موتور رندرینگ experimental_Offscreen در React: افزایش عملکرد با پردازش پس‌زمینه

در چشم‌انداز همواره در حال تحول توسعه وب، عملکرد از اهمیت بالایی برخوردار است. کاربران انتظار اپلیکیشن‌های سریع و پاسخگو را دارند و حتی تأخیرهای جزئی نیز می‌تواند منجر به ناامیدی و ترک اپلیکیشن شود. React، به عنوان یکی از محبوب‌ترین کتابخانه‌های جاوا اسکریپت برای ساخت رابط‌های کاربری، دائماً در تلاش است تا ابزارهایی برای بهینه‌سازی اپلیکیشن‌ها در اختیار توسعه‌دهندگان قرار دهد. API experimental_Offscreen یکی از این ابزارهاست – یک ویژگی قدرتمند که برای بهبود عملکرد از طریق فعال‌سازی رندرینگ در پس‌زمینه طراحی شده است.

درک نیاز به رندرینگ خارج از صفحه (Offscreen Rendering)

قبل از پرداختن به جزئیات experimental_Offscreen، بیایید مشکلی را که این ویژگی قصد حل آن را دارد، درک کنیم. به طور سنتی، React کامپوننت‌ها را بر اساس تقاضا رندر می‌کند، معمولاً زمانی که در viewport قابل مشاهده هستند یا زمانی که props آن‌ها تغییر می‌کند. در حالی که این رویکرد برای بسیاری از اپلیکیشن‌ها به خوبی کار می‌کند، می‌تواند در هنگام کار با کامپوننت‌های پیچیده یا سناریوهایی که کامپوننت‌ها باید به سرعت در پاسخ به تعاملات کاربر رندر شوند، به یک گلوگاه تبدیل شود. این مثال‌ها را در نظر بگیرید:

• داشبوردهای پیچیده: داشبوردها اغلب شامل چندین نمودار، جدول و عناصر تعاملی هستند. رندر کردن همزمان همه این کامپوننت‌ها می‌تواند از نظر محاسباتی سنگین باشد و منجر به زمان بارگذاری اولیه کند و تعاملات کند شود. یک داشبورد مالی را تصور کنید که داده‌های لحظه‌ای سهام را از بازارهای سراسر جهان (مانند توکیو، لندن، نیویورک) نمایش می‌دهد. هر نمودار نیاز به پردازش قابل توجهی دارد.
• انتقال‌های ناوبری: انتقال بین صفحات یا بخش‌های مختلف یک اپلیکیشن می‌تواند ناخوشایند باشد اگر محتوای جدید برای رندر شدن زمان ببرد. رندرینگ خارج از صفحه به شما امکان می‌دهد صفحه بعدی را در پس‌زمینه از پیش رندر کنید، که باعث می‌شود انتقال آنی به نظر برسد. به یک وب‌سایت رزرو سفر فکر کنید که صفحه تأیید را در حالی که کاربر برنامه سفر خود را مرور می‌کند، رندر می‌کند.
• کامپوننت‌های پنهان یا در ابتدا نامرئی: کامپوننت‌هایی که در ابتدا پنهان هستند (مثلاً در تب‌ها، مودال‌ها یا آکاردئون‌ها) ممکن است هنگام نمایش نهایی به زمان رندرینگ قابل توجهی نیاز داشته باشند. رندر کردن این کامپوننت‌ها در پس‌زمینه تضمین می‌کند که وقتی کاربر به آن‌ها نیاز دارد، آماده استفاده هستند. یک وب‌سایت تجارت الکترونیک با توضیحات محصول پنهان شده در پشت تب‌ها را در نظر بگیرید.
• اپلیکیشن‌های داده-محور: اپلیکیشن‌هایی که مقادیر زیادی از داده‌ها را پردازش و نمایش می‌دهند، مانند شبیه‌سازی‌های علمی یا ابزارهای تجسم داده، می‌توانند از رندرینگ خارج از صفحه بهره زیادی ببرند. پیش‌محاسبه و رندر کردن داده‌ها در پس‌زمینه امکان تعاملات روان‌تر کاربر و زمان پاسخ سریع‌تر را فراهم می‌کند. به یک اپلیکیشن نقشه فکر کنید که تصاویر ماهواره‌ای با وضوح بالا را نمایش می‌دهد.

