اسکرول مجازی: بهینه‌سازی دسترسی‌پذیری لیست‌های بزرگ برای اپلیکیشن‌های جهانی

در محیط امروزی که سرشار از داده است، اپلیکیشن‌های وب اغلب نیاز به نمایش لیست‌های عظیمی از اطلاعات دارند. یک پلتفرم تجارت الکترونیک جهانی را تصور کنید که هزاران محصول را به نمایش می‌گذارد، یک اپلیکیشن مالی که تاریخچه تراکنش‌های چندین ساله را نشان می‌دهد، یا یک فید رسانه اجتماعی با جریانی بی‌پایان از پست‌ها. رندر کردن کل این لیست‌ها به یک‌باره می‌تواند به شدت بر عملکرد تأثیر بگذارد و منجر به زمان بارگذاری کند و تجربه کاربری ضعیف شود، به ویژه برای کاربرانی که دستگاه‌های قدیمی‌تر یا پهنای باند محدود دارند. علاوه بر این، رندر کردن یک لیست کامل، چالش‌های دسترسی‌پذیری قابل توجهی ایجاد می‌کند. اینجاست که اسکرول مجازی (virtual scrolling)، که به آن پنجره‌بندی (windowing) نیز گفته می‌شود، وارد عمل می‌شود. این یک تکنیک حیاتی برای بهینه‌سازی رندر مجموعه‌های داده بزرگ است که هم عملکرد و هم دسترسی‌پذیری را برای یک پایگاه کاربری جهانی بهبود می‌بخشد.

اسکرول مجازی چیست؟

اسکرول مجازی یک تکنیک رندرینگ است که فقط بخش قابل مشاهده از یک لیست یا جدول طولانی را به کاربر نمایش می‌دهد. به جای رندر کردن همه آیتم‌ها به یک‌باره، تنها آیتم‌هایی را رندر می‌کند که در حال حاضر در دید کاربر (viewport) قرار دارند، به علاوه یک بافر کوچک از آیتم‌ها در بالا و پایین دید. با اسکرول کردن کاربر، لیست مجازی‌شده به صورت پویا آیتم‌های نمایش داده شده را به‌روز می‌کند تا موقعیت جدید دید را منعکس کند. این کار توهم یک تجربه اسکرول یکپارچه را ایجاد می‌کند در حالی که به طور قابل توجهی تعداد عناصر DOM را که مرورگر باید مدیریت کند، کاهش می‌دهد.

کاتالوگی را تصور کنید که صدها هزار کتاب از ناشران سراسر جهان را لیست می‌کند. بدون اسکرول مجازی، مرورگر تلاش می‌کند کل کاتالوگ را به یک‌باره رندر کند که باعث مشکلات عملکردی جدی می‌شود. با اسکرول مجازی، تنها کتاب‌هایی که در حال حاضر روی صفحه کاربر قابل مشاهده هستند رندر می‌شوند که به طور چشمگیری زمان بارگذاری اولیه را کاهش داده و پاسخگویی را بهبود می‌بخشد.

