بازیابی خطای React: استراتژی‌های تنزل تدریجی برای اپلیکیشن‌های قدرتمند

ساخت اپلیکیشن‌های React قدرتمند و انعطاف‌پذیر نیازمند رویکردی جامع برای مدیریت خطا است. در حالی که جلوگیری از خطاها حیاتی است، داشتن استراتژی‌هایی برای مدیریت صحیح استثناهای زمان اجرا نیز به همان اندازه اهمیت دارد. این پست وبلاگ به بررسی تکنیک‌های مختلف برای پیاده‌سازی تنزل تدریجی (graceful degradation) در React می‌پردازد تا تجربه کاربری روان و آگاهانه‌ای را حتی در زمان بروز خطاهای غیرمنتظره تضمین کند.

چرا بازیابی خطا مهم است؟

تصور کنید کاربری در حال تعامل با اپلیکیشن شماست که ناگهان یک کامپوننت از کار می‌افتد و یک پیام خطای مبهم یا صفحه‌ای خالی نمایش داده می‌شود. این امر می‌تواند منجر به ناامیدی، تجربه کاربری ضعیف و به‌طور بالقوه، از دست دادن کاربر شود. بازیابی مؤثر خطا به دلایل متعددی حیاتی است:

• بهبود تجربه کاربری: به جای نمایش یک رابط کاربری شکسته، خطاها را به درستی مدیریت کرده و پیام‌های آگاهی‌بخش به کاربر ارائه دهید.
• افزایش پایداری اپلیکیشن: از کرش کردن کل اپلیکیشن توسط خطاها جلوگیری کنید. خطاها را ایزوله کرده و به بقیه اپلیکیشن اجازه دهید به کار خود ادامه دهد.
• دیباگینگ بهتر: مکانیزم‌های ثبت لاگ و گزارش‌دهی را برای ضبط جزئیات خطا و تسهیل فرآیند دیباگینگ پیاده‌سازی کنید.
• نرخ تبدیل بهتر: یک اپلیکیشن کاربردی و قابل اعتماد منجر به رضایت بیشتر کاربر و در نهایت، نرخ تبدیل بهتر می‌شود، به‌ویژه برای پلتفرم‌های تجارت الکترونیک یا SaaS.

مرزهای خطا (Error Boundaries): یک رویکرد بنیادی

مرزهای خطا کامپوننت‌های React هستند که خطاهای جاوا اسکریپت را در هر جای درخت کامپوننت‌های فرزند خود می‌گیرند، آن خطاها را لاگ می‌کنند و به جای درخت کامپوننتی که کرش کرده، یک رابط کاربری جایگزین (fallback UI) نمایش می‌دهند. آنها را مانند بلوک `catch {}` در جاوا اسکریپت، اما برای کامپوننت‌های React در نظر بگیرید.

ایجاد یک کامپوننت مرز خطا

مرزهای خطا کامپوننت‌های کلاسی هستند که متدهای چرخه حیات `static getDerivedStateFromError()` و `componentDidCatch()` را پیاده‌سازی می‌کنند. بیایید یک کامپوننت مرز خطای ساده ایجاد کنیم:

            import React from 'react';

class ErrorBoundary extends React.Component {
  constructor(props) {
    super(props);
    this.state = {
      hasError: false,
      error: null,
      errorInfo: null,
    };
  }

  static getDerivedStateFromError(error) {
    // Update state so the next render will show the fallback UI.
    return {
      hasError: true,
      error: error
    };
  }

  componentDidCatch(error, errorInfo) {
    // You can also log the error to an error reporting service
    console.error("Captured error:", error, errorInfo);
    this.setState({errorInfo: errorInfo});
    // Example: logErrorToMyService(error, errorInfo);
  }

  render() {
    if (this.state.hasError) {
      // You can render any custom fallback UI
      return (
        <div>
          <h2>Something went wrong.</h2>
          <p>{this.state.error && this.state.error.toString()}</p>
          <details style={{ whiteSpace: 'pre-wrap' }}>
            {this.state.errorInfo && this.state.errorInfo.componentStack}
          </details>
        </div>
      );
    }

    return this.props.children; 
  }
}

export default ErrorBoundary;

