Srovnání výkonu JavaScriptových frameworků: Reálné benchmarky pro moderní aplikace

V dynamickém světě webového vývoje je debata o tom, který JavaScriptový framework je „ten nejlepší“, neustálá. Vývojáři často prosazují své favority a jako důvody uvádějí vývojářský prožitek, velikost ekosystému nebo křivku učení. Pro koncové uživatele a firmy však jedna metrika často převyšuje všechny ostatní: výkon. Rychlá a responzivní aplikace může znamenat rozdíl mezi konverzí a odchodem, mezi potěšením uživatele a jeho frustrací.

Ačkoliv syntetické benchmarky jako TodoMVC mají své místo, často nedokážou zachytit složitost moderní webové aplikace. Testují izolované funkce ve vakuu, což je scénář, se kterým se v produkci setkáme jen zřídka. Tento článek volí jiný přístup. Ponoříme se hluboko do reálného aplikačního benchmarku a porovnáme titány front-endového světa – React, Vue a Angular – spolu s vyzyvateli nové generace, Svelte a SolidJS. Naším cílem je překonat teoretické argumenty a poskytnout hmatatelná data, která vám pomohou učinit informované rozhodnutí pro váš další projekt.

Proč na reálných benchmarcích záleží

Než představíme data, je klíčové pochopit rozdíl mezi syntetickými a reálnými benchmarky. Syntetické testy se často zaměřují na jediný, opakující se úkol, jako je vytvoření a zničení 1 000 položek v seznamu úkolů. To je vynikající pro zátěžové testování vykreslovacího enginu frameworku, ale málo vám to řekne o:

• Výkon při prvním načtení: Jak rychle se aplikace stane použitelnou pro nového návštěvníka na mobilní síti? To zahrnuje velikost balíčku, dobu parsování a strategii hydratace.
• Správa složitého stavu: Jak si framework poradí s interakcemi napříč několika nesouvisejícími komponentami, které sdílejí globální stav?
• Integrace latence API: Jaký je pocit z aplikace, když musí načítat data, zobrazovat stavy načítání a poté vykreslovat výsledky?
• Výkon routování: Jak rychle a plynule může uživatel navigovat mezi různými stránkami nebo pohledy v rámci single-page aplikace (SPA)?

Reálný benchmark se snaží tyto scénáře simulovat. Vytvořením identické, středně složité aplikace v každém frameworku můžeme měřit výkonnostní metriky, které přímo ovlivňují uživatelský prožitek a následně i obchodní cíle. Tyto metriky jsou úzce spjaty s Core Web Vitals (CWV) od Googlu, což je sada faktorů, které jsou nyní součástí jeho algoritmu pro hodnocení ve vyhledávání. Zkrátka, výkon není jen technická záležitost; je to imperativ pro SEO a byznys.

Soutěžící: Stručný přehled

Vybrali jsme pět nejvýznamnějších a nejzajímavějších frameworků v dnešním ekosystému. Každý má jinou filozofii a architekturu, což přímo ovlivňuje jeho výkonnostní charakteristiky.

React (v18)

React, vyvíjený a udržovaný společností Meta, je nesporným lídrem na trhu. Zpopularizoval komponentovou architekturu a Virtuální DOM (VDOM). VDOM funguje jako reprezentace skutečného DOMu v paměti, což Reactu umožňuje efektivně dávkovat aktualizace. Jeho obrovský ekosystém a dostupnost talentů z něj činí výchozí volbu pro mnoho společností po celém světě.

Vue (v3)

Vue je často popisován jako progresivní framework. Je známý svou přístupnou křivkou učení, vynikající dokumentací a flexibilitou. Vue 3 přineslo významná vylepšení výkonu s novým reaktivním systémem postaveným na JavaScript Proxies a kompilátorem, který dokáže vysoce optimalizovat šablony. Podobně jako React také používá Virtuální DOM.

Angular (v16)

Angular od Googlu je spíše platformou než knihovnou. Jedná se o komplexní, dogmatický (opinionated) framework, který poskytuje hotová řešení pro vše od routování po správu stavu. Ačkoliv byl historicky známý většími velikostmi balíčků, nedávné verze s kompilátorem Ivy, tree-shakingem a zavedením signálů a samostatných komponent jej učinily mnohem konkurenceschopnějším z hlediska výkonu.