مزایای اسکرول مجازی

• بهبود عملکرد: با رندر کردن تنها آیتم‌های قابل مشاهده، اسکرول مجازی به طور قابل توجهی میزان دستکاری DOM را کاهش می‌دهد که منجر به زمان بارگذاری سریع‌تر و اسکرول روان‌تر می‌شود، که به ویژه در مناطقی با سرعت اینترنت محدود بسیار حیاتی است.
• کاهش مصرف حافظه: عناصر DOM کمتر به معنای استفاده کمتر از حافظه است، که به ویژه برای کاربرانی با دستگاه‌های قدیمی‌تر یا سخت‌افزار پایین‌رده که ممکن است در برخی مناطق جهانی شایع‌تر باشند، مهم است.
• تجربه کاربری بهتر: زمان بارگذاری سریع‌تر و اسکرول روان‌تر، تجربه پاسخگوتر و لذت‌بخش‌تری را برای کاربر فراهم می‌کند، صرف نظر از موقعیت مکانی یا دستگاه او.
• دسترسی‌پذیری بهبود یافته: هنگامی که به درستی پیاده‌سازی شود، اسکرول مجازی می‌تواند دسترسی‌پذیری را برای کاربرانی که به فناوری‌های کمکی مانند صفحه‌خوان‌ها متکی هستند، بسیار افزایش دهد. رندر کردن تنها بخش کوچکی از لیست در هر زمان به صفحه‌خوان‌ها اجازه می‌دهد تا محتوا را کارآمدتر پردازش کرده و تجربه ناوبری بهتری ارائه دهند.
• مقیاس‌پذیری: اسکرول مجازی به اپلیکیشن‌ها این امکان را می‌دهد که مجموعه‌های داده بسیار بزرگ را بدون افت عملکرد مدیریت کنند، و آن را برای اپلیکیشن‌هایی که نیاز به مقیاس‌پذیری تا میلیون‌ها کاربر و میلیاردها نقطه داده دارند، مناسب می‌سازد.

ملاحظات دسترسی‌پذیری

در حالی که اسکرول مجازی مزایای عملکردی قابل توجهی دارد، پیاده‌سازی آن با در نظر گرفتن دسترسی‌پذیری بسیار مهم است. یک اسکرول مجازی که به درستی پیاده‌سازی نشده باشد، می‌تواند موانع قابل توجهی برای کاربران فناوری‌های کمکی ایجاد کند.

ملاحظات کلیدی دسترسی‌پذیری:

• ناوبری با کیبورد: اطمینان حاصل کنید که کاربران می‌توانند با استفاده از کیبورد در لیست حرکت کنند. مدیریت فوکوس بسیار مهم است – با اسکرول کردن کاربر، فوکوس باید در میان آیتم‌های قابل مشاهده باقی بماند.
• سازگاری با صفحه‌خوان: ویژگی‌های مناسب ARIA (Accessible Rich Internet Applications) را برای انتقال ساختار و وضعیت لیست مجازی‌شده به صفحه‌خوان‌ها فراهم کنید. از aria-live برای اعلام تغییرات در محتوای قابل مشاهده استفاده کنید.
• مدیریت فوکوس: مدیریت فوکوس قوی را پیاده‌سازی کنید تا اطمینان حاصل شود که فوکوس همیشه در میان آیتم‌های در حال رندر قرار دارد. با اسکرول کردن کاربر، فوکوس باید بر این اساس حرکت کند.
• رندرینگ منسجم: اطمینان حاصل کنید که ظاهر بصری لیست با اسکرول کردن کاربر منسجم باقی می‌ماند. از پرش‌های ناگهانی یا اشکالاتی که می‌توانند تجربه کاربر را مختل کنند، اجتناب کنید.
• ساختار معنایی: از عناصر HTML معنایی (مانند <ul>, <li>, <table>, <tr>, <td>) برای ارائه یک ساختار واضح و معنادار به لیست استفاده کنید. این به صفحه‌خوان‌ها کمک می‌کند تا محتوا را به درستی تفسیر کنند.
• ویژگی‌های ARIA: از ویژگی‌های ARIA برای افزایش دسترسی‌پذیری لیست مجازی‌شده استفاده کنید. ویژگی‌های زیر را در نظر بگیرید:
  • aria-label: یک برچسب توصیفی برای لیست فراهم می‌کند.
  • aria-describedby: لیست را با یک عنصر توصیفی مرتبط می‌کند.
  • aria-live="polite": تغییرات محتوای لیست را به روشی غیرمزاحم اعلام می‌کند.
  • aria-atomic="true": تضمین می‌کند که کل محتوای لیست هنگام تغییر اعلام می‌شود.
  • aria-relevant="additions text": انواع تغییراتی که باید اعلام شوند را مشخص می‌کند (مثلاً اضافه شدن آیتم‌های جدید، تغییرات در محتوای متنی).
• تست با فناوری‌های کمکی: لیست مجازی‌شده را به طور کامل با صفحه‌خوان‌های مختلف (مانند NVDA, JAWS, VoiceOver) و سایر فناوری‌های کمکی تست کنید تا از دسترسی‌پذیری کامل آن اطمینان حاصل شود.
• بین‌المللی‌سازی (i18n) و بومی‌سازی (l10n): هنگام کار با مخاطبان بین‌المللی، اطمینان حاصل کنید که پیاده‌سازی اسکرول مجازی جهت‌های مختلف متن (مانند چپ به راست و راست به چپ) و فرمت‌های تاریخ/عدد را در نظر می‌گیرد. به عنوان مثال، یک اپلیکیشن مالی که تاریخچه تراکنش‌ها را نمایش می‌دهد، باید نمادهای ارزی و فرمت‌های تاریخ را مطابق با منطقه کاربر به درستی نمایش دهد.

