دستیابی به اوج عملکرد: نگاهی عمیق به API پروفایلر ری‌اکت

در دنیای توسعه وب مدرن، تجربه کاربری حرف اول را می‌زند. یک رابط کاربری روان و پاسخگو می‌تواند عامل تعیین‌کننده بین یک کاربر خشنود و یک کاربر ناامید باشد. برای توسعه‌دهندگانی که از ری‌اکت استفاده می‌کنند، ساخت رابط‌های کاربری پیچیده و پویا آسان‌تر از همیشه شده است. با این حال، با افزایش پیچیدگی اپلیکیشن‌ها، خطر گلوگاه‌های عملکردی نیز افزایش می‌یابد—ناکامی‌های ظریفی که می‌توانند منجر به تعاملات کند، انیمیشن‌های پرش‌دار و در نهایت تجربه کاربری ضعیف شوند. اینجاست که API پروفایلر ری‌اکت به ابزاری ضروری در زرادخانه یک توسعه‌دهنده تبدیل می‌شود.

این راهنمای جامع شما را به یک بررسی عمیق از پروفایلر ری‌اکت می‌برد. ما بررسی خواهیم کرد که این ابزار چیست، چگونه می‌توان از آن به طور مؤثر از طریق ابزارهای توسعه‌دهنده ری‌اکت و API برنامه‌نویسی آن استفاده کرد، و مهم‌تر از همه، چگونه خروجی آن را برای تشخیص و رفع مشکلات رایج عملکردی تفسیر کنیم. در پایان، شما مجهز خواهید شد تا تحلیل عملکرد را از یک کار دلهره‌آور به بخشی سیستماتیک و ارزشمند از گردش کار توسعه خود تبدیل کنید.

API پروفایلر ری‌اکت چیست؟

پروفایلر ری‌اکت یک ابزار تخصصی است که برای کمک به توسعه‌دهندگان در اندازه‌گیری عملکرد یک اپلیکیشن ری‌اکت طراحی شده است. وظیفه اصلی آن جمع‌آوری اطلاعات زمان‌بندی درباره هر کامپوننتی است که در اپلیکیشن شما رندر می‌شود، و به شما این امکان را می‌دهد که تشخیص دهید کدام بخش‌های اپلیکیشن شما برای رندر شدن هزینه بالایی دارند و ممکن است باعث مشکلات عملکردی شوند.

این ابزار به سوالات حیاتی مانند این‌ها پاسخ می‌دهد:

• رندر شدن یک کامپوننت خاص چقدر طول می‌کشد؟
• یک کامپوننت در طول یک تعامل کاربر چند بار دوباره رندر می‌شود؟
• چرا یک کامپوننت خاص دوباره رندر شد؟

مهم است که پروفایلر ری‌اکت را از ابزارهای عمومی عملکرد مرورگر مانند تب Performance در Chrome DevTools یا Lighthouse متمایز کنیم. در حالی که آن ابزارها برای اندازه‌گیری بارگذاری کلی صفحه، درخواست‌های شبکه و زمان اجرای اسکریپت عالی هستند، پروفایلر ری‌اکت یک دید متمرکز و در سطح کامپوننت از عملکرد درون اکوسیستم ری‌اکت به شما می‌دهد. این ابزار چرخه حیات ری‌اکت را درک می‌کند و می‌تواند ناکارآمدی‌های مربوط به تغییرات state، props و context را که ابزارهای دیگر نمی‌توانند ببینند، مشخص کند.

پروفایلر به دو شکل اصلی در دسترس است:

1. افزونه React DevTools: یک رابط کاربری گرافیکی و کاربرپسند که مستقیماً در ابزارهای توسعه‌دهنده مرورگر شما ادغام شده است. این رایج‌ترین راه برای شروع پروفایلینگ است.
2. کامپوننت برنامه‌نویسی ``: کامپوننتی که می‌توانید مستقیماً به کد JSX خود اضافه کنید تا اندازه‌گیری‌های عملکرد را به صورت برنامه‌نویسی جمع‌آوری کنید، که برای تست خودکار یا ارسال متریک‌ها به یک سرویس تحلیلی مفید است.