            

              
                Copy
              
            
          

توضیح:

• `getDerivedStateFromError(error)`: این متد استاتیک پس از اینکه خطایی توسط یک کامپوننت فرزند پرتاب می‌شود، فراخوانی می‌شود. این متد خطا را به عنوان آرگومان دریافت می‌کند و باید مقداری را برای به‌روزرسانی state برگرداند. در این حالت، ما `hasError` را به `true` تغییر می‌دهیم تا رابط کاربری جایگزین فعال شود.
• `componentDidCatch(error, errorInfo)`: این متد پس از پرتاب خطا توسط یک کامپوننت فرزند فراخوانی می‌شود. این متد خطا و یک شیء `errorInfo` را دریافت می‌کند که حاوی اطلاعاتی در مورد اینکه کدام کامپوننت خطا را پرتاب کرده است، می‌باشد. می‌توانید از این متد برای لاگ کردن خطاها در یک سرویس یا انجام سایر side effectها استفاده کنید.
• `render()`: اگر `hasError` برابر با `true` باشد، رابط کاربری جایگزین را رندر کنید. در غیر این صورت، فرزندان کامپوننت را رندر کنید.

استفاده از مرز خطا

برای استفاده از مرز خطا، کافی است درخت کامپوننتی را که می‌خواهید محافظت کنید، در آن بپیچید:

            import ErrorBoundary from './ErrorBoundary';
import MyComponent from './MyComponent';

function App() {
  return (
    <ErrorBoundary>
      <MyComponent />
    </ErrorBoundary>
  );
}

export default App;

            

              
                Copy
              
            
          

اگر `MyComponent` یا هر یک از فرزندان آن خطایی پرتاب کنند، `ErrorBoundary` آن را گرفته و رابط کاربری جایگزین خود را رندر می‌کند.

ملاحظات مهم برای مرزهای خطا

• دانه‌بندی (Granularity): سطح مناسب دانه‌بندی را برای مرزهای خطای خود تعیین کنید. پیچیدن کل اپلیکیشن در یک مرز خطای واحد ممکن است بیش از حد کلی باشد. پیچیدن ویژگی‌ها یا کامپوننت‌های جداگانه را در نظر بگیرید.
• رابط کاربری جایگزین: رابط‌های کاربری جایگزین معناداری طراحی کنید که اطلاعات مفیدی به کاربر ارائه دهند. از پیام‌های خطای عمومی خودداری کنید. گزینه‌هایی برای تلاش مجدد یا تماس با پشتیبانی به کاربر ارائه دهید. به عنوان مثال، اگر کاربر تلاش می‌کند پروفایلی را بارگذاری کند و با شکست مواجه می‌شود، پیامی مانند «بارگذاری پروفایل با شکست مواجه شد. لطفاً اتصال اینترنت خود را بررسی کنید یا بعداً دوباره تلاش کنید.» نمایش دهید.
• ثبت لاگ (Logging): ثبت لاگ قدرتمندی برای ضبط جزئیات خطا پیاده‌سازی کنید. پیام خطا، stack trace و زمینه کاربر (مانند شناسه کاربر، اطلاعات مرورگر) را شامل شوید. از یک سرویس ثبت لاگ متمرکز (مانند Sentry، Rollbar) برای ردیابی خطاها در محیط پروداکشن استفاده کنید.
• محل قرارگیری: مرزهای خطا فقط خطاهای کامپوننت‌های *زیر* خود در درخت را می‌گیرند. یک مرز خطا نمی‌تواند خطاهای درون خودش را بگیرد.
• مدیریت‌کننده‌های رویداد و کدهای ناهمگام: مرزهای خطا، خطاها را درون مدیریت‌کننده‌های رویداد (مانند کلیک هندلرها) یا کدهای ناهمگام مانند `setTimeout` یا کال‌بک‌های `Promise` نمی‌گیرند. برای آنها، باید از بلوک‌های `try...catch` استفاده کنید.