Svelte (v4)

Svelte má radikální přístup. Je to kompilátor, který běží v době sestavování (build time) a převádí vaše Svelte komponenty na vysoce optimalizovaný, imperativní JavaScriptový kód, který přímo manipuluje s DOMem. To znamená, že ve vašem produkčním balíčku není žádný Virtuální DOM a téměř žádný běhový kód specifický pro framework. Filozofií je přesunout práci z prohlížeče do kroku sestavení.

SolidJS (v1.7)

SolidJS často vévodí výkonnostním žebříčkům a získává značnou popularitu. Používá JSX, takže je pro vývojáře Reactu povědomý, ale nepoužívá Virtuální DOM. Místo toho využívá jemnozrnný reaktivní systém, podobně jako tabulkový procesor. Když se změní část dat, aktualizují se pouze přesné části DOMu, které na nich závisí, aniž by se znovu spouštěly celé funkce komponent. To vede k chirurgické přesnosti a neuvěřitelné rychlosti.

Benchmarková aplikace: „Global Insight Dashboard“

Pro otestování těchto frameworků jsme vytvořili vzorovou aplikaci nazvanou „Global Insight Dashboard“. Tato aplikace je navržena tak, aby reprezentovala mnoho datově orientovaných obchodních nástrojů. Zahrnuje následující funkce:

• Autentizace: Mockovaný proces přihlášení/odhlášení.
• Domovská stránka nástěnky: Zobrazuje několik souhrnných karet a grafů s daty načtenými z mock API.
• Stránka s velkou datovou tabulkou: Stránka, která načítá a vykresluje tabulku s 1 000 řádky a 10 sloupci dat.
• Interaktivní funkce tabulky: Třídění, filtrování a výběr řádků na straně klienta.
• Detailní pohled: Routování na straně klienta na detailní stránku pro vybraný řádek v tabulce.
• Globální stav: Sdílený stav pro autentizovaného uživatele a téma uživatelského rozhraní (světlý/tmavý režim).

Toto nastavení nám umožňuje měřit vše od prvního načtení a vykreslení dat z API až po responzivitu složitých interakcí uživatelského rozhraní s velkým objemem dat.

Metodika: Jak jsme měřili výkon

Transparentnost a konzistence jsou pro spravedlivé srovnání klíčové. Zde je naše testovací nastavení:

• Nástroje: Google Lighthouse (spuštěný v anonymním okně) a profiler výkonu v Chrome DevTools.
• Prostředí: Všechny aplikace byly sestaveny pro produkci a servírovány lokálně.
• Testovací podmínky: Pro simulaci reálného mobilního uživatele byly všechny testy spuštěny se 4x zpomalením CPU a omezením sítě na Rychlé 3G. Tím se zabrání zkreslení výsledků špičkovým hardwarem vývojářů.
• Klíčové měřené metriky:
  • Počáteční velikost JS balíčku (gzipped): Množství JavaScriptu, které musí prohlížeč stáhnout, zpracovat a spustit při první návštěvě.
  • First Contentful Paint (FCP): Označuje čas, kdy je vykreslen první prvek obsahu DOM.
  • Largest Contentful Paint (LCP): Měří, kdy je vykreslen největší viditelný prvek obsahu ve viewportu. Klíčová metrika Core Web Vital.
  • Time to Interactive (TTI): Čas, za který se stránka stane plně interaktivní.
  • Total Blocking Time (TBT): Měří celkový čas, po který bylo hlavní vlákno zablokováno, což bránilo uživatelskému vstupu. Přímo souvisí s novou metrikou Core Web Vital INP (Interaction to Next Paint).
  • Využití paměti: Velikost haldy (heap) měřená po prvním načtení a po několika interakcích.

Výsledky: Přímé srovnání

Upozornění: Tyto výsledky jsou založeny na naší specifické benchmarkové aplikaci. Čísla ilustrují výkonnostní charakteristiky jednotlivých frameworků, ale architektura vaší vlastní aplikace může vést k odlišným výsledkům.

Kolo 1: První načtení a velikost balíčku

Pro nového uživatele je první dojem vším. Toto kolo se zaměřuje na to, jak rychle lze aplikaci stáhnout a vykreslit do použitelného stavu.

