Сравнение на производителността на JavaScript фреймуърци: Реални бенчмаркове за модерни приложения

В динамичния свят на уеб разработката дебатът за това кой JavaScript фреймуърк е "най-добрият" е постоянен. Разработчиците често защитават своите фаворити, като се позовават на удобството при работа, размера на екосистемата или кривата на учене. Въпреки това, за крайните потребители и бизнеса, един показател често надделява над останалите: производителността. Бързото и отзивчиво приложение може да бъде разликата между конверсия и напускане на сайта, между удоволствието и фрустрацията на потребителя.

Въпреки че синтетичните бенчмаркове като TodoMVC имат своето място, те често не успяват да обхванат сложността на модерните уеб приложения. Те тестват изолирани функции във вакуум – сценарий, рядко срещан в реална среда. Тази статия възприема различен подход. Ще се потопим дълбоко в бенчмарк на реално приложение, сравнявайки титаните на front-end света – React, Vue и Angular – заедно с претендентите от новото поколение, Svelte и SolidJS. Нашата цел е да излезем извън теоретичните спорове и да предоставим осезаеми данни, които да ви помогнат да вземете информирано решение за следващия си проект.

Защо реалните бенчмаркове са от значение

Преди да представим данните, е изключително важно да разберем разликата между синтетични и реални бенчмаркове. Синтетичните тестове често се фокусират върху една повтаряща се задача, като например създаване и унищожаване на 1000 елемента в списък със задачи. Това е отлично за стрес-тестване на рендиращия енджин на даден фреймуърк, но ви казва малко за:

• Производителност при първоначално зареждане: Колко бързо приложението става използваемо за потребител, който го посещава за първи път през мобилна мрежа? Това включва размера на пакета (bundle size), времето за парсване и стратегията за хидратация.
• Управление на сложно състояние (State Management): Как фреймуъркът се справя с взаимодействия между множество, несвързани компоненти, които споделят глобално състояние?
• Интеграция с латентността на API: Как се усеща приложението, когато трябва да извлича данни, да показва състояния на зареждане и след това да рендира резултатите?
• Производителност на рутирането: Колко бързо и гладко потребителят може да навигира между различни страници или изгледи в рамките на едностранично приложение (SPA)?

Реалният бенчмарк се опитва да симулира тези сценарии. Като изградим идентично, умерено сложно приложение с всеки фреймуърк, можем да измерим показатели за производителност, които пряко влияят на потребителското изживяване и, следователно, на бизнес целите. Тези показатели са тясно свързани с Core Web Vitals (CWV) на Google, набор от фактори, които вече са част от неговия алгоритъм за класиране в търсенето. Накратко, производителността не е просто технически въпрос; тя е SEO и бизнес императив.

Претендентите: Кратък преглед

Избрахме пет от най-известните и интересни фреймуърци в екосистемата днес. Всеки от тях има различна философия и архитектура, което пряко влияе на характеристиките му по отношение на производителността.

React (v18)

Разработван и поддържан от Meta, React е безспорният пазарен лидер. Той популяризира компонентно-базираната архитектура и Виртуалния DOM (VDOM). VDOM действа като представяне на реалния DOM в паметта, което позволява на React ефективно да групира актуализациите. Неговата огромна екосистема и наличието на кадри го правят избор по подразбиране за много компании по света.

Vue (v3)

Vue често се описва като прогресивен фреймуърк. Той е известен със своята достъпна крива на учене, отлична документация и гъвкавост. Vue 3 донесе значителни подобрения в производителността с нова система за реактивност, изградена върху JavaScript Proxies, и компилатор, който може силно да оптимизира шаблоните. Той също използва Виртуален DOM, подобно на React.

Angular (v16)

Angular на Google е по-скоро платформа, отколкото библиотека. Той е цялостен, нормативен (opinionated) фреймуърк, който предоставя готови решения за всичко – от рутиране до управление на състоянието. Исторически известен с по-големите си пакети, последните версии с компилатора Ivy, tree-shaking и въвеждането на сигнали и самостоятелни компоненти го направиха много по-конкурентоспособен по отношение на производителността.