در این سناریوها، experimental_Offscreen راهی برای واگذاری وظایف رندرینگ به پس‌زمینه ارائه می‌دهد، که باعث آزاد شدن ترد اصلی (main thread) و بهبود پاسخگویی کلی اپلیکیشن می‌شود.

معرفی React experimental_Offscreen

API experimental_Offscreen، همانطور که از نامش پیداست، در حال حاضر یک ویژگی آزمایشی در React است. این بدان معناست که هنوز پایدار تلقی نمی‌شود و API آن ممکن است در نسخه‌های آینده تغییر کند. با این حال، این ویژگی نگاهی به آینده بهینه‌سازی عملکرد در React ارائه می‌دهد و به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا با قابلیت‌های آن آزمایش کنند.

ایده اصلی پشت experimental_Offscreen این است که به React اجازه دهد کامپوننت‌ها را در یک زمینه رندرینگ جداگانه و منفصل رندر کند. این بدان معناست که فرآیند رندرینگ ترد اصلی را مسدود نمی‌کند و به رابط کاربری اجازه می‌دهد پاسخگو باقی بماند. سپس محتوای رندر شده می‌تواند در صورت نیاز به سرعت نمایش داده شود.

آن را مانند آماده کردن مواد اولیه برای یک غذا از قبل تصور کنید. شما می‌توانید سبزیجات را خرد کرده و ادویه‌ها را در پس‌زمینه اندازه بگیرید، بنابراین وقتی زمان پخت فرا می‌رسد، می‌توانید غذا را به سرعت و بدون تأخیر آماده کنید.

نحوه کارکرد experimental_Offscreen

API experimental_Offscreen کامپوننتی به نام <Offscreen> را ارائه می‌دهد. این کامپوننت به عنوان یک کانتینر برای محتوایی که می‌خواهید در پس‌زمینه رندر کنید، عمل می‌کند. در اینجا یک مثال ساده آورده شده است:

            
import { experimental_Offscreen as Offscreen } from 'react';

function MyComponent() {
  return (
    <>
      <p>Some content on the screen.</p>
      <Offscreen mode="visible">  {/* or 'hidden' */}
        <ExpensiveComponent />
      </Offscreen>
    </>
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

در این مثال، <ExpensiveComponent /> در داخل کامپوننت <Offscreen> رندر خواهد شد. پراپ mode کنترل می‌کند که محتوا چه زمانی و چگونه رندر شود. بیایید حالت‌های مختلف را بررسی کنیم:

حالت‌های Offscreen

• 'visible': در این حالت، محتوای داخل کامپوننت <Offscreen> بلافاصله رندر می‌شود، درست مانند یک کامپوننت معمولی React. با این حال، React هنوز هم می‌تواند با اولویت‌بندی کارهای دیگر، فرآیند رندرینگ را بهینه کند. مزیت اصلی در اینجا این است که React می‌تواند از زمان بیکاری برای آماده‌سازی کامپوننت استفاده کند.
• 'hidden': اینجاست که جادو اتفاق می‌افتد. در حالت 'hidden'، محتوای داخل کامپوننت <Offscreen> در پس‌زمینه رندر می‌شود. این بدان معناست که فرآیند رندرینگ ترد اصلی را مسدود نمی‌کند و به رابط کاربری اجازه می‌دهد پاسخگو باقی بماند. سپس محتوای رندر شده کش می‌شود و می‌تواند به سرعت هنگام قابل مشاهده شدن کامپوننت <Offscreen> نمایش داده شود.

پراپ render

در حالی که پراپ render مستقیماً بخشی از خود API experimental_Offscreen نیست، اما این پراپ، یا معادل آن در یک رویکرد مبتنی بر هوک‌ها با استفاده از `useMemo` یا `useCallback` به همراه `React.memo`، برای بهینه‌سازی رندر کامپوننت‌ها در داخل کامپوننت <Offscreen> بسیار مهم است. با استفاده از React.memo، می‌توانید از رندرهای مجدد غیرضروری <ExpensiveComponent /> زمانی که props آن تغییر نکرده است، جلوگیری کنید. برای مثال:

            
import React, { experimental_Offscreen as Offscreen, useMemo } from 'react';

const ExpensiveComponent = React.memo(function ExpensiveComponent(props) {
  // Expensive rendering logic here
  return <div>{props.data}</div>;
});

function MyComponent({ data }) {
  const expensiveComponent = useMemo(() => <ExpensiveComponent data={data} />, [data]);

  return (
    <>
      <p>Some content on the screen.</p>
      <Offscreen mode="hidden">
        {expensiveComponent}
      </Offscreen>
    </>
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

در این مثال، ExpensiveComponent تنها زمانی که پراپ data تغییر کند، دوباره رندر می‌شود، حتی زمانی که کامپوننت والد دوباره رندر شود. این، همراه با Offscreen، می‌تواند به طور قابل توجهی سربار رندرینگ غیرضروری را کاهش دهد.

