حالت همزمانی (Concurrent Mode) در ری‌اکت: باز کردن قفل رندرینگ قابل وقفه برای تجربه کاربری روان‌تر

ری‌اکت به کتابخانه اصلی برای ساخت رابط‌های کاربری پویا و تعاملی تبدیل شده است. با افزایش پیچیدگی برنامه‌ها، حفظ پاسخگویی و ارائه یک تجربه کاربری یکپارچه به طور فزاینده‌ای چالش‌برانگیز می‌شود. حالت همزمانی ری‌اکت مجموعه‌ای از ویژگی‌های جدید است که با فعال کردن رندرینگ قابل وقفه به حل این چالش‌ها کمک می‌کند و به ری‌اکت اجازه می‌دهد تا به طور همزمان روی چندین وظیفه کار کند بدون اینکه نخ اصلی را مسدود کند.

حالت همزمانی چیست؟

حالت همزمانی یک سوئیچ ساده نیست که آن را روشن کنید؛ بلکه یک تغییر بنیادین در نحوه مدیریت به‌روزرسانی‌ها و رندرینگ توسط ری‌اکت است. این حالت مفهوم اولویت‌بندی وظایف و قطع کردن رندرهای طولانی را برای پاسخگو نگه داشتن رابط کاربری معرفی می‌کند. آن را مانند یک رهبر ارکستر ماهر در نظر بگیرید که سازهای مختلف (وظایف) را مدیریت می‌کند و از یک اجرای هماهنگ (تجربه کاربری) اطمینان حاصل می‌کند.

به طور سنتی، ری‌اکت از یک مدل رندرینگ همزمان (synchronous) استفاده می‌کرد. هنگامی که یک به‌روزرسانی رخ می‌داد، ری‌اکت نخ اصلی را مسدود می‌کرد، تغییرات DOM را محاسبه می‌کرد و رابط کاربری را به‌روز می‌کرد. این می‌توانست منجر به تأخیر قابل توجهی شود، به ویژه در برنامه‌هایی با کامپوننت‌های پیچیده یا به‌روزرسانی‌های مکرر. از سوی دیگر، حالت همزمانی به ری‌اکت اجازه می‌دهد تا وظایف رندرینگ را بر اساس اولویت متوقف، از سر بگیرد یا حتی رها کند و به وظایفی که مستقیماً بر تعامل کاربر تأثیر می‌گذارند، مانند ورودی صفحه کلید یا کلیک دکمه‌ها، اولویت بالاتری بدهد.

مفاهیم کلیدی حالت همزمانی

برای درک نحوه عملکرد حالت همزمانی، آشنایی با مفاهیم کلیدی زیر مهم است:

۱. ری‌اکت فایبر (React Fiber)

فایبر معماری داخلی ری‌اکت است که حالت همزمانی را ممکن می‌سازد. این یک پیاده‌سازی مجدد از الگوریتم اصلی ری‌اکت است. به جای پیمایش بازگشتی درخت کامپوننت و به‌روزرسانی همزمان DOM، فایبر فرآیند رندرینگ را به واحدهای کاری کوچکتر تقسیم می‌کند که می‌توانند متوقف، از سر گرفته یا رها شوند. هر واحد کاری توسط یک گره فایبر (Fiber node) نشان داده می‌شود که اطلاعاتی در مورد یک کامپوننت، props و state آن را نگه می‌دارد.

فایبر را به عنوان سیستم مدیریت پروژه داخلی ری‌اکت در نظر بگیرید. این سیستم پیشرفت هر وظیفه رندرینگ را ردیابی می‌کند و به ری‌اکت اجازه می‌دهد تا بر اساس اولویت و منابع موجود بین وظایف جابجا شود.

