ما هو تحليل الأداء، وكيف يمكنه تحسين التطبيق؟

يُعدّ تحليل الأداء في تطوير التطبيقات عملية أساسية تساعد المطورين على تحسين أداء التطبيق بتحديد استهلاك الموارد وتحليله، مثل استخدام المعالج المركزي والذاكرة والشبكة. ويُجرى تحليل الأداء عادة خلال مرحلتي التطوير والاختبار، حيث يستطيع المطورون تشغيل التطبيق في بيئة خاضعة للتحكم لجمع بيانات تفصيلية عن كيفية استخدام الموارد.

وفضلًا عن ذلك، يتيح تحليل الأداء للمطورين تحديد الاختناقات والشيفرة غير الفعالة التي قد تؤدي إلى بطء الأداء أو استهلاك مرتفع للموارد بلا داعٍ. فبتحليل هذه البيانات، يستطيع المطورون إجراء تحسينات موجهة تحسّن كفاءة التطبيق وتجربة المستخدم. وهذا مهم بشكل خاص في تطبيقات الأجهزة المحمولة، حيث تُعدّ قيود الموارد مثل عمر البطارية وقدرة المعالجة عوامل حرجة.

ومقارنة باستكشاف الأخطاء يدويًا، الذي قد يكون مستهلكًا للوقت وغير دقيق، يوفر تحليل الأداء نهجًا منهجيًا قائمًا على البيانات لتحسين الأداء. وهذا يتيح للمطورين تركيز جهودهم على المجالات الأكثر تأثيرًا في الأداء الإجمالي للتطبيق واستقراره.

يُظهر تحليل الأداء المواضع التي يقضي فيها التطبيق الوقت والموارد، حتى يستطيع المطورون إصلاح الأمور التي يلاحظها المستخدمون أكثر من غيرها. وقد يكون ذلك شاشة بطيئة الفتح، أو قائمة تتلعثم عند التمرير، أو تطبيقًا يستهلك كثيرًا من البطارية أو البيانات.

وبدلًا من التخمين، يستطيع المطورون رؤية الدوال البطيئة بالضبط والمواضع التي تُستخدم فيها الذاكرة. ويمكن قياس التحسينات قبل التغيير وبعده، فيتضح ما إذا كان التغيير قد نجح. وبالنسبة إلى تطبيقات الويب، يستطيع تحليل أداء تحميل الصفحات والسكربتات جعل الصفحات أسرع في الاستخدام. والنتيجة تجربة أسرع وأكثر استقرارًا.

بالنسبة إلى تطبيقات Android، يُستخدم Android Studio Profiler، الذي يقيس استخدام المعالج المركزي والذاكرة والشبكة والطاقة. ويوفر Perfetto تتبعات نظام أكثر تفصيلًا. وبالنسبة إلى iOS، تُستخدم Xcode Instruments، مع أدوات مثل Time Profiler و Allocations و Leaks.

وبالنسبة إلى تطبيقات الويب، تُعدّ Chrome DevTools والأدوات المكافئة في Firefox و Safari أدوات قياسية، ويستطيع Lighthouse تقديم تقييم شامل للأداء. ولدى Flutter أدوات Flutter DevTools، ويمكن تحليل أداء React Native بأدوات منها React DevTools. ولمراقبة التطبيقات لدى المستخدمين الحقيقيين، توجد خدمات مثل Firebase Performance Monitoring. ويعتمد الاختيار على المنصة وعلى ما يلزم فحصه.

للعثور على الاختناقات، تتمثل الخطوة الأولى في إعادة إنتاج الموقف الذي يبدو بطيئًا بينما تسجل أداة التحليل. والخطوة التالية فحص الدوال التي تستهلك أكبر قدر من الوقت، عادة في شجرة استدعاءات أو مخطط لهب، حيث تُظهر الكتل الأكبر أثقل أجزاء الشيفرة.

ومن المهم بشكل خاص النظر إلى العمل على الخيط الرئيسي، لأنه يؤثر مباشرة في سرعة استجابة التطبيق. ومن العلامات الأخرى على الاختناقات كثرة الاستدعاءات الشبكية أو بطؤها، وتكرار جمع المهملات، وتزايد استخدام الذاكرة. وعندما يُعثر على اختناق ويُصلح، ينبغي القياس مجددًا للتأكد من أن التغيير ساعد.

أثناء تحليل الأداء، من المفيد جمع بيانات عن استخدام المعالج، لا سيما الدوال التي تستهلك أكبر قدر من الوقت وما إذا كان العمل يجري على الخيط الرئيسي. وتُظهر بيانات الذاكرة مقدار ما يُستخدم، وما إذا كان الاستهلاك يتزايد، وكم مرة يعمل جمع المهملات.

وتشمل بيانات الشبكة عدد الاستدعاءات وأحجام البيانات وأزمنة الاستجابة. وبالنسبة إلى واجهة المستخدم، يُعدّ الوقت المستغرق لرسم كل إطار وعدد مرات إسقاط الإطارات مهمين، وكذلك زمن بدء تشغيل التطبيق. وعلى الأجهزة المحمولة، ينبغي أيضًا قياس استهلاك الطاقة. وينبغي جمع البيانات على أجهزة واقعية وبأحجام بيانات واقعية، حتى تعكس النتائج التجربة الفعلية للمستخدمين.

يرتبط استهلاك الطاقة على الأجهزة المحمولة ارتباطًا وثيقًا باستخدام المعالج والشبكة و GPS والشاشة. وبأدوات تحليل الأداء، مثل تحليل أداء الطاقة في Android Studio وأدوات الطاقة والقدرة في Xcode، يمكن رؤية أجزاء التطبيق التي تسحب أكبر قدر من الطاقة.

ومن النتائج المعتادة الاستدعاءات الشبكية المتكررة التي تبقي الراديو نشطًا، والاستخدام غير الضروري لخدمات الموقع، والمؤقتات والمهام الخلفية التي توقظ الجهاز، والحسابات الثقيلة. وقد تشمل الحلول تجميع الاستدعاءات الشبكية، واستخدام موقع أقل دقة، وجدولة العمل الخلفي بأدوات النظام مثل WorkManager، وإيقاف العمل عندما لا يكون التطبيق قيد الاستخدام.