پیاده‌سازی experimental_Offscreen: مثال‌های عملی

بیایید به چند مثال عملی از نحوه استفاده از experimental_Offscreen برای بهبود عملکرد در سناریوهای دنیای واقعی نگاه کنیم.

مثال ۱: پیش‌رندر کردن یک پنل تب

یک اپلیکیشن با چندین تب را تصور کنید که هر کدام حاوی محتوای متفاوتی هستند. هنگامی که کاربر بین تب‌ها جابجا می‌شود، ممکن است تأخیر قابل توجهی در حین رندر شدن محتوای تب جدید وجود داشته باشد. ما می‌توانیم از experimental_Offscreen برای پیش‌رندر کردن محتوای تب‌های غیرفعال در پس‌زمینه استفاده کنیم.

            
import React, { useState, experimental_Offscreen as Offscreen } from 'react';

function TabPanel({ content }) {
  return <div>{content}</div>;
}

function MyTabs() {
  const [activeTab, setActiveTab] = useState(0);
  const tabs = [
    { id: 0, label: 'Tab 1', content: <TabPanel content={<ExpensiveComponent data="Data for Tab 1"/>} /> },
    { id: 1, label: 'Tab 2', content: <TabPanel content={<ExpensiveComponent data="Data for Tab 2"/>} /> },
    { id: 2, label: 'Tab 3', content: <TabPanel content={<ExpensiveComponent data="Data for Tab 3"/>} /> },
  ];

  return (
    <div>
      <ul>
        {tabs.map((tab) => (
          <li key={tab.id} onClick={() => setActiveTab(tab.id)}>
            {tab.label}
          </li>
        ))}
      </ul>
      {tabs.map((tab) => (
        <Offscreen key={tab.id} mode={activeTab === tab.id ? 'visible' : 'hidden'}>
          {tab.content}
        </Offscreen>
      ))}
    </div>
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

در این مثال، تنها محتوای تب فعال در حالت 'visible' رندر می‌شود، در حالی که محتوای تب‌های غیرفعال در حالت 'hidden' رندر می‌شود. این تضمین می‌کند که محتوای تب‌های غیرفعال در پس‌زمینه از پیش رندر شده و انتقال بین تب‌ها بسیار روان‌تر می‌شود.

مثال ۲: بهینه‌سازی انتقال‌های ناوبری

همانطور که قبلاً ذکر شد، انتقال‌های ناوبری را می‌توان با پیش‌رندر کردن صفحه بعدی در پس‌زمینه بهبود بخشید. این کار را می‌توان با استفاده از experimental_Offscreen در ترکیب با یک کتابخانه مسیریابی مانند React Router انجام داد.

            
import React, { experimental_Offscreen as Offscreen } from 'react';
import { BrowserRouter as Router, Route, Link } from 'react-router-dom';

function Home() {
  return <div>Home Page</div>;
}

function About() {
  return <div>About Page</div>;
}

function App() {
  return (
    <Router>
      <nav>
        <ul>
          <li><Link to="/">Home</Link></li>
          <li><Link to="/about">About</Link></li>
        </ul>
      </nav>
      <Route path="/" exact><Home /></Route>
      <Route path="/about">
        <Offscreen mode="hidden"><About /></Offscreen>
      </Route>
    </Router>
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

در این مثال ساده، کامپوننت <About /> در یک کامپوننت <Offscreen> با mode="hidden" قرار گرفته است. این بدان معناست که صفحه About در حالی که کاربر در صفحه Home است، در پس‌زمینه از پیش رندر می‌شود. هنگامی که کاربر روی لینک "About" کلیک می‌کند، انتقال بسیار سریع‌تر خواهد بود زیرا محتوا از قبل رندر شده است.

