ما هي إدارة الحالة، ولماذا هي مهمة لتطوير التطبيقات؟

تُعدّ إدارة الحالة في React جزءًا أساسيًا من تطوير التطبيقات المعقدة، إذ تساعد على التعامل مع حالة التطبيق ومزامنتها عبر المكونات. ومن أشهر مكتبات إدارة الحالة لـ React مكتبة Redux، التي توفر طريقة مركزية وقابلة للتنبؤ لإدارة حالة التطبيق بواسطة مصدر وحيد للحقيقة. وتشتهر Redux ببنيتها الصارمة واستخدامها للإجراءات والمخفِّضات لتحديث الحالة، ما يسهّل تصحيح أخطاء التطبيقات واختبارها. واليوم، تُعدّ Redux Toolkit الطريقة الموصى بها رسميًا لاستخدام Redux.

ومن المكتبات الشائعة الأخرى MobX، التي تختلف عن Redux بكونها أكثر مرونة وأقل تقييدًا. إذ تستخدم MobX الكائنات القابلة للمراقبة ومبادئ البرمجة التفاعلية، ما يمكّن المطورين من كتابة قدر أقل من الشيفرة المتكررة وتحقيق تدفق بيانات أكثر بداهة. وهذا يجعل MobX خيارًا جذابًا لمن يريدون نهجًا أكثر ديناميكية وأقل تنظيمًا لإدارة الحالة. كما انتشر استخدام مكتبات خفيفة مثل Zustand و Jotai.

وتُعدّ Context API الخاصة بـ React أيضًا حلًا شائعًا، خصوصًا للتطبيقات الأصغر أو لأجزاء محددة من التطبيق يُراد فيها تجنب الاعتماديات الخارجية. إذ تتيح Context API مشاركة البيانات عبر شجرة المكونات دون تمرير الخصائص يدويًا عبر كل مكوّن، ما قد يبسّط الشيفرة بشكل كبير. وهي بالمعنى الدقيق آلية لتمرير البيانات وليست مكتبة كاملة لإدارة الحالة، ويُعاد عرض جميع مستهلكي السياق عند تغير قيمته. غير أنها حل خفيف مدمج في React، ولذلك يسهل تنفيذها.

تتعلق إدارة الحالة بكيفية تتبع التطبيق لبياناته، مثل محتويات سلة التسوق، وما إذا كان المستخدم قد سجّل الدخول، والمرشحات التي اختيرت. وعندما تُدار البيانات باتساق، تعرض جميع أجزاء التطبيق المعلومات المحدّثة نفسها.

وتجعل إدارة الحالة الجيدة التطبيق قابلًا للتنبؤ، فلا يواجه المستخدمون مثلًا تحديثًا في مكان ما لا يظهر في مكان آخر. كما يمكنها أن تجعل التطبيق أسرع، لأن أجزاء الشاشة المتأثرة بالتغيير وحدها هي التي تُحدَّث. ويمكن الحفاظ على البيانات أثناء تنقل المستخدم، حتى لا تضيع المدخلات والاختيارات.

تُعدّ Redux حلًا شائعًا لإدارة الحالة يُستخدم كثيرًا في تطبيقات JavaScript، خصوصًا المبنية باستخدام React. وهي توفر طريقة منظمة للتعامل مع حالة التطبيق، لكن لها، كأي تقنية، مزايا وعيوب.

• إدارة الحالة المركزية: توفر Redux مصدرًا وحيدًا للحقيقة بتركيز حالة التطبيق في مخزن عام. وهذا يسهّل التنبؤ بسلوك التطبيق، إذ تستمد جميع المكونات من الحالة نفسها. كما يقلل خطر عدم اتساق البيانات ويجعل تصحيح الأخطاء أكثر وضوحًا، إذ يمكن تتبع تغييرات الحالة بمرور الوقت.
• انتقالات حالة قابلة للتنبؤ: تستخدم Redux دوال نقية تُسمى المخفِّضات للتعامل مع انتقالات الحالة. وهذا يضمن أن تغييرات الحالة قابلة للتنبؤ وسهلة الاختبار، إذ تعيد المخفِّضات دائمًا المخرجات نفسها للمدخلات نفسها. ويسهّل هذا النهج الحتمي فهم كيفية تغير الحالة في التطبيق.
• قابلية التوسيع ودعم المجتمع: تمتلك Redux منظومة كبيرة من البرمجيات الوسيطة والأدوات، مثل Redux Thunk و Redux Saga، التي توسّع وظائفها وتتيح التعامل مع العمليات غير المتزامنة. وفضلًا عن ذلك، تحظى Redux بدعم قوي من المجتمع، ما يعني توافر موارد وأمثلة كثيرة للمطورين.