۲. زمان‌بندی و اولویت‌بندی

حالت همزمانی یک مکانیزم زمان‌بندی پیچیده را معرفی می‌کند که به ری‌اکت اجازه می‌دهد انواع مختلف به‌روزرسانی‌ها را اولویت‌بندی کند. به‌روزرسانی‌ها را می‌توان به دسته‌های زیر تقسیم کرد:

• به‌روزرسانی‌های فوری: این به‌روزرسانی‌ها نیاز به توجه فوری دارند، مانند ورودی کاربر یا انیمیشن‌ها. ری‌اکت این به‌روزرسانی‌ها را برای اطمینان از تجربه کاربری پاسخگو در اولویت قرار می‌دهد.
• به‌روزرسانی‌های عادی: این به‌روزرسانی‌ها اهمیت کمتری دارند و می‌توانند بدون تأثیر قابل توجهی بر تجربه کاربری به تعویق بیفتند. نمونه‌ها شامل واکشی داده یا به‌روزرسانی‌های پس‌زمینه است.
• به‌روزرسانی‌های با اولویت پایین: این به‌روزرسانی‌ها کمترین اهمیت را دارند و می‌توانند برای مدت زمان طولانی‌تری به تأخیر بیفتند. یک مثال می‌تواند به‌روزرسانی یک نمودار باشد که در حال حاضر روی صفحه قابل مشاهده نیست.

ری‌اکت از این اولویت‌بندی برای زمان‌بندی به‌روزرسانی‌ها به گونه‌ای استفاده می‌کند که مسدود شدن نخ اصلی را به حداقل برساند. این سیستم به‌روزرسانی‌های با اولویت بالا را با به‌روزرسانی‌های با اولویت پایین‌تر در هم می‌آمیزد و حس یک رابط کاربری روان و پاسخگو را ایجاد می‌کند.

۳. رندرینگ قابل وقفه

این هسته اصلی حالت همزمانی است. رندرینگ قابل وقفه به ری‌اکت اجازه می‌دهد تا یک وظیفه رندرینگ را در صورت ورود یک به‌روزرسانی با اولویت بالاتر، متوقف کند. سپس ری‌اکت می‌تواند به وظیفه با اولویت بالاتر سوئیچ کند، آن را تکمیل کند و سپس وظیفه رندرینگ اصلی را از سر بگیرد. این کار از مسدود شدن نخ اصلی توسط رندرهای طولانی و غیرپاسخگو شدن رابط کاربری جلوگیری می‌کند.

تصور کنید در حال ویرایش یک سند بزرگ هستید. با حالت همزمانی، اگر ناگهان نیاز به اسکرول کردن صفحه یا کلیک کردن روی یک دکمه داشته باشید، ری‌اکت می‌تواند فرآیند ویرایش سند را متوقف کند، اسکرول یا کلیک دکمه را مدیریت کند و سپس ویرایش سند را بدون هیچ تأخیر قابل توجهی از سر بگیرد. این یک بهبود قابل توجه نسبت به مدل رندرینگ همزمان سنتی است، که در آن فرآیند ویرایش باید قبل از اینکه ری‌اکت بتواند به تعامل کاربر پاسخ دهد، تکمیل می‌شد.

۴. برش زمانی (Time Slicing)

برش زمانی تکنیکی است که توسط حالت همزمانی برای تقسیم وظایف رندرینگ طولانی به تکه‌های کاری کوچکتر استفاده می‌شود. هر تکه کاری در یک برش زمانی کوتاه اجرا می‌شود و به ری‌اکت اجازه می‌دهد تا به صورت دوره‌ای کنترل را به نخ اصلی بازگرداند. این کار از مسدود شدن نخ اصلی برای مدت طولانی توسط یک وظیفه رندرینگ جلوگیری می‌کند و اطمینان می‌دهد که رابط کاربری پاسخگو باقی می‌ماند.

یک مصورسازی داده پیچیده را در نظر بگیرید که به محاسبات زیادی نیاز دارد. با برش زمانی، ری‌اکت می‌تواند مصورسازی را به تکه‌های کوچکتر تقسیم کرده و هر تکه را در یک برش زمانی جداگانه رندر کند. این کار از مسدود شدن نخ اصلی توسط مصورسازی جلوگیری می‌کند و به کاربر اجازه می‌دهد تا در حین رندر شدن مصورسازی با رابط کاربری تعامل داشته باشد.

۵. ساسپنس (Suspense)

ساسپنس مکانیزمی برای مدیریت عملیات ناهمزمان، مانند واکشی داده، به روشی اعلانی (declarative) است. این به شما امکان می‌دهد تا کامپوننت‌های ناهمزمان را با یک مرز <Suspense> بپیچید و یک رابط کاربری جایگزین (fallback) مشخص کنید که در حین واکشی داده نمایش داده می‌شود. هنگامی که داده‌ها در دسترس باشند، ری‌اکت به طور خودکار کامپوننت را با داده‌ها رندر می‌کند. ساسپنس به طور یکپارچه با حالت همزمانی ادغام می‌شود و به ری‌اکت اجازه می‌دهد تا رندر رابط کاربری جایگزین را در حالی که داده‌ها در پس‌زمینه واکشی می‌شوند، در اولویت قرار دهد.