مثال ۳: رندرینگ شرطی با Offscreen

گاهی اوقات، ممکن است کامپوننت‌هایی داشته باشید که فقط تحت شرایط خاصی رندر می‌شوند (مثلاً پس از تعامل کاربر یا بر اساس داده‌های دریافت شده از یک API). می‌توانید از Offscreen برای آماده‌سازی این کامپوننت‌ها در پس‌زمینه استفاده کنید و اطمینان حاصل کنید که وقتی شرط برآورده شد، آماده هستند.

            
import React, { useState, useEffect, experimental_Offscreen as Offscreen } from 'react';

function MyConditionalComponent() {
  const [data, setData] = useState(null);

  useEffect(() => {
    // Simulate fetching data from an API
    setTimeout(() => {
      setData({ message: 'Data fetched successfully!' });
    }, 2000);
  }, []);

  return (
    <div>
      {data ? (
        <p>{data.message}</p>
      ) : (
        <p>Loading data...</p>
      )}
    </div>
  );
}

function App() {
  const [showComponent, setShowComponent] = useState(false);

  return (
    <div>
      <button onClick={() => setShowComponent(true)}>Show Component</button>
      <Offscreen mode={showComponent ? 'visible' : 'hidden'}>
        <MyConditionalComponent />
      </Offscreen>
    </div>
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

در این مثال، MyConditionalComponent تنها زمانی رندر می‌شود که وضعیت showComponent برابر با true باشد. با این حال، با قرار دادن آن در یک کامپوننت <Offscreen> با mode="hidden" در ابتدا، ما اطمینان حاصل می‌کنیم که کامپوننت در پس‌زمینه از پیش رندر شده است. هنگامی که کاربر روی دکمه "Show Component" کلیک می‌کند، کامپوننت از قبل برای نمایش آماده است که منجر به تجربه کاربری روان‌تری می‌شود.

مزایای استفاده از experimental_Offscreen

• عملکرد بهبود یافته: مزیت اصلی experimental_Offscreen بهبود عملکرد است، به ویژه برای کامپوننت‌های پیچیده یا سناریوهایی که زمان رندرینگ یک گلوگاه است.
• پاسخگویی بهتر: با واگذاری وظایف رندرینگ به پس‌زمینه، ترد اصلی برای رسیدگی به تعاملات کاربر آزاد باقی می‌ماند که منجر به یک اپلیکیشن پاسخگوتر می‌شود.
• انتقال‌های روان‌تر: پیش‌رندر کردن محتوا در پس‌زمینه می‌تواند به طور قابل توجهی روانی انتقال‌های ناوبری و سایر به‌روزرسانی‌های UI را بهبود بخشد.
• تجربه کاربری بهتر: در نهایت، مزایای experimental_Offscreen به یک تجربه کاربری بهتر با زمان بارگذاری سریع‌تر، تعاملات روان‌تر و یک اپلیکیشن پاسخگوتر تبدیل می‌شود.

ملاحظات و بده‌بستان‌ها

در حالی که experimental_Offscreen مزایای قابل توجهی ارائه می‌دهد، مهم است که از محدودیت‌ها و بده‌بستان‌های بالقوه آن آگاه باشید.

• وضعیت آزمایشی: به عنوان یک API آزمایشی، experimental_Offscreen در معرض تغییر است. API آن ممکن است در نسخه‌های آینده React اصلاح یا حتی حذف شود.
• مصرف حافظه: رندر کردن کامپوننت‌ها در پس‌زمینه حافظه مصرف می‌کند. مهم است که به ردپای حافظه کامپوننت‌های رندر شده خارج از صفحه توجه داشته باشید، به ویژه در محیط‌های با منابع محدود.
• افزایش زمان بارگذاری اولیه: در حالی که experimental_Offscreen می‌تواند عملکرد درک شده را بهبود بخشد، ممکن است زمان بارگذاری اولیه اپلیکیشن شما را کمی افزایش دهد، زیرا نیاز به رندر کردن کامپوننت‌های اضافی در پس‌زمینه دارد. این افزایش معمولاً با دستاوردهای عملکردی بعدی جبران می‌شود.
• پیچیدگی دیباگ کردن: دیباگ کردن مسائل مربوط به رندرینگ خارج از صفحه می‌تواند پیچیده‌تر از دیباگ کردن کامپوننت‌های سنتی React باشد. شما باید آگاه باشید که کدام کامپوننت‌ها در پس‌زمینه رندر می‌شوند و چگونه با بقیه اپلیکیشن تعامل دارند.