کامپوننت‌های جایگزین (Fallback): ارائه آلترناتیوها

کامپوننت‌های جایگزین، عناصر UI هستند که وقتی یک کامپوننت اصلی در بارگذاری یا عملکرد صحیح شکست می‌خورد، رندر می‌شوند. آنها راهی برای حفظ عملکرد و ارائه تجربه کاربری مثبت، حتی در مواجهه با خطاها، ارائه می‌دهند.

انواع کامپوننت‌های جایگزین

• نسخه ساده‌شده: اگر یک کامپوننت پیچیده با شکست مواجه شود، می‌توانید نسخه ساده‌تری را که عملکرد اولیه را ارائه می‌دهد، رندر کنید. به عنوان مثال، اگر یک ویرایشگر متن غنی (rich text editor) از کار بیفتد، می‌توانید یک فیلد ورودی متن ساده نمایش دهید.
• داده‌های کش‌شده: اگر یک درخواست API با شکست مواجه شود، می‌توانید داده‌های کش‌شده یا یک مقدار پیش‌فرض را نمایش دهید. این به کاربر اجازه می‌دهد تا تعامل با اپلیکیشن را ادامه دهد، حتی اگر داده‌ها به‌روز نباشند.
• محتوای جایگزین (Placeholder): اگر یک تصویر یا ویدئو در بارگذاری شکست بخورد، می‌توانید یک تصویر جایگزین یا پیامی مبنی بر در دسترس نبودن محتوا نمایش دهید.
• پیام خطا با گزینه تلاش مجدد: یک پیام خطای کاربرپسند با گزینه‌ای برای تلاش مجدد عملیات نمایش دهید. این به کاربر اجازه می‌دهد تا بدون از دست دادن پیشرفت خود، دوباره آن عمل را امتحان کند.
• لینک تماس با پشتیبانی: برای خطاهای حیاتی، یک لینک به صفحه پشتیبانی یا فرم تماس ارائه دهید. این به کاربر اجازه می‌دهد تا کمک بگیرد و مشکل را گزارش کند.

پیاده‌سازی کامپوننت‌های جایگزین

می‌توانید از رندر شرطی یا دستور `try...catch` برای پیاده‌سازی کامپوننت‌های جایگزین استفاده کنید.

رندر شرطی

            import React, { useState, useEffect } from 'react';

function MyComponent() {
  const [data, setData] = useState(null);
  const [error, setError] = useState(null);

  useEffect(() => {
    async function fetchData() {
      try {
        const response = await fetch('https://api.example.com/data');
        if (!response.ok) {
          throw new Error(`HTTP error! status: ${response.status}`);
        }
        const jsonData = await response.json();
        setData(jsonData);
      } catch (e) {
        setError(e);
      }
    }

    fetchData();
  }, []);

  if (error) {
    return <p>Error: {error.message}. Please try again later.</p>; // Fallback UI
  }

  if (!data) {
    return <p>Loading...</p>;
  }

  return <div>{/* Render data here */}</div>;
}

export default MyComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

دستور Try...Catch

            import React, { useState } from 'react';

function MyComponent() {
  const [content, setContent] = useState(null);

  try {
      //Potentially Error Prone Code
      if (content === null){
          throw new Error("Content is null");
      }
    return <div>{content}</div>
  } catch (error) {
    return <div>An error occurred: {error.message}</div> // Fallback UI
  }
}

export default MyComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

مزایای کامپوننت‌های جایگزین

• بهبود تجربه کاربری: پاسخ صحیح‌تر و آگاهی‌بخش‌تری به خطاها ارائه می‌دهد.
• افزایش انعطاف‌پذیری: به اپلیکیشن اجازه می‌دهد تا حتی در صورت شکست کامپوننت‌های جداگانه، به کار خود ادامه دهد.
• دیباگینگ ساده‌تر: به شناسایی و ایزوله کردن منبع خطاها کمک می‌کند.

اعتبارسنجی داده: جلوگیری از خطاها در مبدأ

اعتبارسنجی داده فرآیند اطمینان از معتبر و سازگار بودن داده‌های مورد استفاده توسط اپلیکیشن شماست. با اعتبارسنجی داده، می‌توانید از وقوع بسیاری از خطاها در همان ابتدا جلوگیری کرده و به یک اپلیکیشن پایدارتر و قابل اعتمادتر دست یابید.