• Svelte: Vítěz. S gzipped JS balíčkem o velikosti pouhých ~9 KB byl Svelte jasným lídrem. Jeho skóre FCP a LCP bylo vynikající, protože prohlížeč musel zpracovat jen velmi málo kódu frameworku. Nástěnka se objevila téměř okamžitě.
• SolidJS: Těsně druhý. Velikost balíčku byla o něco větší, ~12 KB. Výkon byl téměř totožný se Svelte a poskytoval extrémně rychlý zážitek z prvního načtení.
• Vue: Silný výkon. Balíček Vue dosáhl úctyhodných ~35 KB. Projevily se zde optimalizace jeho kompilátoru, což vedlo k rychlému LCP a TTI, které byly vysoce konkurenceschopné.
• React: Střed pole. Kombinace `react` a `react-dom` vedla k balíčku o velikosti ~48 KB. Ačkoliv v žádném případě nebyl pomalý, TTI byl znatelně delší než u lídrů kvůli práci spojené s vytvořením VDOM a hydratací aplikace.
• Angular: Zlepšený, ale stále největší. Balíček Angularu byl největší, s velikostí ~65 KB. I když je to obrovské zlepšení oproti starším verzím, počáteční náklady na parsování a bootstrapping byly stále nejvyšší, což vedlo k nejpomalejšímu FCP a LCP v tomto testu.

Pohled: U projektů, kde je doba prvního načtení naprosto klíčová (např. landing pages pro e-commerce, marketingové weby), mají kompilátorové frameworky jako Svelte a Solid zjevnou, měřitelnou výhodu díky své minimální běhové stopě.

Kolo 2: Běhový výkon a interakce

Jakmile je aplikace načtená, jaký je pocit z jejího používání? Otestovali jsme to provedením náročných operací na naší datové tabulce s 1 000 řádky: třídění podle sloupce a použití textového filtru, který prohledával všechny buňky.

• SolidJS: Vítěz. Výkon Solidu zde byl fenomenální. Třídění a filtrování působily okamžitě. Jeho jemnozrnná reaktivita znamenala, že byly ovlivněny pouze ty uzly DOM, které se musely změnit. TBT bylo neuvěřitelně nízké, což signalizovalo neblokující UI i při náročných výpočtech.
• Svelte: Vynikající výkon. Svelte byl těsně za Solidem. Jeho zkompilované, přímé manipulace s DOM se ukázaly jako extrémně efektivní. Uživatelský prožitek byl plynulý a responzivní, s velmi nízkým TBT.
• Vue: Velmi dobrý výkon. Reaktivní systém Vue zvládl aktualizace efektivně. Při filtrování bylo oproti Solidu a Svelte velmi mírné, téměř nepostřehnutelné zpoždění, ale celkový prožitek byl vynikající a uspokojil by drtivou většinu případů použití.
• React: Dobrý, ale vyžaduje optimalizaci. Bez dalších úprav vykazovala implementace v Reactu znatelné zpoždění při filtrování velké tabulky. Hlavní vlákno bylo na krátkou dobu zablokováno, protože překreslení komponenty s 1 000 řádky bylo nákladné. To bylo řešitelné ruční aplikací optimalizací jako `React.memo` na komponenty řádků a `useMemo` pro logiku filtrování. S optimalizací se výkon stal dobrým, ale vyžadovalo to dodatečné úsilí vývojáře.
• Angular: Dobrý, s nuancemi. Výchozí mechanismus detekce změn Angularu měl také mírné potíže s úkolem filtrování, podobně jako React. Přepnutí komponenty tabulky na strategii detekce změn `OnPush` však výkon výrazně zlepšilo a učinilo ji velmi responzivní. Nová funkce signálů v Angularu by ji pravděpodobně postavila na roveň lídrům.

Pohled: Pro vysoce interaktivní, datově náročné aplikace poskytují architektury Solidu a Svelte nejlepší výkon ve své třídě již v základu. Knihovny založené na VDOM jako React a Vue jsou naprosto schopné, ale mohou vyžadovat, aby vývojáři byli s rostoucí složitostí více obezřetní ohledně technik optimalizace výkonu.

Kolo 3: Využití paměti

Ačkoliv je využití paměti na moderních stolních počítačích menším problémem, stále je kritické pro slabší mobilní zařízení a dlouho běžící aplikace, aby se předešlo zpomalení a pádům.

• Svelte & SolidJS: Dělí se o první místo s nejnižší paměťovou stopou. Bez VDOM v paměti a s minimálním běhovým prostředím byly štíhlé a efektivní.
• Vue: Spotřebovalo o něco více paměti než lídři, což lze přičíst jeho VDOM a reaktivnímu systému, ale zůstalo velmi efektivní.
• React: Měl vyšší paměťovou stopu kvůli VDOM a režii architektury Fiber.
• Angular: Zaznamenal nejvyšší využití paměti, což je důsledek jeho komplexní struktury frameworku a použití Zone.js pro detekci změn.

