کاهش بار کاری در نخ اصلی (Main-Thread) چگونه انجام میشود؟

در توسعه وب، نخ اصلی (Main-Thread) هسته اصلی عملیات مرورگر است که مسئول رندر صفحات، مدیریت تعاملات کاربری، اجرای جاوااسکریپت و انجام سایر وظایف است. زمانی که بار زیادی به نخ اصلی اختصاص داده می‌شود، عملکرد وب‌سایت کند شده و تجربه کاربری ضعیفی ایجاد می‌شود. کاهش بار کاری نخ اصلی یکی از استراتژی‌های اصلی در بهینه‌سازی عملکرد برنامه‌ها و وب‌سایت‌های مدرن است که باعث تعاملات روان‌تر، زمان بارگذاری سریع‌تر و واکنش‌پذیری بهتر می‌شود.

چرا کاهش بار کاری در نخ اصلی مهم است؟

1. بهبود واکنش‌پذیری و تعاملات: نخ اصلی مسئول پردازش تعاملات کاربری مانند کلیک‌ها، اسکرول‌ها و تایپ کردن است. اگر این نخ با وظایفی مانند رندرینگ، اجرای جاوااسکریپت و سایر عملیات پیچیده بارگذاری شود، تعاملات می‌توانند کند یا بدون پاسخ باقی بمانند. با کاهش بار روی نخ اصلی، می‌توانید اطمینان حاصل کنید که تعاملات کاربر به‌صورت روان و بدون تأخیر پردازش می‌شوند که منجر به تجربه کاربری سریع‌تر و واکنش‌پذیرتر می‌شود.
2. رندرینگ سریع‌تر: رندر کردن محتوای صفحه شامل محاسبه استایل‌ها، چیدمان و بروزرسانی‌های بصری است. این فرآیند در نخ اصلی انجام می‌شود. اگر نخ اصلی درگیر اجرای جاوااسکریپت یا پردازش سایر وظایف سنگین باشد، فرآیند رندرینگ می‌تواند با تأخیر انجام شود و زمان بارگذاری صفحه کندتر شود. کاهش میزان کاری که نخ اصلی باید انجام دهد، باعث رندر سریع‌تر و کارآمدتر محتوای صفحه می‌شود.
3. بهبود معیارهای عملکرد: معیارهای عملکرد وب مانند تأخیر اولین ورودی (FID) و زمان تعامل (TTI) به‌طور مستقیم تحت تأثیر میزان بار روی نخ اصلی قرار دارند. اگر نخ اصلی با وظایف طولانی مسدود شود، این معیارها تحت تأثیر قرار می‌گیرند و تجربه کاربری ضعیف‌تر می‌شود. کاهش بار کاری نخ اصلی می‌تواند این معیارها را بهبود بخشد، که منجر به کسب امتیازهای بهتر در عملکرد و بهبود رتبه‌بندی در موتورهای جستجو می‌شود.
4. تجربه کاربری بهتر در دستگاه‌های مختلف: در دستگاه‌های قدیمی‌تر با قدرت پردازشی محدود، نخ اصلی ممکن است به‌راحتی با بار زیاد تحت فشار قرار گیرد. کاهش بار کاری نخ اصلی اطمینان می‌دهد که سایت شما به‌طور روان در طیف وسیعی از دستگاه‌ها، از رایانه‌های رومیزی گران‌قیمت تا گوشی‌های هوشمند ارزان‌قیمت، اجرا شود و تجربه بهینه‌ای برای همه کاربران فراهم شود.