ورغم هذه المزايا، هناك أيضًا بعض العيوب لاستخدام Redux:

• التعقيد والشيفرة المتكررة: قد تُدخل Redux الكلاسيكية قدرًا كبيرًا من الشيفرة المتكررة، ما قد يجعل إعدادها معقدًا ومستهلكًا للوقت، خصوصًا في المشاريع الأصغر. إذ يتعين على المطورين كتابة الإجراءات والمخفِّضات والمحدِّدات، وهو ما قد يبدو مربكًا للمبتدئين. وتقلل Redux Toolkit هذه الشيفرة المتكررة بشكل كبير.
• العبء الزائد في التطبيقات الصغيرة: بالنسبة إلى التطبيقات الصغيرة أو المشاريع ذات إدارة الحالة البسيطة، قد تكون Redux مبالغة. فقد يكون التعقيد والعبء الإضافيان غير ضروريين حين يكفي حل أبسط مثل خطافات useState أو useContext في React.
• منحنى التعلم: رغم قوة Redux، فقد يكون منحنى تعلمها حادًا للمطورين غير المعتادين على البرمجة الوظيفية أو مفهوم الثبات. ويتطلب تنفيذها بفعالية فهمًا جيدًا لـ JavaScript و React.

خلاصة القول، تُعدّ Redux حلًا متينًا لإدارة الحالة يوفر القابلية للتنبؤ وقابلية التوسع، لكنها قد تُدخل أيضًا تعقيدًا وعبئًا إضافيًا، خصوصًا في المشاريع الأصغر. ومن المهم تقييم احتياجات المشروع وتعقيده قبل اتخاذ قرار تنفيذ Redux.

يمكن لإدارة الحالة تحسين الأداء في تطبيق للأجهزة المحمولة عبر عدة أساليب استراتيجية تحسّن طريقة التعامل مع البيانات وعرضها:

• معالجة فعالة للبيانات: بتركيز معالجة البيانات في حل لإدارة الحالة مثل Redux أو MobX، يستطيع التطبيق تقليل التكرار وضمان تحديث البيانات عند الضرورة فقط. وهذا يقلل عمليات إعادة العرض غير الضرورية ويحسّن سرعة التطبيق.
• التحديثات غير المتزامنة: تستطيع حلول إدارة الحالة التعامل بفعالية مع تحديثات البيانات غير المتزامنة، ما يعني أن التطبيق يمكنه مواصلة العمل دون انتظار جلب جميع البيانات. وهذا يوفر تجربة مستخدم أكثر سلاسة.
• التخزين المؤقت للنتائج: بالتخزين المؤقت للنتائج، مثل المحدِّدات المخزّنة نتائجها، تستطيع إدارة الحالة منع إعادة حساب البيانات التي لم تتغير. وهذا يقلل الحمل على وحدة المعالجة المركزية ويحسّن سرعة استجابة التطبيق.
• تقليل حمل الشبكة: تستطيع إدارة الحالة تخزين البيانات مؤقتًا محليًا، ما يقلل الحاجة إلى طلبات الشبكة المتكررة. وهذا مفيد بشكل خاص في سيناريوهات العمل دون اتصال، حيث يستطيع التطبيق مواصلة العمل دون اتصال دائم بالإنترنت.
• البنية المعيارية: بهيكلة التطبيق في وحدات يتعامل كل منها مع حالته الخاصة، يستطيع المطورون عزل أجزاء محددة من التطبيق وتحسينها دون التأثير في البقية. وهذا يسهّل الصيانة وتحسين الأداء.
• القابلية للتنبؤ ومعالجة الأخطاء: تسهّل بنية إدارة الحالة المحددة جيدًا التنبؤ بكيفية استجابة التطبيق للمدخلات المختلفة، ما يقلل خطر الأخطاء ويحسّن الاستقرار العام.
• قابلية التوسع: تسهّل إدارة الحالة توسيع التطبيق، إذ توفر بنية واضحة لكيفية تدفق البيانات عبره. وهذا حاسم مع نمو التطبيق في التعقيد وعدد المستخدمين.