به عنوان مثال، می‌توانید از ساسپنس برای نمایش یک اسپینر بارگذاری در حین واکشی داده از یک API استفاده کنید. هنگامی که داده‌ها می‌رسند، ری‌اکت به طور خودکار اسپینر بارگذاری را با داده‌های واقعی جایگزین می‌کند و یک تجربه کاربری روان و یکپارچه را فراهم می‌کند.

مزایای حالت همزمانی

حالت همزمانی چندین مزیت قابل توجه برای برنامه‌های ری‌اکت ارائه می‌دهد:

• پاسخگویی بهبود یافته: با اجازه دادن به ری‌اکت برای قطع رندرهای طولانی و اولویت‌بندی تعاملات کاربر، حالت همزمانی باعث می‌شود برنامه‌ها پاسخگوتر و تعاملی‌تر به نظر برسند.
• تجربه کاربری پیشرفته: قابلیت نمایش رابط‌های کاربری جایگزین در حین واکشی داده و اولویت‌بندی به‌روزرسانی‌های حیاتی منجر به یک تجربه کاربری روان‌تر و یکپارچه‌تر می‌شود.
• عملکرد بهتر: در حالی که حالت همزمانی لزوماً رندرینگ را به طور کلی سریع‌تر نمی‌کند، کار را به طور مساوی‌تری توزیع می‌کند، از دوره‌های مسدودسازی طولانی جلوگیری می‌کند و عملکرد درک شده را بهبود می‌بخشد.
• مدیریت ساده‌تر عملیات ناهمزمان: ساسپنس فرآیند مدیریت عملیات ناهمزمان را ساده می‌کند و ساخت برنامه‌های پیچیده‌ای که به واکشی داده متکی هستند را آسان‌تر می‌کند.

موارد استفاده برای حالت همزمانی

حالت همزمانی به ویژه برای برنامه‌هایی با ویژگی‌های زیر مفید است:

• رابط کاربری پیچیده: برنامه‌هایی با تعداد زیادی کامپوننت یا منطق رندرینگ پیچیده.
• به‌روزرسانی‌های مکرر: برنامه‌هایی که نیاز به به‌روزرسانی‌های مکرر در رابط کاربری دارند، مانند داشبوردهای زنده یا برنامه‌های داده‌محور.
• واکشی داده ناهمزمان: برنامه‌هایی که به واکشی داده از APIها یا سایر منابع ناهمزمان متکی هستند.
• انیمیشن‌ها: برنامه‌هایی که از انیمیشن‌ها برای بهبود تجربه کاربری استفاده می‌کنند.

در اینجا چند نمونه خاص از نحوه استفاده از حالت همزمانی در برنامه‌های دنیای واقعی آورده شده است:

• وب‌سایت‌های تجارت الکترونیک: بهبود پاسخگویی لیست محصولات و نتایج جستجو. استفاده از ساسپنس برای نمایش نشانگرهای بارگذاری در حین واکشی تصاویر و توضیحات محصولات.
• پلتفرم‌های رسانه‌های اجتماعی: بهبود تجربه کاربری با اولویت‌بندی به‌روزرسانی‌های فید و اعلان‌های کاربر. استفاده از حالت همزمانی برای مدیریت روان انیمیشن‌ها و انتقال‌ها.
• داشبوردهای مصورسازی داده: بهبود عملکرد مصورسازی‌های داده پیچیده با تقسیم آنها به تکه‌های کوچکتر و رندر کردن آنها در برش‌های زمانی جداگانه.
• ویرایشگرهای اسناد مشارکتی: اطمینان از یک تجربه ویرایش پاسخگو با اولویت‌بندی ورودی کاربر و جلوگیری از مسدود شدن نخ اصلی توسط عملیات طولانی.