چگونه می‌توان بار کاری نخ اصلی را کاهش داد؟

1. انتقال جاوااسکریپت غیرضروری به پس‌زمینه: یکی از عوامل اصلی بار نخ اصلی، اجرای جاوااسکریپت است. اگر فایل‌های جاوااسکریپت بزرگ یا پیچیده باشند، می‌توانند نخ اصلی را مسدود کنند و باعث تأخیر در رندرینگ و واکنش‌پذیری شوند. با به تعویق انداختن یا بارگذاری غیرهمزمان جاوااسکریپت‌های غیرضروری مانند اسکریپت‌های آنالیز یا تبلیغات، می‌توانید بار نخ اصلی را کاهش دهید. از ویژگی‌های async یا defer در تگ‌های اسکریپت برای کنترل نحوه بارگذاری فایل‌های جاوااسکریپت استفاده کنید.
2. استفاده از Web Workers: Web Workers به شما امکان می‌دهند تا کد جاوااسکریپت را در نخ‌های پس‌زمینه اجرا کنید و نخ اصلی را برای انجام وظایف بحرانی‌تر آزاد نگه دارید. با انتقال وظایفی مانند پردازش داده‌ها، محاسبات پیچیده یا مدیریت فایل‌های بزرگ به Web Workers، می‌توانید از بار زیاد روی نخ اصلی جلوگیری کرده و عملکرد کلی سایت را بهبود بخشید.
3. بهینه‌سازی CSS و محاسبات استایل: CSS نیز می‌تواند عامل بار روی نخ اصلی باشد، به‌ویژه اگر استایل‌ها پیچیده باشند یا نیاز به محاسبات مکرر داشته باشند. برای کاهش بار کاری مرتبط با CSS، از ایجاد ریفلو (Reflow) و ری‌پینت (Repaint) زیاد اجتناب کنید که می‌تواند پس از تغییرات در DOM به‌وجود آید. نگه داشتن CSS بهینه و اعمال استایل‌ها به‌گونه‌ای که محاسبات طرح کاهش یابد، می‌تواند بار کاری روی نخ اصلی را کاهش دهد.
4. بارگذاری تنبل منابع (Lazy Loading): بارگذاری تنبل روشی است که بارگذاری منابع غیرضروری مانند تصاویر، ویدئوها یا اسکریپت‌ها را تا زمانی که به آنها نیاز نباشد به تأخیر می‌اندازد. این کار می‌تواند در زمان بارگذاری اولیه صفحه باعث کاهش بار نخ اصلی شود. با بارگذاری فقط محتوای بحرانی ابتدا و تأخیر در بارگذاری منابع غیرضروری، می‌توانید عملکرد و واکنش‌پذیری سایت خود را به‌طور چشمگیری بهبود دهید.
5. اجتناب از وظایف طولانی جاوااسکریپت: وظایف طولانی جاوااسکریپت که زمان زیادی برای اجرا در نخ اصلی می‌طلبند، می‌توانند باعث مسدود شدن رندرینگ و بی‌پاسخ ماندن صفحه شوند. وظایف طولانی را به بخش‌های کوچکتر تقسیم کرده و از setTimeout یا requestIdleCallback برای اجرای کد در زمان‌های بیکار استفاده کنید تا مرورگر بتواند وظایف دیگر مانند رندرینگ را در دوره‌های بیکار پردازش کند. این کار اطمینان می‌دهد که صفحه در حین انجام وظایف دیگر، همچنان پاسخگو باقی بماند.
6. کاهش جاوااسکریپت‌های ثالث: بسیاری از وب‌سایت‌ها به جاوااسکریپت‌های ثالث برای ویژگی‌هایی مانند تبلیغات، ردیابی، ویجت‌های شبکه‌های اجتماعی و سایر ادغام‌ها وابسته‌اند. با این حال، این اسکریپت‌ها ممکن است سنگین باشند و روی نخ اصلی اجرا شوند که تأثیر منفی بر عملکرد دارد. بهتر است اسکریپت‌های ثالث خود را بررسی کرده و موارد غیرضروری را حذف کنید یا آنها را به‌طور غیرهمزمان بارگذاری کنید. استفاده از نسخه‌های بهینه‌شده اسکریپت‌های ثالث نیز می‌تواند کمک‌کننده باشد.
7. استفاده از انیمیشن‌های بهینه: انیمیشن‌ها می‌توانند منابع زیادی را مصرف کنند، به‌ویژه اگر به‌درستی مدیریت نشوند. به‌جای استفاده از جاوااسکریپت برای انیمیشن‌ها، از انیمیشن‌ها و ترنزیشن‌های CSS استفاده کنید که اغلب کارآمدتر هستند و توسط مرورگر در نخ ترکیب‌کننده (Compositor Thread) پردازش می‌شوند، نه نخ اصلی. این کار باعث انتقال بار به نخ دیگر و آزاد نگه‌داشتن نخ اصلی برای سایر وظایف بحرانی می‌شود.
8. بهینه‌سازی فرآیندهای رندرینگ: فرآیند رندر کردن یک صفحه شامل مراحل مختلفی از جمله طرح‌بندی (Layout)، محاسبات استایل (Style Calculation)، نقاشی (Painting) و ترکیب (Compositing) است. با بهینه‌سازی این مراحل و کاهش تعداد ریدر (Reflow) و ری‌پینت (Repaint) که به‌واسطه تغییرات در DOM یا CSS به‌وجود می‌آید، می‌توانید بار نخ اصلی را کاهش دهید. این کار منجر به زمان رندر سریع‌تر و تجربه کاربری روان‌تر می‌شود.