انواع اعتبارسنجی داده

• اعتبارسنجی سمت کلاینت: اعتبارسنجی داده در مرورگر قبل از ارسال آن به سرور. این می‌تواند عملکرد را بهبود بخشد و بازخورد فوری به کاربر ارائه دهد.
• اعتبارسنجی سمت سرور: اعتبارسنجی داده روی سرور پس از دریافت آن از کلاینت. این برای امنیت و یکپارچگی داده ضروری است.

تکنیک‌های اعتبارسنجی

• بررسی نوع (Type Checking): اطمینان از اینکه داده از نوع صحیح است (مثلاً رشته، عدد، بولین). کتابخانه‌هایی مانند TypeScript می‌توانند در این زمینه کمک کنند.
• اعتبارسنجی فرمت: اطمینان از اینکه داده در فرمت صحیح قرار دارد (مثلاً آدرس ایمیل، شماره تلفن، تاریخ). عبارات باقاعده (Regular expressions) می‌توانند برای این کار استفاده شوند.
• اعتبارسنجی محدوده: اطمینان از اینکه داده در یک محدوده مشخص قرار دارد (مثلاً سن، قیمت).
• فیلدهای ضروری: اطمینان از اینکه تمام فیلدهای ضروری پر شده‌اند.
• اعتبارسنجی سفارشی: پیاده‌سازی منطق اعتبارسنجی سفارشی برای برآوردن نیازمندی‌های خاص.

مثال: اعتبارسنجی ورودی کاربر

            import React, { useState } from 'react';

function MyForm() {
  const [email, setEmail] = useState('');
  const [emailError, setEmailError] = useState('');

  const handleEmailChange = (event) => {
    const newEmail = event.target.value;
    setEmail(newEmail);

    // Email validation using a simple regex
    if (!/^[\w-\.]+@([\w-]+\.)+[\w-]{2,4}$/.test(newEmail)) {
      setEmailError('Invalid email address');
    } else {
      setEmailError('');
    }
  };

  const handleSubmit = (event) => {
    event.preventDefault();
    if (emailError) {
      alert('Please correct the errors in the form.');
      return;
    }
    // Submit the form
    alert('Form submitted successfully!');
  };

  return (
    <form onSubmit={handleSubmit}>
      <label>
        Email:
        <input type="email" value={email} onChange={handleEmailChange} />
      </label>
      {emailError && <div style={{ color: 'red' }}>{emailError}</div>}
      <button type="submit">Submit</button>
    </form>
  );
}

export default MyForm;

            

              
                Copy
              
            
          

مزایای اعتبارسنجی داده

• کاهش خطاها: از ورود داده‌های نامعتبر به اپلیکیشن جلوگیری می‌کند.
• امنیت بهبودیافته: به جلوگیری از آسیب‌پذیری‌های امنیتی مانند SQL injection و cross-site scripting (XSS) کمک می‌کند.
• یکپارچگی داده تقویت‌شده: اطمینان می‌دهد که داده‌ها سازگار و قابل اعتماد هستند.
• تجربه کاربری بهتر: بازخورد فوری به کاربر ارائه می‌دهد و به او اجازه می‌دهد تا خطاها را قبل از ارسال داده اصلاح کند.

تکنیک‌های پیشرفته برای بازیابی خطا

فراتر از استراتژی‌های اصلی مرزهای خطا، کامپوننت‌های جایگزین و اعتبارسنجی داده، چندین تکنیک پیشرفته وجود دارد که می‌توانند بازیابی خطا را در اپلیکیشن‌های React شما بیشتر تقویت کنند.

