      product.name.toLowerCase().includes(filterText.toLowerCase())
    );

    result.sort((a, b) => {
      if (sortOrder === 'asc') {
        return a.price - b.price;
      } else {
        return b.price - a.price;
      }
    });
    return result;
  }, [products, filterText, sortOrder]); // تمام وابستگی‌ها شامل شده‌اند

  return (
    
       setFilterText(e.target.value)}
      />
      
      
        {filteredAndSortedProducts.map(product => (
          
            {product.name} - ${product.price}
          
        ))}
      
    
  );
}

در این مثال، فیلتر کردن و مرتب‌سازی یک لیست بزرگ از محصولات می‌تواند زمان‌بر باشد. با memoize کردن نتیجه، اطمینان حاصل می‌کنیم که این عملیات فقط زمانی اجرا می‌شود که لیست products، filterText یا sortOrder واقعاً تغییر کند، نه در هر رندر مجدد ProductList.

۵. مدیریت توابع به عنوان وابستگی

اگر تابع memoize شده شما به تابع دیگری که در کامپوننت تعریف شده است وابسته باشد، آن تابع نیز باید در آرایه وابستگی گنجانده شود. با این حال، اگر یک تابع به صورت inline در کامپوننت تعریف شود، در هر رندر یک ارجاع جدید دریافت می‌کند، مشابه اشیاء و آرایه‌هایی که با literalها ایجاد می‌شوند.

برای جلوگیری از مشکلات مربوط به توابع تعریف‌شده به صورت inline، باید آنها را با استفاده از useCallback memoize کنید.

مثال با useCallback و useMemo:

function UserProfile({ userId }) {
  const [user, setUser] = React.useState(null);

  // تابع واکشی داده را با استفاده از useCallback memoize کنید
  const fetchUserData = React.useCallback(async () => {
    const response = await fetch(`/api/users/${userId}`);
    const data = await response.json();
    setUser(data);
  }, [userId]); // fetchUserData به userId وابسته است

  // پردازش داده‌های کاربر را memoize کنید
  const userDisplayName = React.useMemo(() => {
    if (!user) return 'Loading...';
    // پردازش بالقوه پرهزینه داده‌های کاربر
    return `${user.firstName} ${user.lastName} (${user.username})`;
  }, [user]); // userDisplayName به شیء user وابسته است

  // fetchUserData را هنگام mount شدن کامپوننت یا تغییر userId فراخوانی کنید
  React.useEffect(() => {
    fetchUserData();
  }, [fetchUserData]); // fetchUserData یک وابستگی برای useEffect است

  return (
    
      {userDisplayName}
      {/* ... سایر جزئیات کاربر */}
    
  );
}

در این سناریو:

fetchUserData با useCallback memoize شده است زیرا یک تابع رویداد/تابع است که ممکن است به کامپوننت‌های فرزند پاس داده شود یا در آرایه‌های وابستگی (مانند useEffect) استفاده شود. این تابع تنها در صورت تغییر userId یک ارجاع جدید می‌گیرد.
userDisplayName با useMemo memoize شده است زیرا محاسبه آن به شیء user بستگی دارد.
useEffect به fetchUserData وابسته است. از آنجا که fetchUserData توسط useCallback memoize شده است، useEffect فقط در صورتی دوباره اجرا می‌شود که ارجاع fetchUserData تغییر کند (که تنها زمانی اتفاق می‌افتد که userId تغییر کند)، و از واکشی داده‌های اضافی جلوگیری می‌کند.

۶. حذف آرایه وابستگی: `useMemo(() => compute(), [])`

اگر یک آرایه خالی [] را به عنوان آرایه وابستگی ارائه دهید، تابع فقط یک بار هنگام mount شدن کامپوننت اجرا می‌شود و نتیجه به طور نامحدود memoize می‌شود.

const initialConfig = useMemo(() => {
  // این محاسبه فقط یک بار در هنگام mount اجرا می‌شود
  return loadInitialConfiguration();
}, []); // آرایه وابستگی خالی

این برای مقادیری که واقعاً ثابت هستند و هرگز در طول چرخه حیات کامپوننت نیاز به محاسبه مجدد ندارند، مفید است.

۷. حذف کامل آرایه وابستگی: `useMemo(() => compute())`

اگر آرایه وابستگی را به طور کامل حذف کنید، تابع در هر رندر اجرا خواهد شد. این کار عملاً memoization را غیرفعال می‌کند و به طور کلی توصیه نمی‌شود مگر اینکه مورد استفاده بسیار خاص و نادری داشته باشید. این کار از نظر عملکردی معادل فراخوانی مستقیم تابع بدون useMemo است.