ابزارهای اندازه‌گیری و بهینه‌سازی بار روی نخ اصلی

1. Chrome DevTools: ابزار DevTools مرورگر کروم ابزار قدرتمندی برای تحلیل و بهینه‌سازی بار نخ اصلی است. در تب "Performance" می‌توانید یک جلسه از فعالیت‌های وب‌سایت خود را ضبط کرده و مشاهده کنید که چقدر کار روی نخ اصلی انجام می‌شود، کدام وظایف آن را مسدود کرده و هر وظیفه چه مدت زمانی می‌برد. این اطلاعات به شما کمک می‌کند تا گلوگاه‌ها و نقاط بهبود را شناسایی کنید.
2. Google Lighthouse: ، ابزاری منبع باز از گوگل، گزارش‌های دقیقی از عملکرد وب‌سایت ارائه می‌دهد که شامل تحلیل بار روی نخ اصلی است. گزارش "Performance" در Lighthouse نشان می‌دهد که چقدر کار روی نخ اصلی انجام می‌شود و پیشنهادات قابل اجرایی برای کاهش آن می‌دهد. این ابزار همچنین معیارهای بحرانی مانند First Contentful Paint (FCP) و Time to Interactive (TTI) را که تحت تأثیر بار نخ اصلی هستند، اندازه‌گیری می‌کند.
3. WebPageTest: ابزار دیگری برای تحلیل عملکرد وب‌سایت است که شامل بررسی کارهای نخ اصلی می‌شود. این ابزار گزارشی دقیق از زمان‌های بارگذاری و زمانی که نخ اصلی مسدود می‌شود به شما ارائه می‌دهد.
4. : SpeedCurve عملکرد وب‌سایت شما را در طول زمان پیگیری کرده و بینش‌هایی درباره تأثیر بار نخ اصلی بر تجربه کاربری فراهم می‌کند. با اندازه‌گیری معیارهای کلیدی مانند First Input Delay (FID) و Time to Interactive (TTI)، SpeedCurve به شما کمک می‌کند تا زمانی که نخ اصلی تحت فشار قرار می‌گیرد را شناسایی کرده و بهبودهایی را پیشنهاد دهد.

نتیجه‌گیری

کاهش بار روی نخ اصلی یکی از استراتژی‌های مهم برای بهینه‌سازی عملکرد وب‌سایت است. با انتقال وظایف به نخ‌های پس‌زمینه، بهینه‌سازی CSS، بارگذاری تنبل منابع و کاهش جاوااسکریپت‌های ثالث، می‌توانید نخ اصلی را آزاد کرده و به آن اجازه دهید تا روی وظایف بحرانی مانند رندرینگ و تعاملات کاربری تمرکز کند. این بهینه‌سازی‌ها منجر به زمان بارگذاری سریع‌تر، بهبود تجربه کاربری و کسب امتیازهای بهتر در ارزیابی عملکرد می‌شود و نهایتاً باعث موفقیت وب‌سایت شما می‌گردد.