مثال: بهبود ناوبری با کیبورد

یک لیست مجازی از محصولات در یک سایت تجارت الکترونیک را در نظر بگیرید. کاربری که با کیبورد ناوبری می‌کند باید بتواند به راحتی فوکوس را بین محصولات در دید قابل مشاهده جابجا کند. هنگامی که کاربر لیست را با کیبورد اسکرول می‌کند (مثلاً با استفاده از کلیدهای جهت‌نما)، فوکوس باید به طور خودکار به محصول بعدی که قابل مشاهده می‌شود، منتقل شود. این کار را می‌توان با استفاده از جاوا اسکریپت برای مدیریت فوکوس و به‌روزرسانی دید بر این اساس انجام داد.

تکنیک‌های پیاده‌سازی

چندین تکنیک برای پیاده‌سازی اسکرول مجازی وجود دارد. انتخاب تکنیک به نیازمندی‌های خاص اپلیکیشن و فریم‌ورک مورد استفاده بستگی دارد.

۱. دستکاری DOM

این رویکرد شامل دستکاری مستقیم DOM برای اضافه و حذف کردن عناصر با اسکرول کردن کاربر است. این روش کنترل بالایی بر فرآیند رندرینگ فراهم می‌کند اما پیاده‌سازی و نگهداری آن می‌تواند پیچیده‌تر باشد.

مثال (مفهومی):

function updateViewport(scrollTop) {
  const startIndex = Math.floor(scrollTop / itemHeight);
  const endIndex = startIndex + visibleItemCount;

  // حذف آیتم‌هایی که دیگر قابل مشاهده نیستند
  // اضافه کردن آیتم‌هایی که قابل مشاهده شده‌اند

  // به‌روزرسانی محتوای آیتم‌های قابل مشاهده
}

۲. تبدیل‌های CSS

این رویکرد از تبدیل‌های CSS (مانند translateY) برای موقعیت‌دهی آیتم‌های قابل مشاهده در یک عنصر نگهدارنده استفاده می‌کند. این روش می‌تواند کارآمدتر از دستکاری DOM باشد اما نیاز به مدیریت دقیق مقادیر تبدیل دارد.

مثال (مفهومی):

function updateViewport(scrollTop) {
  const translateY = -scrollTop;
  container.style.transform = `translateY(${translateY}px)`;
}

۳. راه‌حل‌های ویژه فریم‌ورک‌ها

بسیاری از فریم‌ورک‌های محبوب فرانت‌اند، کامپوننت‌ها یا کتابخانه‌های داخلی ارائه می‌دهند که پیاده‌سازی اسکرول مجازی را ساده می‌کنند. این راه‌حل‌ها اغلب رندرینگ بهینه و ویژگی‌های دسترسی‌پذیری را به صورت پیش‌فرض ارائه می‌دهند.