مکانیزم‌های تلاش مجدد

برای خطاهای موقتی، مانند مشکلات اتصال به شبکه، پیاده‌سازی مکانیزم‌های تلاش مجدد می‌تواند تجربه کاربری را بهبود بخشد. می‌توانید از کتابخانه‌هایی مانند `axios-retry` استفاده کنید یا منطق تلاش مجدد خود را با استفاده از `setTimeout` یا `Promise.retry` (در صورت وجود) پیاده‌سازی کنید.

            import axios from 'axios';
import axiosRetry from 'axios-retry';

axiosRetry(axios, {
  retries: 3, // number of retries
  retryDelay: (retryCount) => {
    console.log(`retry attempt: ${retryCount}`);
    return retryCount * 1000; // time interval between retries
  },
  retryCondition: (error) => {
    // if retry condition is not specified, by default idempotent requests are retried
    return error.response.status === 503; // retry server errors
  },
});

axios
  .get('https://api.example.com/data')
  .then((response) => {
    // handle success
  })
  .catch((error) => {
    // handle error after retries
  });

            

              
                Copy
              
            
          

الگوی مدارشکن (Circuit Breaker)

الگوی مدارشکن از تلاش مکرر یک اپلیکیشن برای اجرای عملیاتی که احتمالاً با شکست مواجه می‌شود، جلوگیری می‌کند. این الگو با «باز کردن» مدار هنگام وقوع تعداد معینی از شکست‌ها کار می‌کند و از تلاش‌های بیشتر تا گذشت یک دوره زمانی جلوگیری می‌کند. این می‌تواند به جلوگیری از شکست‌های زنجیره‌ای (cascading failures) و بهبود پایداری کلی اپلیکیشن کمک کند.

کتابخانه‌هایی مانند `opossum` می‌توانند برای پیاده‌سازی الگوی مدارشکن در جاوا اسکریپت استفاده شوند.

محدودسازی نرخ درخواست (Rate Limiting)

محدودسازی نرخ درخواست از اپلیکیشن شما در برابر بار اضافی با محدود کردن تعداد درخواست‌هایی که یک کاربر یا کلاینت می‌تواند در یک دوره زمانی مشخص ارسال کند، محافظت می‌کند. این می‌تواند به جلوگیری از حملات منع سرویس (DoS) و اطمینان از پاسخگو ماندن اپلیکیشن شما کمک کند.

محدودسازی نرخ درخواست را می‌توان در سطح سرور با استفاده از middleware یا کتابخانه‌ها پیاده‌سازی کرد. همچنین می‌توانید از سرویس‌های شخص ثالث مانند Cloudflare یا Akamai برای ارائه محدودسازی نرخ درخواست و سایر ویژگی‌های امنیتی استفاده کنید.

تنزل تدریجی در Feature Flags

استفاده از feature flags به شما امکان می‌دهد تا ویژگی‌ها را بدون نیاز به استقرار کد جدید، فعال یا غیرفعال کنید. این می‌تواند برای تنزل تدریجی ویژگی‌هایی که با مشکل مواجه هستند مفید باشد. به عنوان مثال، اگر یک ویژگی خاص باعث مشکلات عملکردی شده است، می‌توانید آن را به طور موقت با استفاده از یک feature flag غیرفعال کنید تا زمانی که مشکل برطرف شود.

سرویس‌های متعددی مدیریت feature flag را ارائه می‌دهند، مانند LaunchDarkly یا Split.

مثال‌های واقعی و بهترین شیوه‌ها

بیایید برخی از مثال‌های واقعی و بهترین شیوه‌ها را برای پیاده‌سازی تنزل تدریجی در اپلیکیشن‌های React بررسی کنیم.

پلتفرم تجارت الکترونیک

• تصاویر محصول: اگر تصویر محصول بارگذاری نشد، یک تصویر جایگزین با نام محصول نمایش دهید.
• موتور پیشنهاددهنده: اگر موتور پیشنهاددهنده از کار افتاد، یک لیست ثابت از محصولات محبوب را نمایش دهید.
• درگاه پرداخت: اگر درگاه پرداخت اصلی از کار افتاد، روش‌های پرداخت جایگزین را ارائه دهید.
• قابلیت جستجو: اگر نقطه پایانی API جستجوی اصلی از کار افتاد، به یک فرم جستجوی ساده که فقط داده‌های محلی را جستجو می‌کند، هدایت کنید.