Pohled: Pro aplikace cílené na zařízení s omezenými zdroji nebo určené k tomu, aby byly otevřené po velmi dlouhou dobu, může být nižší paměťová režie Svelte a Solidu významnou výhodou.

Mimo čísla: Kvalitativní faktory

Výkonnostní benchmarky vyprávějí kritickou část příběhu, ale ne celý příběh. Volba frameworku také silně závisí na vašem týmu, rozsahu projektu a dlouhodobých cílech.

Vývojářský prožitek (DX) a křivka učení

• Vue a Svelte jsou často chváleny za nejpříjemnější DX a nejmírnější křivky učení. Jejich syntaxe je intuitivní a dokumentace je špičková.
• Reactův model založený na JSX a hookách je mocný, ale může mít strmější křivku učení, zejména kolem konceptů jako memoizace a závislosti efektů.
• SolidJS je pro vývojáře Reactu syntakticky snadné si osvojit, ale vyžaduje posun v myšlení, aby porozuměli jeho jemnozrnné reaktivitě.
• Dogmatická povaha Angularu a jeho spoléhání na TypeScript a koncepty jako dependency injection představují nejstrmější křivku učení, ale tato struktura může vynutit konzistenci ve velkých týmech.

Ekosystém a komunitní podpora

• React je zde bezkonkurenčním lídrem. Najdete knihovnu, nástroj nebo tutoriál pro prakticky jakýkoli problém, se kterým se můžete setkat. Tato masivní globální komunita poskytuje neuvěřitelnou záchrannou síť.
• Vue a Angular mají také velmi velké, zralé ekosystémy se silnou firemní podporou a bohatstvím knihoven a komunitních zdrojů.
• Svelte a SolidJS mají menší, ale rychle rostoucí ekosystémy. I když možná nenajdete předem připravenou komponentu pro každý specifický případ použití, jejich komunity jsou vášnivé a vysoce aktivní.

Závěr: Který framework je pro vás ten pravý?

Po analýze dat a zvážení kvalitativních faktorů je zřejmé, že neexistuje jediný „nejlepší“ framework. Optimální volba závisí výhradně na prioritách vašeho projektu.

Zde je naše konečné doporučení založené na různých scénářích:

• Pro absolutně špičkový výkon a štíhlé sestavení: Zvolte Svelte nebo SolidJS. Pokud je vaším primárním cílem co nejrychlejší načítání, nejresponzivnější UI a co nejmenší velikost balíčku (např. e-commerce weby, mobilní webové aplikace, interaktivní vizualizace), tyto frameworky jsou třídou samy pro sebe. SolidJS má výhodu pro složitou, reaktivní manipulaci s daty, zatímco Svelte nabízí o něco jednodušší, více „magický“ vývojářský prožitek.
• Pro obrovský ekosystém a dostupnost vývojářů: Zvolte React. Pokud váš projekt potřebuje přístup k co nejširší škále knihoven, nástrojů a vývojářů, je React nejbezpečnější a nejpragmatičtější volbou. Jeho výkon je velmi dobrý a jeho dominance na trhu práce usnadňuje škálování vašeho vývojářského týmu kdekoli na světě.
• Pro rovnováhu mezi výkonem a přístupností: Zvolte Vue. Vue trefuje zlatou střední cestu. Nabízí vynikající výkon, který je konkurenceschopný s Reactem, ale s vývojářským prožitkem, který mnozí považují za intuitivnější a snazší se ho naučit. Je to fantastický všestranný nástroj pro malé i velké aplikace.
• Pro rozsáhlé, podnikové aplikace: Zvolte Angular. Pokud budujete složitou, dlouhodobou aplikaci s velkým týmem vývojářů, strukturovaná a dogmatická povaha Angularu může být obrovským přínosem. Vynucuje konzistenci a poskytuje robustní, komplexní platformu, která zvládne složitost na podnikové úrovni, a jeho výkon se neustále zlepšuje.

Svět JavaScriptových frameworků se vyvíjí rychleji než kdy dříve. Vzestup kompilátorů a odklon od Virtuálního DOMu u vyzyvatelů jako Svelte a SolidJS posouvá celý ekosystém kupředu. V konečném důsledku jsou „války frameworků“ dobrou věcí – vedou k inovacím, lepšímu výkonu a výkonnějším nástrojům pro vývojáře, aby mohli vytvářet další generaci webových zážitků. Zvolte nástroj, který nejlépe vyhovuje jedinečným omezením a cílům vašeho projektu, a budete na dobré cestě k úspěchu.