نکته مهم این است که پروفایلر برای محیط‌های توسعه طراحی شده است. اگرچه یک بیلد پروداکشن ویژه با پروفایلینگ فعال وجود دارد، بیلد استاندارد پروداکشن ری‌اکت این قابلیت را حذف می‌کند تا کتابخانه برای کاربران نهایی شما تا حد امکان سبک و سریع باقی بماند.

شروع کار: چگونه از پروفایلر ری‌اکت استفاده کنیم

بیایید عملی کار کنیم. پروفایل کردن اپلیکیشن شما یک فرآیند ساده است و درک هر دو روش به شما حداکثر انعطاف‌پذیری را می‌دهد.

روش ۱: تب Profiler در React DevTools

برای اکثر دیباگ‌های عملکردی روزمره، تب Profiler در React DevTools ابزار اصلی شماست. اگر آن را نصب نکرده‌اید، این اولین قدم است—افزونه را برای مرورگر مورد نظر خود (کروم، فایرفاکس، اج) دریافت کنید.

در اینجا یک راهنمای گام به گام برای اجرای اولین جلسه پروفایلینگ شما آورده شده است:

1. اپلیکیشن خود را باز کنید: به اپلیکیشن ری‌اکت خود که در حالت توسعه در حال اجرا است، بروید. اگر آیکون ری‌اکت را در نوار افزونه‌های مرورگر خود مشاهده کنید، متوجه می‌شوید که DevTools فعال است.
2. ابزارهای توسعه‌دهنده را باز کنید: ابزارهای توسعه‌دهنده مرورگر خود را باز کنید (معمولاً با F12 یا Ctrl+Shift+I / Cmd+Option+I) و تب "Profiler" را پیدا کنید. اگر تب‌های زیادی دارید، ممکن است پشت یک فلش "»" پنهان شده باشد.
3. شروع پروفایلینگ: یک دایره آبی (دکمه ضبط) در رابط کاربری Profiler خواهید دید. برای شروع ضبط داده‌های عملکرد، روی آن کلیک کنید.
4. با اپلیکیشن خود تعامل کنید: عملی را که می‌خواهید اندازه‌گیری کنید، انجام دهید. این می‌تواند هر چیزی باشد، از بارگذاری یک صفحه، کلیک کردن روی دکمه‌ای که یک مودال را باز می‌کند، تایپ کردن در یک فرم، یا فیلتر کردن یک لیست بزرگ. هدف بازتولید تعامل کاربری است که کند به نظر می‌رسد.
5. توقف پروفایلینگ: پس از اتمام تعامل، دوباره روی دکمه ضبط کلیک کنید (اکنون قرمز خواهد بود) تا جلسه متوقف شود.

همین! Profiler داده‌هایی را که جمع‌آوری کرده پردازش می‌کند و یک نمایش تصویری دقیق از عملکرد رندر اپلیکیشن شما در طول آن تعامل را به شما ارائه می‌دهد.

روش ۲: کامپوننت برنامه‌نویسی `Profiler`

در حالی که DevTools برای دیباگ تعاملی عالی است، گاهی اوقات نیاز دارید داده‌های عملکرد را به صورت خودکار جمع‌آوری کنید. کامپوننت ``، که از پکیج `react` اکسپورت شده است، به شما این امکان را می‌دهد که دقیقاً همین کار را انجام دهید.

شما می‌توانید هر بخشی از درخت کامپوننت خود را با کامپوننت `` بپوشانید. این کامپوننت به دو پراپ نیاز دارد:

• `id` (رشته): یک شناسه منحصر به فرد برای بخشی از درخت که در حال پروفایل کردن آن هستید. این به شما کمک می‌کند تا اندازه‌گیری‌های پروفایلرهای مختلف را از هم تشخیص دهید.
• `onRender` (تابع): یک تابع callback که ری‌اکت هر بار که یک کامپوننت در داخل درخت پروفایل شده یک آپدیت را "commit" می‌کند، آن را فراخوانی می‌کند.