بهترین شیوه‌ها برای استفاده از experimental_Offscreen

برای بهره‌برداری حداکثری از experimental_Offscreen، بهترین شیوه‌های زیر را در نظر بگیرید:

• شناسایی گلوگاه‌های عملکرد: قبل از استفاده از experimental_Offscreen، کامپوننت‌ها یا سناریوهای خاصی را که باعث مشکلات عملکردی می‌شوند، شناسایی کنید. از ابزارهای پروفایلینگ برای مشخص کردن گلوگاه‌ها استفاده کنید.
• هدف قرار دادن کامپوننت‌های سنگین: بر استفاده از experimental_Offscreen برای کامپوننت‌هایی که رندر کردن آن‌ها از نظر محاسباتی سنگین است، تمرکز کنید.
• استفاده از React.memo: experimental_Offscreen را با React.memo (یا معادل آن با استفاده از useMemo و useCallback) ترکیب کنید تا از رندرهای مجدد غیرضروری کامپوننت‌های رندر شده خارج از صفحه جلوگیری کنید.
• نظارت بر مصرف حافظه: مصرف حافظه اپلیکیشن خود را زیر نظر داشته باشید تا اطمینان حاصل کنید که رندرینگ خارج از صفحه منجر به استفاده بیش از حد از حافظه نمی‌شود.
• تست کامل: پس از پیاده‌سازی experimental_Offscreen، اپلیکیشن خود را به طور کامل تست کنید تا اطمینان حاصل کنید که طبق انتظار کار می‌کند و هیچ عارضه جانبی غیرمنتظره‌ای وجود ندارد.
• استفاده از ابزارهای پروفایلینگ: از ابزارهای پروفایلینگ React برای اندازه‌گیری بهبودهای عملکرد واقعی حاصل از استفاده از experimental_Offscreen استفاده کنید. این به شما کمک می‌کند تا تعیین کنید آیا مزایای مورد انتظار را فراهم می‌کند و آیا بهینه‌سازی بیشتری لازم است یا خیر.

نتیجه‌گیری: استقبال از آینده عملکرد React

API experimental_Offscreen یک گام مهم رو به جلو در بهینه‌سازی عملکرد React است. با فعال کردن رندرینگ در پس‌زمینه، به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا تجربیات کاربری پاسخگوتر و جذاب‌تری ایجاد کنند. در حالی که هنوز یک ویژگی آزمایشی است، نگاهی ارزشمند به آینده عملکرد React ارائه می‌دهد و ابزاری قدرتمند برای بهینه‌سازی اپلیکیشن‌های پیچیده است.

با ادامه تکامل React، می‌توانیم انتظار بهبودها و اصلاحات بیشتری را در API experimental_Offscreen داشته باشیم. با آزمایش این ویژگی و اتخاذ بهترین شیوه‌ها، توسعه‌دهندگان می‌توانند خود را برای آینده عملکرد React آماده کرده و اپلیکیشن‌هایی بسازند که تجربیات کاربری استثنایی را به کاربران در سراسر جهان ارائه می‌دهند. در نظر داشته باشید که یافته‌ها و تجربیات خود را در استفاده از `experimental_Offscreen` با جامعه React به اشتراک بگذارید. اشتراک‌گذاری دانش به اصلاح و بهبود چنین قابلیت‌هایی کمک می‌کند.

برای کاوش بیشتر

برای کاوش عمیق‌تر در دنیای بهینه‌سازی عملکرد React، منابع زیر را بررسی کنید:

• مستندات React: مستندات رسمی React منبعی عالی برای یادگیری در مورد تمام جنبه‌های React، از جمله بهینه‌سازی عملکرد است.
• پروفایلر React: پروفایلر داخلی React به شما امکان می‌دهد گلوگاه‌های عملکرد را در اپلیکیشن خود شناسایی کنید.
• ابزارهای نظارت بر عملکرد: استفاده از ابزارهای نظارت بر عملکرد مانند New Relic یا Sentry را برای ردیابی عملکرد اپلیکیشن‌های React خود در محیط تولید در نظر بگیرید.
• فروم‌های جامعه: با جامعه React در فروم‌هایی مانند Stack Overflow یا Reddit تعامل داشته باشید تا از سایر توسعه‌دهندگان بیاموزید و تجربیات خود را به اشتراک بگذارید.

با یادگیری و آزمایش مداوم تکنیک‌های جدید، می‌توانید اطمینان حاصل کنید که اپلیکیشن‌های React شما با بهترین عملکرد خود کار می‌کنند و تجربه‌ای یکپارچه و لذت‌بخش را برای کاربران در سراسر جهان فراهم می‌آورند.