إجمالًا، يمكن لحل إدارة حالة منفّذ جيدًا تحسين الأداء بتحسين معالجة البيانات وتقليل التحديثات غير الضرورية وضمان تطبيق أكثر استجابة وقابلية للتوسع. وهذا حاسم لتقديم تجربة مستخدم من الدرجة الأولى في تطبيقات الأجهزة المحمولة الحديثة.

الحالة المحلية بيانات يستخدمها مكوّن واحد أو شاشة واحدة فقط، مثل ما إذا كانت قائمة مفتوحة أو ما كتبه المستخدم في حقل ما. وتُعالج عادة مباشرة في المكوّن، مثلًا باستخدام useState في React أو @State في SwiftUI.

أما الحالة العامة فهي بيانات تحتاجها أجزاء كثيرة من التطبيق، مثل بيانات المستخدم المسجّل دخوله أو سلة التسوق أو لغة التطبيق. وتُجمع في مكان مركزي، مثلًا باستخدام مكتبات مثل Redux أو Zustand أو باستخدام React Context. والقاعدة العامة الجيدة هي إبقاء البيانات محلية قدر الإمكان، وعدم جعلها عامة إلا عندما تحتاجها عدة أجزاء من التطبيق.

يُعدّ اختيار حل إدارة الحالة المناسب لمشروع ما أمرًا حاسمًا لضمان معالجة فعالة للبيانات وتجربة مستخدم جيدة. وتشير إدارة الحالة إلى كيفية تعامل التطبيق مع البيانات ومزامنتها عبر المكونات وواجهات المستخدم. وينبغي مراعاة عدة عوامل عند اختيار حل لإدارة الحالة من أجل إيجاد الحل الأنسب للمشروع.

أولًا وقبل كل شيء، ينبغي تقييم تعقيد التطبيق. فإذا كان التطبيق بسيطًا وتدفق البيانات فيه محدودًا، فقد يكفي حل محلي لإدارة الحالة مثل خطافات useState أو useReducer في React. وتتيح هذه الخطافات التعامل مع الحالة محليًا في المكونات دون مكتبات خارجية.

أما في التطبيقات الأكثر تعقيدًا، حيث تحتاج البيانات إلى المشاركة عبر مكونات كثيرة، فقد يكون من الضروري تنفيذ حل عام لإدارة الحالة. ومن الحلول الشائعة Redux و MobX و Context API. وتشتهر Redux بقابليتها للتنبؤ وقابلية التوسع، ما يجعلها مناسبة تمامًا للتطبيقات الكبيرة ذات تدفقات البيانات المعقدة. وتقدم MobX نهجًا أكثر تفاعلية، قد يكون أسهل تنفيذًا في المشاريع التي تُعدّ فيها التفاعلية أولوية. وخارج عالم React، مثلًا في تطبيقات Android، يُستخدم أيضًا النمط المعماري MVI، الذي تُجمع فيه حالة الشاشة في كائن حالة واحد غير قابل للتغيير لا يتغير إلا عبر إجراءات المستخدم (intents).

ومن العوامل المهمة الأخرى خبرة الفريق وتفضيلاته. فإذا كان لدى الفريق خبرة سابقة بحل معين لإدارة الحالة، فقد يقلل اختياره وقت التعلم ويزيد الإنتاجية. ومن المفيد أيضًا مراعاة دعم المجتمع والتوثيق، إذ يمكن للحل الذي يحظى بمجتمع قوي أن يوفر مساعدة أسرع وموارد أكثر.

وأخيرًا، ينبغي مراعاة احتياجات التوسع المستقبلية. فإذا كان من المتوقع أن ينمو التطبيق بشكل كبير، فقد يكون من الحكمة اختيار حل يمكن توسيعه وتكييفه مع المتطلبات الجديدة بسهولة. وهذا يساعد التطبيق على البقاء متينًا وفعالًا حتى مع ازدياد تعقيده.

ومراعاة هذه العوامل تتيح اختيار حل إدارة الحالة المناسب لاحتياجات المشروع وضمان تجربة مستخدم مثلى.