• React: react-window, react-virtualized
• Angular: @angular/cdk/scrolling
• Vue.js: vue-virtual-scroller

این کتابخانه‌ها کامپوننت‌هایی را ارائه می‌دهند که پیچیدگی‌های اسکرول مجازی را مدیریت می‌کنند و به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهند تا بر روی منطق اپلیکیشن تمرکز کنند. آنها معمولاً ویژگی‌هایی مانند:

• محاسبه ارتفاع پویای آیتم
• پشتیبانی از ناوبری با کیبورد
• بهبودهای دسترسی‌پذیری
• گزینه‌های رندرینگ قابل سفارشی‌سازی

نمونه کدها (React)

بیایید نحوه پیاده‌سازی اسکرول مجازی با استفاده از کتابخانه react-window در React را نشان دهیم.

مثال ۱: لیست مجازی ساده

import React from 'react';
import { FixedSizeList as List } from 'react-window';

const Row = ({ index, style }) => (
  

    Row {index}
  
);

const MyList = () => (
  
    {Row}
  
);

export default MyList;

این مثال یک لیست مجازی ساده با ۱۰۰۰ آیتم ایجاد می‌کند. کامپوننت FixedSizeList تنها آیتم‌های قابل مشاهده را رندر می‌کند و تجربه اسکرول روانی را فراهم می‌آورد.

مثال ۲: رندر آیتم سفارشی

import React from 'react';
import { FixedSizeList as List } from 'react-window';

const Row = ({ index, style, data }) => {
  const item = data[index];
  return (
    

      {item.name} - {item.description}
    
  );
};

const MyList = ({ items }) => (
  
    {Row}
  
);

export default MyList;

این مثال نشان می‌دهد که چگونه می‌توان آیتم‌های سفارشی را با داده رندر کرد. پراپ itemData برای ارسال داده به کامپوننت Row استفاده می‌شود.

ملاحظات بین‌المللی‌سازی و بومی‌سازی

هنگام پیاده‌سازی اسکرول مجازی برای اپلیکیشن‌های جهانی، ضروری است که بین‌المللی‌سازی (i18n) و بومی‌سازی (l10n) را در نظر بگیرید تا اطمینان حاصل شود که اپلیکیشن در زبان‌ها و مناطق مختلف به درستی کار می‌کند.

• جهت متن: برخی زبان‌ها از راست به چپ (RTL) نوشته می‌شوند. اطمینان حاصل کنید که پیاده‌سازی اسکرول مجازی جهت متن RTL را به درستی مدیریت می‌کند. ویژگی‌های منطقی CSS (مانند margin-inline-start, margin-inline-end) می‌توانند در این زمینه مفید باشند.
• فرمت‌های تاریخ و عدد: تاریخ‌ها و اعداد را با فرمت صحیح برای منطقه کاربر نمایش دهید. از کتابخانه‌های بین‌المللی‌سازی (مانند Intl API در جاوا اسکریپت) برای فرمت‌بندی تاریخ‌ها، اعداد و ارزها استفاده کنید. به عنوان مثال، در برخی کشورهای اروپایی، تاریخ‌ها به صورت DD/MM/YYYY فرمت‌بندی می‌شوند، در حالی که در ایالات متحده، به صورت MM/DD/YYYY فرمت‌بندی می‌شوند.
• نمادهای ارز: نمادهای ارز را برای منطقه کاربر به درستی نمایش دهید. قیمت $100.00 USD باید بسته به مکان و ارز ترجیحی کاربر به طور متفاوتی نمایش داده شود.
• پشتیبانی از فونت: اطمینان حاصل کنید که فونت‌های استفاده شده در لیست مجازی از کاراکترهای استفاده شده در زبان‌های مختلف پشتیبانی می‌کنند. از فونت‌های وب برای اطمینان از در دسترس بودن فونت‌های صحیح برای همه کاربران استفاده کنید.
• ترجمه: تمام محتوای متنی در لیست مجازی را به زبان کاربر ترجمه کنید. از کتابخانه‌ها یا سرویس‌های ترجمه برای مدیریت ترجمه‌ها استفاده کنید.
• حالت‌های نوشتاری عمودی: برخی زبان‌های شرق آسیا (مانند ژاپنی، چینی) می‌توانند به صورت عمودی نوشته شوند. اگر اپلیکیشن شما نیاز به نمایش محتوا در این زبان‌ها دارد، پشتیبانی از حالت‌های نوشتاری عمودی را در نظر بگیرید.