چگونه حالت همزمانی را فعال کنیم

برای فعال کردن حالت همزمانی، باید از یکی از APIهای ریشه (root) جدید که در ری‌اکت ۱۸ معرفی شده‌اند استفاده کنید:

• createRoot: این روش توصیه شده برای فعال کردن حالت همزمانی برای برنامه‌های جدید است. این یک ریشه ایجاد می‌کند که به طور پیش‌فرض از حالت همزمانی استفاده می‌کند.
• hydrateRoot: این برای رندرینگ سمت سرور (SSR) و هایدریشن (hydration) استفاده می‌شود. این به شما امکان می‌دهد تا برنامه را به تدریج هایدریت کنید و زمان بارگذاری اولیه را بهبود بخشید.

در اینجا مثالی از نحوه استفاده از createRoot آورده شده است:

import React from 'react';
import { createRoot } from 'react-dom/client';
import App from './App';

const container = document.getElementById('root');
const root = createRoot(container); // Create a root.
root.render(<App />);

توجه: ReactDOM.render در ری‌اکت ۱۸ هنگام استفاده از حالت همزمانی منسوخ شده است. به جای آن از createRoot یا hydrateRoot استفاده کنید.

پذیرش حالت همزمانی: یک رویکرد تدریجی

مهاجرت یک برنامه ری‌اکت موجود به حالت همزمانی همیشه یک فرآیند مستقیم نیست. این اغلب نیاز به برنامه‌ریزی دقیق و یک رویکرد تدریجی دارد. در اینجا یک استراتژی پیشنهادی آورده شده است:

1. به‌روزرسانی به ری‌اکت ۱۸: اولین قدم به‌روزرسانی برنامه شما به ری‌اکت ۱۸ است.
2. فعال کردن حالت همزمانی: از createRoot یا hydrateRoot برای فعال کردن حالت همزمانی استفاده کنید.
3. شناسایی مشکلات احتمالی: از React DevTools Profiler برای شناسایی کامپوننت‌هایی که باعث تنگناهای عملکردی یا رفتار غیرمنتظره می‌شوند، استفاده کنید.
4. رفع مشکلات سازگاری: برخی از کتابخانه‌های شخص ثالث یا الگوهای قدیمی‌تر ری‌اکت ممکن است با حالت همزمانی کاملاً سازگار نباشند. ممکن است نیاز به به‌روزرسانی این کتابخانه‌ها یا بازنویسی کد خود برای رفع این مشکلات داشته باشید.
5. پیاده‌سازی ساسپنس: از ساسپنس برای مدیریت عملیات ناهمزمان و بهبود تجربه کاربری استفاده کنید.
6. تست کامل: برنامه خود را به طور کامل تست کنید تا اطمینان حاصل کنید که حالت همزمانی همانطور که انتظار می‌رود کار می‌کند و هیچ پسرفتی در عملکرد یا کارایی وجود ندارد.

چالش‌ها و ملاحظات بالقوه

در حالی که حالت همزمانی مزایای قابل توجهی ارائه می‌دهد، مهم است که از برخی چالش‌ها و ملاحظات بالقوه آگاه باشید:

• مشکلات سازگاری: همانطور که قبلاً ذکر شد، برخی از کتابخانه‌های شخص ثالث یا الگوهای قدیمی‌تر ری‌اکت ممکن است با حالت همزمانی کاملاً سازگار نباشند. ممکن است نیاز به به‌روزرسانی این کتابخانه‌ها یا بازنویسی کد خود برای رفع این مشکلات داشته باشید. این ممکن است شامل بازنویسی برخی متدهای چرخه حیات یا استفاده از APIهای جدید ارائه شده توسط ری‌اکت ۱۸ باشد.
• پیچیدگی کد: حالت همزمانی می‌تواند به کدبیس شما پیچیدگی اضافه کند، به ویژه هنگام کار با عملیات ناهمزمان و ساسپنس. مهم است که مفاهیم زیربنایی را درک کنید و کد خود را به گونه‌ای بنویسید که با حالت همزمانی سازگار باشد.
• اشکال‌زدایی (Debugging): اشکال‌زدایی برنامه‌های حالت همزمانی می‌تواند چالش‌برانگیزتر از اشکال‌زدایی برنامه‌های سنتی ری‌اکت باشد. React DevTools Profiler ابزار ارزشمندی برای شناسایی تنگناهای عملکردی و درک رفتار حالت همزمانی است.
• منحنی یادگیری: یک منحنی یادگیری با حالت همزمانی همراه است. توسعه‌دهندگان برای استفاده موثر از آن باید مفاهیم و APIهای جدید را درک کنند. سرمایه‌گذاری زمان برای یادگیری در مورد حالت همزمانی و بهترین شیوه‌های آن ضروری است.
• رندرینگ سمت سرور (SSR): اطمینان حاصل کنید که تنظیمات SSR شما با حالت همزمانی سازگار است. استفاده از hydrateRoot برای هایدریت کردن صحیح برنامه در سمت کلاینت پس از رندر سرور، حیاتی است.