در اینجا یک نمونه کد آورده شده است:

import React, { Profiler } from 'react';

// کال‌بک onRender
function onRenderCallback(
  id, // پراپ "id" درختی از Profiler که به تازگی commit شده است
  phase, // "mount" (اگر درخت برای اولین بار mount شده باشد) یا "update" (اگر دوباره رندر شده باشد)
  actualDuration, // زمان صرف شده برای رندر آپدیت commit شده
  baseDuration, // زمان تخمینی برای رندر کل زیردرخت بدون مموسازی (memoization)
  startTime, // زمانی که ری‌اکت شروع به رندر این آپدیت کرد
  commitTime, // زمانی که ری‌اکت این آپدیت را commit کرد
  interactions // مجموعه‌ای از تعاملات که باعث این آپدیت شدند
) {
  // می‌توانید این داده‌ها را لاگ کنید، به یک سرویس تحلیلی ارسال کنید یا آن‌ها را جمع‌آوری کنید.
  console.log({
    id,
    phase,
    actualDuration,
    baseDuration,
    startTime,
    commitTime,
  });
}

function App() {
  return (
    

      
        
      
      

        
          
        
      
    
  );
}

درک پارامترهای کال‌بک `onRender`:

• `id`: رشته `id` که به کامپوننت `` پاس داده‌اید.
• `phase`: یا `"mount"` (کامپوننت برای اولین بار mount شد) یا `"update"` (به دلیل تغییرات در props، state یا hooks دوباره رندر شد).
• `actualDuration`: زمانی که برای رندر `` و فرزندانش برای این آپدیت خاص صرف شده است، به میلی‌ثانیه. این متریک کلیدی شما برای شناسایی رندرهای کند است.
• `baseDuration`: تخمینی از مدت زمانی که برای رندر کل زیردرخت از ابتدا لازم است. این سناریوی "بدترین حالت" است و برای درک پیچیدگی کلی یک درخت کامپوننت مفید است. اگر `actualDuration` بسیار کوچکتر از `baseDuration` باشد، نشان می‌دهد که بهینه‌سازی‌هایی مانند مموسازی (memoization) به طور مؤثر کار می‌کنند.
• `startTime` و `commitTime`: تایم‌استمپ‌هایی برای زمانی که ری‌اکت شروع به رندر کرد و زمانی که آپدیت را به DOM کامیت کرد. این‌ها می‌توانند برای ردیابی عملکرد در طول زمان استفاده شوند.
• `interactions`: مجموعه‌ای از "تعاملات" که هنگام برنامه‌ریزی آپدیت در حال ردیابی بودند (این بخشی از یک API آزمایشی برای ردیابی علت آپدیت‌ها است).

تفسیر خروجی پروفایلر: یک تور راهنما

پس از توقف یک جلسه ضبط در React DevTools، با انبوهی از اطلاعات روبرو می‌شوید. بیایید بخش‌های اصلی رابط کاربری را بررسی کنیم.

انتخابگر Commit

در بالای پروفایلر، یک نمودار میله‌ای خواهید دید. هر میله در این نمودار نشان‌دهنده یک "commit" است که ری‌اکت در طول ضبط شما به DOM انجام داده است. ارتفاع و رنگ میله نشان می‌دهد که رندر آن commit چقدر طول کشیده است—میله‌های بلندتر و زرد/نارنجی گران‌تر از میله‌های کوتاه‌تر و آبی/سبز هستند. می‌توانید روی این میله‌ها کلیک کنید تا جزئیات هر چرخه رندر خاص را بررسی کنید.