Svelte (v4)

Svelte възприема радикален подход. Той е компилатор, който се изпълнява по време на билд, преобразувайки вашите Svelte компоненти във високо оптимизиран, императивен JavaScript код, който директно манипулира DOM. Това означава, че няма Виртуален DOM и почти никакъв специфичен за фреймуърка код по време на изпълнение (runtime) във вашия производствен пакет. Философията е да се прехвърли работата от браузъра към стъпката на билд.

SolidJS (v1.7)

SolidJS често оглавява класациите за производителност и набира значителна популярност. Той използва JSX, така че се усеща познат на разработчиците на React, но не използва Виртуален DOM. Вместо това, той използва система за фино гранулирана реактивност, много подобна на електронна таблица. Когато част от данните се промени, се актуализират само точните части на DOM, които зависят от нея, без да се изпълняват отново цели компонентни функции. Това води до хирургическа прецизност и невероятна скорост.

Бенчмарк приложението: "Global Insight Dashboard"

За да тестваме тези фреймуърци, създадохме примерно приложение, наречено "Global Insight Dashboard". Това приложение е проектирано да бъде представително за много бизнес инструменти, базирани на данни. То включва следните функции:

• Автентикация: Симулиран процес на влизане/излизане.
• Начална страница на таблото: Показва няколко обобщаващи карти и диаграми с данни, извлечени от симулирано API.
• Страница с голяма таблица с данни: Страница, която извлича и рендира таблица с 1000 реда и 10 колони с данни.
• Интерактивни функции на таблицата: Сортиране, филтриране и избиране на редове от страна на клиента.
• Детайлен изглед: Рутиране от страна на клиента до страница с детайли за избран ред в таблицата.
• Глобално състояние: Споделено състояние за автентикирания потребител и тема на потребителския интерфейс (светла/тъмна).

Тази конфигурация ни позволява да измерим всичко – от първоначалното зареждане и рендирането на данни от API до отзивчивостта на сложни UI взаимодействия с голям набор от данни.

Методология: Как измерихме производителността

Прозрачността и последователността са от първостепенно значение за справедливо сравнение. Ето нашата тестова конфигурация:

• Инструменти: Google Lighthouse (изпълнен в инкогнито прозорец) и профилировчикът Performance в Chrome DevTools.
• Среда: Всички приложения бяха билднати за продукция и сервирани локално.
• Условия на теста: За да симулираме реален мобилен потребител, всички тестове бяха проведени с 4x забавяне на CPU и ограничение на мрежата до Fast 3G. Това предотвратява изкривяването на резултатите от висок клас хардуер за разработка.
• Измерени ключови показатели:
  • Първоначален размер на JS пакета (gzipped): Количеството JavaScript, което браузърът трябва да изтегли, парсне и изпълни при първоначалното посещение.
  • First Contentful Paint (FCP): Отбелязва времето, когато първата част от DOM съдържанието е рендирана.
  • Largest Contentful Paint (LCP): Измерва кога е рендиран най-големият видим елемент със съдържание в прозореца. Ключов Core Web Vital.
  • Time to Interactive (TTI): Времето, необходимо на страницата да стане напълно интерактивна.
  • Total Blocking Time (TBT): Измерва общото време, през което основната нишка е била блокирана, предотвратявайки въвеждане от потребителя. Директно корелира с новия Core Web Vital INP (Interaction to Next Paint).
  • Използване на памет: Размерът на хийпа (heap), измерен след първоначалното зареждане и след няколко взаимодействия.

Резултатите: Директно сравнение

Отказ от отговорност: Тези резултати се основават на нашето конкретно бенчмарк приложение. Числата са илюстративни за характеристиките на производителността на всеки фреймуърк, но архитектурата на вашето собствено приложение може да доведе до различни резултати.

Рунд 1: Първоначално зареждане и размер на пакета

За нов потребител първото впечатление е всичко. Този рунд се фокусира върху това колко бързо приложението може да бъде изтеглено и рендирано до използваемо състояние.