اشتباهات رایج و نحوه اجتناب از آنها

حتی با در نظر گرفتن بهترین شیوه‌ها، توسعه‌دهندگان ممکن است در دام‌های رایج بیفتند:

اشتباه ۱: وابستگی‌های فراموش‌شده

مشکل: فراموش کردن گنجاندن متغیری که در داخل تابع memoize شده استفاده می‌شود. این منجر به داده‌های کهنه و باگ‌های نامحسوس می‌شود.

راه حل: همیشه از پکیج eslint-plugin-react-hooks با قانون exhaustive-deps فعال استفاده کنید. این قانون بیشتر وابستگی‌های فراموش‌شده را شناسایی می‌کند.

اشتباه ۲: Memoization بیش از حد

مشکل: اعمال useMemo برای محاسبات ساده یا مقادیری که سزاوار سربار آن نیستند. این کار گاهی اوقات می‌تواند عملکرد را بدتر کند.

راه حل: برنامه خود را پروفایل کنید. از React DevTools برای شناسایی گلوگاه‌های عملکردی استفاده کنید. فقط زمانی memoize کنید که فایده آن بیشتر از هزینه آن باشد. بدون memoization شروع کنید و در صورت بروز مشکل عملکردی، آن را اضافه کنید.

اشتباه ۳: Memoize کردن نادرست اشیاء/آرایه‌ها

مشکل: ایجاد اشیاء/آرایه‌های جدید به صورت literal در داخل تابع memoize شده یا پاس دادن آنها به عنوان وابستگی بدون اینکه ابتدا آنها را memoize کنید.

راه حل: برابری ارجاعی را درک کنید. اشیاء و آرایه‌ها را با استفاده از useMemo memoize کنید اگر ایجاد آنها پرهزینه است یا اگر پایداری آنها برای بهینه‌سازی کامپوننت‌های فرزند حیاتی است.

اشتباه ۴: Memoize کردن توابع بدون `useCallback`

مشکل: استفاده از useMemo برای memoize کردن یک تابع. اگرچه از نظر فنی ممکن است (useMemo(() => () => {...}, [...]))، useCallback هوک اصطلاحی و از نظر معنایی صحیح‌تر برای memoize کردن توابع است.

راه حل: از useCallback(fn, deps) زمانی استفاده کنید که نیاز به memoize کردن خود تابع دارید. از useMemo(() => fn(), deps) زمانی استفاده کنید که نیاز به memoize کردن *نتیجه* فراخوانی یک تابع دارید.

چه زمانی از `useMemo` استفاده کنیم: یک درخت تصمیم

برای کمک به تصمیم‌گیری در مورد زمان استفاده از useMemo، این موارد را در نظر بگیرید:

آیا محاسبه از نظر محاسباتی پرهزینه است؟
- بله: به سوال بعدی بروید.
- خیر: از useMemo اجتناب کنید.
آیا نتیجه این محاسبه باید در رندرهای مختلف پایدار بماند تا از رندرهای غیرضروری کامپوننت‌های فرزند جلوگیری شود (مثلاً هنگام استفاده با React.memo)؟
- بله: به سوال بعدی بروید.
- خیر: از useMemo اجتناب کنید (مگر اینکه محاسبه بسیار پرهزینه باشد و بخواهید از اجرای آن در هر رندر جلوگیری کنید، حتی اگر کامپوننت‌های فرزند مستقیماً به پایداری آن وابسته نباشند).
آیا محاسبه به propها یا state وابسته است؟
- بله: تمام propها و متغیرهای state وابسته را در آرایه وابستگی بگنجانید. اطمینان حاصل کنید که اشیاء/آرایه‌های استفاده شده در محاسبه یا وابستگی‌ها نیز در صورت ایجاد به صورت inline، memoize شده‌اند.
- خیر: محاسبه ممکن است برای یک آرایه وابستگی خالی [] مناسب باشد اگر واقعاً ثابت و پرهزینه باشد، یا اگر کاملاً سراسری باشد، می‌تواند به خارج از کامپوننت منتقل شود.