اپلیکیشن رسانه اجتماعی

• فید اخبار: اگر فید اخبار کاربر بارگذاری نشد، یک نسخه کش‌شده یا پیامی مبنی بر در دسترس نبودن موقت فید نمایش دهید.
• آپلود تصاویر: اگر آپلود تصاویر با شکست مواجه شد، به کاربران اجازه دهید آپلود را دوباره امتحان کنند یا یک گزینه جایگزین برای آپلود تصویری دیگر ارائه دهید.
• به‌روزرسانی‌های لحظه‌ای: اگر به‌روزرسانی‌های لحظه‌ای در دسترس نبود، پیامی مبنی بر تأخیر در به‌روزرسانی‌ها نمایش دهید.

وب‌سایت خبری جهانی

• محتوای محلی‌سازی‌شده: اگر محلی‌سازی محتوا با شکست مواجه شد، زبان پیش‌فرض (مثلاً انگلیسی) را با پیامی مبنی بر در دسترس نبودن نسخه محلی‌سازی‌شده نمایش دهید.
• APIهای خارجی (مانند آب و هوا، قیمت سهام): در صورت شکست APIهای خارجی، از استراتژی‌های جایگزین مانند کش کردن یا مقادیر پیش‌فرض استفاده کنید. استفاده از یک میکروسرویس جداگانه برای مدیریت فراخوانی‌های API خارجی را در نظر بگیرید تا اپلیکیشن اصلی از شکست‌های سرویس‌های خارجی ایزوله شود.
• بخش نظرات: اگر بخش نظرات از کار افتاد، یک پیام ساده مانند «نظرات به طور موقت در دسترس نیستند.» ارائه دهید.

آزمایش استراتژی‌های بازیابی خطا

آزمایش استراتژی‌های بازیابی خطای شما برای اطمینان از عملکرد صحیح آنها حیاتی است. در اینجا چند تکنیک آزمایش آورده شده است:

• تست‌های واحد (Unit Tests): تست‌های واحد بنویسید تا تأیید کنید که مرزهای خطا و کامپوننت‌های جایگزین هنگام پرتاب خطاها به درستی رندر می‌شوند.
• تست‌های یکپارچه‌سازی (Integration Tests): تست‌های یکپارچه‌سازی بنویسید تا تأیید کنید که کامپوننت‌های مختلف در حضور خطاها به درستی با یکدیگر تعامل دارند.
• تست‌های سرتاسری (End-to-End Tests): تست‌های سرتاسری بنویسید تا سناریوهای دنیای واقعی را شبیه‌سازی کرده و تأیید کنید که اپلیکیشن در هنگام وقوع خطاها به درستی رفتار می‌کند.
• تست تزریق خطا (Fault Injection Testing): به طور عمدی خطاها را به اپلیکیشن خود وارد کنید تا انعطاف‌پذیری آن را بسنجید. به عنوان مثال، می‌توانید شکست‌های شبکه، خطاهای API یا مشکلات اتصال به پایگاه داده را شبیه‌سازی کنید.
• تست پذیرش کاربر (UAT): از کاربران بخواهید تا اپلیکیشن را در یک محیط واقعی آزمایش کنند تا هرگونه مشکل کاربردی یا رفتار غیرمنتظره در حضور خطاها را شناسایی کنند.

نتیجه‌گیری

پیاده‌سازی استراتژی‌های تنزل تدریجی در React برای ساخت اپلیکیشن‌های قدرتمند و انعطاف‌پذیر ضروری است. با استفاده از مرزهای خطا، کامپوننت‌های جایگزین، اعتبارسنجی داده و تکنیک‌های پیشرفته‌ای مانند مکانیزم‌های تلاش مجدد و مدارشکن‌ها، می‌توانید تجربه کاربری روان و آگاهانه‌ای را حتی در زمان بروز مشکل تضمین کنید. به یاد داشته باشید که استراتژی‌های بازیابی خطای خود را به طور کامل آزمایش کنید تا از عملکرد صحیح آنها اطمینان حاصل کنید. با اولویت دادن به مدیریت خطا، می‌توانید اپلیکیشن‌های React بسازید که قابل اعتمادتر، کاربرپسندتر و در نهایت، موفق‌تر باشند.