• Svelte: Победител. С gzipped JS пакет от едва ~9 KB, Svelte беше ясният лидер. Неговите FCP и LCP резултати бяха изключителни, тъй като браузърът имаше много малко код на фреймуърка за обработка. Таблото се появи почти моментално.
• SolidJS: Второ място, с малка разлика. Размерът на пакета беше малко по-голям – ~12 KB. Производителността беше почти идентична с тази на Svelte, предоставяйки изключително бързо първоначално зареждане.
• Vue: Силно представяне. Пакетът на Vue беше с респектиращите ~35 KB. Оптимизациите на неговия компилатор се проявиха, осигурявайки бърз LCP и TTI, които бяха силно конкурентни.
• React: В средата. Комбинацията от `react` и `react-dom` доведе до пакет от ~48 KB. Макар и да не беше бавен в никакъв случай, TTI беше забележимо по-дълъг от този на лидерите поради работата по изграждането на VDOM и хидратацията на приложението.
• Angular: Подобрен, но все още най-голям. Пакетът на Angular беше най-големият – ~65 KB. Въпреки че това е огромно подобрение спрямо по-старите версии, първоначалните разходи за парсване и стартиране все още бяха най-високи, което доведе до най-бавните FCP и LCP в този тест.

Извод: За проекти, при които времето за първоначално зареждане е абсолютно критично (напр. целеви страници за електронна търговия, маркетингови сайтове), фреймуърците, базирани на компилатор като Svelte и Solid, имат ясно, измеримо предимство поради минималния си отпечатък по време на изпълнение.

Рунд 2: Производителност по време на работа и при взаимодействие

След като приложението е заредено, какво е усещането при работа с него? Тествахме това, като извършихме интензивни операции върху нашата таблица с 1000 реда данни: сортиране по колона и прилагане на текстов филтър, който търси във всички клетки.

• SolidJS: Победител. Производителността на Solid тук беше феноменална. Сортирането и филтрирането се усещаха мигновени. Неговата фино гранулирана реактивност означаваше, че се докосват само тези DOM възли, които трябва да се променят. TBT беше невероятно нисък, което показва неблокиращ UI дори по време на тежки изчисления.
• Svelte: Отлична производителност. Svelte беше плътно зад Solid. Неговите компилирани, директни DOM манипулации се оказаха изключително ефективни. Потребителското изживяване беше гладко и отзивчиво, с много малък TBT.
• Vue: Много добра производителност. Реактивната система на Vue се справи ефективно с актуализациите. Имаше много леко, почти незабележимо забавяне при филтриране в сравнение със Solid и Svelte, но цялостното изживяване беше отлично и би задоволило огромното мнозинство от случаите на употреба.
• React: Добра, но изисква оптимизация. Без допълнителни настройки, имплементацията с React показа забележимо забавяне при филтриране на голямата таблица. Основната нишка беше блокирана за кратък период, тъй като повторното рендиране на компонента с 1000 реда беше скъпо. Това беше разрешимо чрез ръчно прилагане на оптимизации като `React.memo` за компонентите на редовете и `useMemo` за логиката на филтриране. С оптимизация производителността стана добра, но това изискваше допълнителни усилия от страна на разработчика.
• Angular: Добра, с нюанси. Механизмът за откриване на промени по подразбиране на Angular също се затрудни леко със задачата за филтриране, подобно на React. Въпреки това, преместването на компонента на таблицата да използва стратегия за откриване на промени `OnPush` значително подобри производителността, правейки го много отзивчив. Новата функция за сигнали в Angular вероятно би го изравнила с лидерите.

Извод: За силно интерактивни, интензивни на данни приложения, архитектурите на Solid и Svelte предоставят най-добрата в класа си производителност без допълнителни настройки. Библиотеките, базирани на VDOM като React и Vue, са напълно способни, но може да изискват от разработчиците да бъдат по-внимателни към техниките за оптимизация на производителността с нарастването на сложността.

Рунд 3: Използване на памет

Въпреки че е по-малко притеснение при съвременните настолни компютри, използването на памет все още е от решаващо значение за по-ниския клас мобилни устройства и дълготрайни приложения, за да се избегне забавяне и сривове.

• Svelte & SolidJS: Поделиха първото място с най-нисък отпечатък в паметта. Без VDOM в паметта и с минимален код по време на изпълнение, те бяха икономични и ефективни.
• Vue: Консумираше малко повече памет от лидерите, което се дължи на неговия VDOM и реактивна система, но остана много ефективен.
• React: Имаше по-висок отпечатък в паметта поради VDOM и режийните разходи на fiber архитектурата.
• Angular: Регистрира най-високото използване на памет, последствие от неговата всеобхватна структура на фреймуърка и Zone.js за откриване на промени.