نمودار Flamegraph

این قدرتمندترین ابزار تصویری است. برای یک commit انتخاب شده، flamegraph به شما نشان می‌دهد که کدام کامپوننت‌ها در اپلیکیشن شما رندر شده‌اند. در اینجا نحوه خواندن آن آمده است:

• سلسله مراتب کامپوننت‌ها: نمودار مانند درخت کامپوننت شما ساختار یافته است. کامپوننت‌های بالایی کامپوننت‌های پایینی خود را فراخوانی کرده‌اند.
• زمان رندر: عرض میله یک کامپوننت با مدت زمانی که آن و فرزندانش برای رندر شدن صرف کرده‌اند، مطابقت دارد. میله‌های عریض‌تر آنهایی هستند که باید ابتدا بررسی کنید.
• کدگذاری رنگی: رنگ میله نیز زمان رندر را نشان می‌دهد، از رنگ‌های سرد (آبی، سبز) برای رندرهای سریع تا رنگ‌های گرم (زرد، نارنجی، قرمز) برای رندرهای کند.
• کامپوننت‌های خاکستری: یک میله خاکستری به این معنی است که کامپوننت در طول این commit خاص دوباره رندر نشده است. این یک نشانه عالی است! به این معنی است که استراتژی‌های مموسازی شما احتمالاً برای آن کامپوننت کار می‌کنند.

نمودار Ranked

اگر flamegraph بیش از حد پیچیده به نظر می‌رسد، می‌توانید به نمای نمودار Ranked بروید. این نما به سادگی تمام کامپوننت‌هایی را که در طول commit انتخاب شده رندر شده‌اند، لیست می‌کند و بر اساس اینکه کدام یک طولانی‌ترین زمان را برای رندر شدن صرف کرده، مرتب شده‌اند. این یک راه فوق‌العاده برای شناسایی فوری گران‌ترین کامپوننت‌های شماست.

پنل جزئیات کامپوننت

وقتی روی یک کامپوننت خاص در نمودار Flamegraph یا Ranked کلیک می‌کنید، یک پنل جزئیات در سمت راست ظاهر می‌شود. اینجاست که شما کاربردی‌ترین اطلاعات را پیدا می‌کنید:

• مدت زمان رندر: این پنل `actualDuration` و `baseDuration` را برای آن کامپوننت در commit انتخاب شده نشان می‌دهد.
• "Rendered at": این قسمت تمام commitهایی را که این کامپوننت در آنها رندر شده است لیست می‌کند و به شما امکان می‌دهد به سرعت ببینید که چقدر آپدیت می‌شود.
• "Why did this render?": این اغلب با ارزش‌ترین قطعه اطلاعات است. React DevTools تمام تلاش خود را می‌کند تا به شما بگوید چرا یک کامپوننت دوباره رندر شده است. دلایل رایج عبارتند از:
  • پراپ‌ها تغییر کرده‌اند
  • هوک‌ها تغییر کرده‌اند (مثلاً مقدار یک `useState` یا `useReducer` آپدیت شده است)
  • کامپوننت والد رندر شده است (این یک علت شایع برای رندرهای مجدد غیرضروری در کامپوننت‌های فرزند است)
  • کانتکست تغییر کرده است

گلوگاه‌های عملکردی رایج و نحوه رفع آنها

اکنون که می‌دانید چگونه داده‌های عملکرد را جمع‌آوری و بخوانید، بیایید مشکلات رایجی را که پروفایلر به کشف آنها کمک می‌کند و الگوهای استاندارد ری‌اکت برای حل آنها را بررسی کنیم.

مشکل ۱: رندرهای مجدد غیرضروری

این شایع‌ترین مشکل عملکردی در اپلیکیشن‌های ری‌اکت است. زمانی رخ می‌دهد که یک کامپوننت دوباره رندر می‌شود حتی اگر خروجی آن دقیقاً یکسان باشد. این کار چرخه‌های CPU را هدر می‌دهد و می‌تواند باعث شود رابط کاربری شما کند به نظر برسد.

تشخیص:

• در پروفایلر، می‌بینید که یک کامپوننت به طور مکرر در بسیاری از commitها رندر می‌شود.
• بخش "Why did this render?" نشان می‌دهد که دلیل آن رندر شدن کامپوننت والد است، حتی اگر پراپ‌های خود آن کامپوننت تغییر نکرده باشند.
• بسیاری از کامپوننت‌ها در flamegraph رنگی هستند، حتی اگر فقط بخش کوچکی از stateای که به آن وابسته هستند واقعاً تغییر کرده باشد.