ملاحظات جهانی برای عملکرد React

هنگام ساخت برنامه‌ها برای مخاطبان جهانی، ملاحظات عملکردی اهمیت بیشتری پیدا می‌کنند. کاربران در سراسر جهان از طیف گسترده‌ای از شرایط شبکه، قابلیت‌های دستگاه و موقعیت‌های جغرافیایی به برنامه‌ها دسترسی دارند.

سرعت‌های متفاوت شبکه: اتصالات اینترنتی کند یا ناپایدار می‌توانند تأثیر جاوا اسکریپت بهینه‌نشده و رندرهای مکرر را تشدید کنند. Memoization کمک می‌کند تا کار کمتری در سمت کلاینت انجام شود و فشار روی کاربران با پهنای باند محدود کاهش یابد.
قابلیت‌های متنوع دستگاه: همه کاربران جدیدترین سخت‌افزارهای با کارایی بالا را ندارند. در دستگاه‌های کم‌قدرت‌تر (مانند گوشی‌های هوشمند قدیمی، لپ‌تاپ‌های ارزان‌قیمت)، سربار محاسبات غیرضروری می‌تواند منجر به تجربه‌ای کند و محسوس شود.
رندر سمت کلاینت (CSR) در مقابل رندر سمت سرور (SSR) / تولید سایت استاتیک (SSG): در حالی که useMemo عمدتاً رندر سمت کلاینت را بهینه می‌کند، درک نقش آن در ترکیب با SSR/SSG مهم است. به عنوان مثال، داده‌های واکشی شده در سمت سرور ممکن است به عنوان prop پاس داده شوند و memoize کردن داده‌های مشتق‌شده در سمت کلاینت همچنان حیاتی است.
بین‌المللی‌سازی (i18n) و محلی‌سازی (l10n): اگرچه مستقیماً به سینتکس useMemo مربوط نیست، منطق پیچیده i18n (مانند قالب‌بندی تاریخ‌ها، اعداد یا ارزها بر اساس منطقه) می‌تواند از نظر محاسباتی سنگین باشد. Memoize کردن این عملیات تضمین می‌کند که آنها به‌روزرسانی‌های UI شما را کند نکنند. به عنوان مثال، قالب‌بندی یک لیست بزرگ از قیمت‌های محلی‌شده می‌تواند به طور قابل توجهی از useMemo بهره‌مند شود.

با به کارگیری بهترین شیوه‌های memoization، شما به ساخت برنامه‌هایی در دسترس‌تر و کارآمدتر برای همه، صرف نظر از موقعیت مکانی یا دستگاهی که استفاده می‌کنند، کمک می‌کنید.

نتیجه‌گیری

useMemo یک ابزار قدرتمند در زرادخانه توسعه‌دهندگان React برای بهینه‌سازی عملکرد با کش کردن نتایج محاسبات است. کلید باز کردن پتانسیل کامل آن در درک دقیق و پیاده‌سازی صحیح آرایه وابستگی آن نهفته است. با پایبندی به بهترین شیوه‌ها - از جمله شامل کردن تمام وابستگی‌های لازم، درک برابری ارجاعی، اجتناب از memoization بیش از حد و استفاده از useCallback برای توابع - می‌توانید اطمینان حاصل کنید که برنامه‌های شما هم کارآمد و هم قوی هستند.

به یاد داشته باشید، بهینه‌سازی عملکرد یک فرآیند مداوم است. همیشه برنامه خود را پروفایل کنید، گلوگاه‌های واقعی را شناسایی کنید و بهینه‌سازی‌هایی مانند useMemo را به صورت استراتژیک اعمال کنید. با کاربرد دقیق، useMemo به شما کمک می‌کند تا برنامه‌های React سریع‌تر، پاسخ‌گوتر و مقیاس‌پذیرتری بسازید که کاربران را در سراسر جهان خوشحال کند.

نکات کلیدی:

از useMemo برای محاسبات پرهزینه و پایداری ارجاعی استفاده کنید.
تمام مقادیری که در داخل تابع memoized خوانده می‌شوند را در آرایه وابستگی بگنجانید.
از قانون ESLint exhaustive-deps بهره ببرید.
به برابری ارجاعی برای اشیاء و آرایه‌ها توجه داشته باشید.
از useCallback برای memoize کردن توابع استفاده کنید.
از memoization غیرضروری خودداری کنید؛ کد خود را پروفایل کنید.

تسلط بر useMemo و وابستگی‌های آن گامی مهم در جهت ساخت برنامه‌های React با کیفیت بالا و کارآمد مناسب برای پایگاه کاربری جهانی است.