Извод: За приложения, насочени към устройства с ограничени ресурси или предназначени да бъдат отворени за много дълги сесии, по-ниските режийни разходи за памет на Svelte и Solid могат да бъдат значително предимство.

Отвъд числата: Качествените фактори

Бенчмарковете за производителност разказват критична част от историята, но не цялата. Изборът на фреймуърк също зависи силно от вашия екип, обхвата на проекта ви и дългосрочните ви цели.

Developer Experience (DX) и крива на учене

• Vue и Svelte често са хвалени за най-приятното преживяване на разработчика (DX) и най-плавните криви на учене. Синтаксисът им е интуитивен, а документацията е на най-високо ниво.
• Моделът на React, базиран на JSX и куки (hooks), е мощен, но може да има по-стръмна крива на учене, особено около концепции като мемоизация и зависимости на ефектите.
• SolidJS е лесен за усвояване синтактично от разработчиците на React, но изисква промяна в мисловния модел, за да се разбере неговата фино гранулирана реактивност.
• Нормативният характер на Angular и зависимостта му от TypeScript и концепции като инжектиране на зависимости (dependency injection) представляват най-стръмната крива на учене, но тази структура може да наложи последователност в големи екипи.

Екосистема и поддръжка от общността

• React е неоспоримият лидер тук. Можете да намерите библиотека, инструмент или урок за почти всеки проблем, с който може да се сблъскате. Тази огромна глобална общност осигурява невероятна предпазна мрежа.
• Vue и Angular също имат много големи, зрели екосистеми със силна корпоративна подкрепа и богатство от библиотеки и ресурси от общността.
• Svelte и SolidJS имат по-малки, но бързо растящи екосистеми. Въпреки че може да не намерите готов компонент за всеки нишов случай на употреба, техните общности са страстни и много активни.

Заключение: Кой фреймуърк е подходящ за вас?

След анализ на данните и отчитане на качествените фактори е ясно, че няма един-единствен "най-добър" фреймуърк. Оптималният избор зависи изцяло от приоритетите на вашия проект.

Ето нашата финална препоръка, базирана на различни сценарии:

• За абсолютна върхова производителност и икономични билдове: Изберете Svelte или SolidJS. Ако основната ви цел са възможно най-бързото време за зареждане, най-отзивчивият UI и най-малкият възможен размер на пакета (напр. сайтове за електронна търговия, mobile-first уеб приложения, интерактивни визуализации), тези фреймуърци са в свой собствен клас. SolidJS има предимство при сложни, реактивни манипулации на данни, докато Svelte предлага малко по-просто и по-магическо преживяване за разработчика.
• За огромна екосистема и пазар на труда: Изберете React. Ако вашият проект се нуждае от достъп до възможно най-широката гама от библиотеки, инструменти и разработчици, React е най-сигурният и прагматичен избор. Неговата производителност е много добра, а доминацията му на пазара на труда улеснява мащабирането на вашия екип за разработка навсякъде по света.
• За баланс между производителност и достъпност: Изберете Vue. Vue постига златната среда. Той предлага отлична производителност, конкурентна на React, но с преживяване за разработчика, което мнозина намират за по-интуитивно и по-лесно за научаване. Той е фантастичен универсален избор за малки до големи приложения.
• За мащабни, корпоративни приложения: Изберете Angular. Ако изграждате сложно, дълготрайно приложение с голям екип от разработчици, структурираният и нормативен характер на Angular може да бъде огромен актив. Той налага последователност и предоставя стабилна, всеобхватна платформа, която може да се справи със сложност на корпоративно ниво, а производителността му непрекъснато се подобрява.

Светът на JavaScript фреймуърците се развива по-бързо от всякога. Възходът на компилаторите и отдалечаването от Виртуалния DOM от страна на претенденти като Svelte и SolidJS тласкат цялата екосистема напред. В крайна сметка, "войните на фреймуърците" са нещо добро – те водят до иновации, по-добра производителност и по-мощни инструменти за разработчиците, за да изградят следващото поколение уеб изживявания. Изберете инструмента, който най-добре отговаря на уникалните ограничения и цели на вашия проект, и ще бъдете на прав път към успеха.