بهترین شیوه‌ها برای حالت همزمانی

برای بهره‌برداری حداکثری از حالت همزمانی، این بهترین شیوه‌ها را دنبال کنید:

• کامپوننت‌ها را کوچک و متمرکز نگه دارید: رندر و به‌روزرسانی کامپوننت‌های کوچکتر آسان‌تر است، که می‌تواند عملکرد را بهبود بخشد. کامپوننت‌های بزرگ را به واحدهای کوچکتر و قابل مدیریت‌تر تقسیم کنید.
• از عوارض جانبی در متد رندر اجتناب کنید: از انجام عوارض جانبی (مانند واکشی داده، دستکاری DOM) مستقیماً در متد رندر خودداری کنید. از هوک useEffect برای عوارض جانبی استفاده کنید.
• عملکرد رندرینگ را بهینه کنید: از تکنیک‌هایی مانند مموایزیشن (React.memo)، shouldComponentUpdate و PureComponent برای جلوگیری از رندرهای مجدد غیرضروری استفاده کنید.
• از ساسپنس برای عملیات ناهمزمان استفاده کنید: کامپوننت‌های ناهمزمان را با مرزهای <Suspense> بپیچید تا در حین واکشی داده، یک رابط کاربری جایگزین ارائه دهید.
• برنامه خود را پروفایل کنید: از React DevTools Profiler برای شناسایی تنگناهای عملکردی و بهینه‌سازی کد خود استفاده کنید.
• تست کامل: برنامه خود را به طور کامل تست کنید تا اطمینان حاصل کنید که حالت همزمانی همانطور که انتظار می‌رود کار می‌کند و هیچ پسرفتی در عملکرد یا کارایی وجود ندارد.

آینده ری‌اکت و حالت همزمانی

حالت همزمانی یک گام مهم رو به جلو در تکامل ری‌اکت است. این حالت امکانات جدیدی را برای ساخت رابط‌های کاربری پاسخگو و تعاملی باز می‌کند. با ادامه تکامل ری‌اکت، می‌توان انتظار داشت که ویژگی‌ها و بهینه‌سازی‌های پیشرفته‌تری بر پایه حالت همزمانی ساخته شوند. ری‌اکت به طور فزاینده‌ای در زمینه‌های مختلف جهانی، از آمریکای لاتین تا آسیای جنوب شرقی، استفاده می‌شود. اطمینان از عملکرد خوب برنامه‌های ری‌اکت، به ویژه در دستگاه‌های با قدرت کمتر و اتصالات شبکه کندتر که در بسیاری از نقاط جهان رایج است، بسیار حیاتی است.

تعهد ری‌اکت به عملکرد، همراه با قدرت حالت همزمانی، آن را به یک انتخاب قانع‌کننده برای ساخت برنامه‌های وب مدرن تبدیل می‌کند که تجربه کاربری عالی را به کاربران در سراسر جهان ارائه می‌دهند. با پذیرش حالت همزمانی توسط توسعه‌دهندگان بیشتر، می‌توان انتظار داشت که نسل جدیدی از برنامه‌های ری‌اکت را ببینیم که پاسخگوتر، کارآمدتر و کاربرپسندتر هستند.

نتیجه‌گیری

حالت همزمانی ری‌اکت مجموعه‌ای قدرتمند از ویژگی‌ها است که رندرینگ قابل وقفه، اولویت‌بندی به‌روزرسانی‌ها و مدیریت بهبود یافته عملیات ناهمزمان را امکان‌پذیر می‌سازد. با درک مفاهیم کلیدی حالت همزمانی و پیروی از بهترین شیوه‌ها، می‌توانید پتانسیل کامل ری‌اکت را باز کنید و برنامه‌هایی بسازید که تجربه کاربری روان‌تر و پاسخگوتری را برای کاربران در سراسر جهان ارائه می‌دهند. حالت همزمانی را بپذیرید و ساخت آینده وب را با ری‌اکت آغاز کنید!