تست و بهینه‌سازی

پس از پیاده‌سازی اسکرول مجازی، تست و بهینه‌سازی پیاده‌سازی برای اطمینان از ارائه بهترین عملکرد و دسترسی‌پذیری ممکن ضروری است.

• تست عملکرد: از ابزارهای توسعه‌دهنده مرورگر برای پروفایل‌کردن عملکرد لیست مجازی استفاده کنید. هرگونه گلوگاه عملکردی را شناسایی کرده و کد را بر اساس آن بهینه کنید. به زمان‌های رندر، مصرف حافظه و استفاده از CPU توجه کنید.
• تست دسترسی‌پذیری: لیست مجازی را با صفحه‌خوان‌های مختلف و دیگر فناوری‌های کمکی تست کنید تا از دسترسی‌پذیری کامل آن اطمینان حاصل شود. از ابزارهای تست دسترسی‌پذیری برای شناسایی هرگونه مشکل دسترسی‌پذیری استفاده کنید.
• تست بین مرورگری: لیست مجازی را در مرورگرها و سیستم‌عامل‌های مختلف تست کنید تا از عملکرد صحیح آن در همه محیط‌ها اطمینان حاصل کنید.
• تست دستگاه: لیست مجازی را روی دستگاه‌های مختلف (مانند کامپیوترهای رومیزی، لپ‌تاپ‌ها، تبلت‌ها، گوشی‌های هوشمند) تست کنید تا از ارائه تجربه کاربری خوب در همه دستگاه‌ها اطمینان حاصل شود. به عملکرد در دستگاه‌های پایین‌رده توجه کنید.
• بارگذاری تنبل (Lazy Loading): استفاده از بارگذاری تنبل را برای بارگذاری تصاویر و سایر دارایی‌ها در لیست مجازی تنها زمانی که قابل مشاهده می‌شوند، در نظر بگیرید. این کار می‌تواند عملکرد را بیشتر بهبود بخشد.
• تقسیم کد (Code Splitting): از تقسیم کد برای تقسیم کد اپلیکیشن به قطعات کوچک‌تر که می‌توانند بر حسب تقاضا بارگذاری شوند، استفاده کنید. این کار می‌تواند زمان بارگذاری اولیه اپلیکیشن را کاهش دهد.
• کش کردن (Caching): داده‌هایی را که به طور مکرر در لیست مجازی دسترسی پیدا می‌کنند، کش کنید تا تعداد درخواست‌های شبکه کاهش یابد.

نتیجه‌گیری

اسکرول مجازی یک تکنیک قدرتمند برای بهینه‌سازی رندر لیست‌های بزرگ در اپلیکیشن‌های وب است. با رندر کردن تنها آیتم‌های قابل مشاهده، می‌تواند به طور قابل توجهی عملکرد را بهبود بخشد، مصرف حافظه را کاهش دهد و تجربه کاربری را ارتقا دهد. هنگامی که به درستی پیاده‌سازی شود، اسکرول مجازی همچنین می‌تواند دسترسی‌پذیری را برای کاربران فناوری‌های کمکی بهبود بخشد.

با در نظر گرفتن ملاحظات کلیدی دسترسی‌پذیری و تکنیک‌های پیاده‌سازی مورد بحث در این مقاله، توسعه‌دهندگان می‌توانند لیست‌های مجازی ایجاد کنند که هم عملکرد بالایی داشته باشند و هم قابل دسترس باشند، و تجربه‌ای یکپارچه و فراگیر را برای همه کاربران، صرف نظر از مکان، دستگاه یا توانایی‌هایشان، فراهم کنند. پذیرش این تکنیک‌ها برای ساخت اپلیکیشن‌های وب مدرن و قابل دسترس جهانی که نیازهای متنوع مخاطبان در سراسر جهان را برآورده می‌کنند، حیاتی است.