راه حل ۱: `React.memo()`

`React.memo` یک کامپوننت مرتبه بالاتر (HOC) است که کامپوننت شما را ممو می‌کند (memoizes). این تابع یک مقایسه سطحی بین پراپ‌های قبلی و جدید کامپوننت انجام می‌دهد. اگر پراپ‌ها یکسان باشند، ری‌اکت از رندر مجدد کامپوننت صرف‌نظر کرده و از آخرین نتیجه رندر شده استفاده می‌کند.

قبل از `React.memo`:**

function UserAvatar({ userName, avatarUrl }) {
  console.log(`Rendering UserAvatar for ${userName}`)
  return ;
}

// در کامپوننت والد:
// اگر والد به هر دلیلی دوباره رندر شود (مثلاً state خود آن تغییر کند)،
// UserAvatar دوباره رندر خواهد شد، حتی اگر userName و avatarUrl یکسان باشند.

import React from 'react';

const UserAvatar = React.memo(function UserAvatar({ userName, avatarUrl }) {
  console.log(`Rendering UserAvatar for ${userName}`)
  return ;
});

// اکنون، UserAvatar فقط در صورتی دوباره رندر می‌شود که پراپ‌های userName یا avatarUrl واقعاً تغییر کنند.

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

  // این تابع در هر رندر ParentComponent دوباره ایجاد می‌شود
  const handleItemClick = (id) => {
    console.log('Clicked item', id);
  };

  return (
    

       setCount(c => c + 1)}>Increment {count}
      {/* MemoizedListItem هر بار که count تغییر می‌کند دوباره رندر می‌شود، زیرا handleItemClick یک تابع جدید است */}
      
    
  );
}

import { useState, useCallback } from 'react';

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

  // این تابع اکنون ممو شده است و تا زمانی که وابستگی‌هایش (آرایه خالی) تغییر نکنند، دوباره ایجاد نخواهد شد.
  const handleItemClick = useCallback((id) => {
    console.log('Clicked item', id);
  }, []); // آرایه وابستگی خالی به این معنی است که فقط یک بار ایجاد می‌شود

  return (
    

       setCount(c => c + 1)}>Increment {count}
      {/* اکنون، MemoizedListItem هنگام تغییر count دوباره رندر نخواهد شد */}
      
    
  );
}

function ProductList({ products, filterTerm }) {
  // این عملیات فیلتر کردن سنگین در هر رندر ProductList اجرا می‌شود،
  // حتی اگر فقط یک پراپ نامرتبط تغییر کرده باشد.
  const visibleProducts = products.filter(p => p.name.includes(filterTerm));

  return (
    

      {visibleProducts.map(p => 
{p.name}
)}
    
  );
}

import { useMemo } from 'react';

function ProductList({ products, filterTerm }) {
  // این محاسبه اکنون فقط زمانی اجرا می‌شود که `products` یا `filterTerm` تغییر کنند.
  const visibleProducts = useMemo(() => {
    return products.filter(p => p.name.includes(filterTerm));
  }, [products, filterTerm]);

  return (
    

      {visibleProducts.map(p => 
{p.name}
)}
    
  );
}

// AppContext.js
const AppContext = createContext({ 
  currentUser: null, 
  theme: 'light', 
  language: 'en',
  setTheme: () => {}, 
  // ... و ۲۰ مقدار دیگر
});

// MyComponent.js
// این کامپوننت فقط به currentUser نیاز دارد، اما وقتی تم تغییر کند دوباره رندر می‌شود!
const { currentUser } = useContext(AppContext);

// UserContext.js
const UserContext = createContext(null);

// ThemeContext.js
const ThemeContext = createContext({ theme: 'light', setTheme: () => {} });

// MyComponent.js
// این کامپوننت اکنون فقط زمانی دوباره رندر می‌شود که currentUser تغییر کند.
const currentUser = useContext(UserContext);

// webpack.config.js
module.exports = {
  // ... سایر تنظیمات
  resolve: {
    alias: {
      'react-dom$': 'react-dom/profiling',
    },
  },
};