JavaScript Performance-Optimierung: Code Splitting vs. Lazy Evaluation

import React, { Suspense } from 'react';

const OtherComponent = React.lazy(() => import('./OtherComponent'));

function MyComponent() {
  return (
    

      Loading...
}>
        
      
    

In diesem Beispiel wird OtherComponent nur geladen, wenn sie gerendert wird. Während sie geladen wird, sieht der Benutzer die Nachricht "Loading...".

Werkzeuge für Code Splitting

• Webpack: Ein beliebter Modul-Bundler, der verschiedene Code-Splitting-Techniken unterstützt.
• Rollup: Ein weiterer Modul-Bundler, der sich auf die Erstellung kleiner, effizienter Bundles konzentriert.
• Parcel: Ein Null-Konfigurations-Bundler, der Code Splitting automatisch handhabt.
• Vite: Ein Build-Tool, das native ES-Module für eine schnelle Entwicklung und optimierte Produktions-Builds nutzt.

Lazy Evaluation: Berechnung aufschieben

Was ist Lazy Evaluation?

Lazy Evaluation, auch als aufgeschobene Auswertung bekannt, ist eine Programmiertechnik, bei der die Auswertung eines Ausdrucks verzögert wird, bis sein Wert tatsächlich benötigt wird. Mit anderen Worten, Berechnungen werden nur dann durchgeführt, wenn ihre Ergebnisse erforderlich sind, anstatt sie eifrig im Voraus zu berechnen.

Stellen Sie sich vor, Sie bereiten ein mehrgängiges Menü vor. Sie würden nicht jedes Gericht auf einmal kochen. Stattdessen würden Sie jedes Gericht erst dann zubereiten, wenn es Zeit ist, es zu servieren. Lazy Evaluation funktioniert ähnlich, indem Berechnungen nur dann durchgeführt werden, wenn ihre Ergebnisse benötigt werden.

Wie Lazy Evaluation funktioniert

In JavaScript kann Lazy Evaluation mit verschiedenen Techniken implementiert werden:

• Funktionen: Das Einpacken eines Ausdrucks in eine Funktion ermöglicht es Ihnen, seine Auswertung aufzuschieben, bis die Funktion aufgerufen wird.
• Generatoren: Generatoren bieten eine Möglichkeit, Iteratoren zu erstellen, die Werte bei Bedarf erzeugen.
• Memoization: Memoization beinhaltet das Zwischenspeichern der Ergebnisse teurer Funktionsaufrufe und die Rückgabe des zwischengespeicherten Ergebnisses, wenn dieselben Eingaben erneut auftreten.
• Proxies: Proxies können verwendet werden, um den Zugriff auf Eigenschaften abzufangen und die Berechnung von Eigenschaftswerten aufzuschieben, bis tatsächlich darauf zugegriffen wird.

Vorteile von Lazy Evaluation

• Verbesserte Leistung: Durch das Aufschieben unnötiger Berechnungen kann Lazy Evaluation die Leistung erheblich verbessern, insbesondere bei großen Datensätzen oder komplexen Berechnungen.
• Reduzierter Speicherverbrauch: Lazy Evaluation kann den Speicherverbrauch reduzieren, indem die Erstellung von Zwischenwerten vermieden wird, die nicht sofort benötigt werden.
• Erhöhte Reaktionsfähigkeit: Durch die Vermeidung unnötiger Berechnungen während des anfänglichen Ladens kann Lazy Evaluation die Reaktionsfähigkeit der Anwendung erhöhen.
• Unendliche Datenstrukturen: Lazy Evaluation ermöglicht es Ihnen, mit unendlichen Datenstrukturen wie unendlichen Listen oder Streams zu arbeiten, indem nur die notwendigen Elemente bei Bedarf berechnet werden.

Beispiel: Lazy Loading von Bildern

Ein häufiger Anwendungsfall für Lazy Evaluation ist das Lazy Loading von Bildern. Anstatt alle Bilder auf einer Seite im Voraus zu laden, können Sie das Laden von Bildern aufschieben, die anfangs nicht im Ansichtsfenster sichtbar sind. Dies kann die anfängliche Ladezeit der Seite erheblich verbessern und den Netzwerkbandbreitenverbrauch reduzieren.

function lazyLoadImages() {
  const images = document.querySelectorAll('img[data-src]');
  const observer = new IntersectionObserver((entries) => {
    entries.forEach((entry) => {
      if (entry.isIntersecting) {
        const img = entry.target;
        img.src = img.dataset.src;
        observer.unobserve(img);
      }
    });
  });
  images.forEach((img) => {
    observer.observe(img);
  });
}

document.addEventListener('DOMContentLoaded', lazyLoadImages);

Dieses Beispiel verwendet die IntersectionObserver API, um zu erkennen, wann ein Bild in den Ansichtsbereich gelangt. Wenn ein Bild sichtbar ist, wird sein src-Attribut auf den Wert seines data-src-Attributs gesetzt, was das Laden des Bildes auslöst. Der Observer beendet dann die Beobachtung des Bildes, um zu verhindern, dass es erneut geladen wird.

Beispiel: Memoization

Memoization kann verwendet werden, um teure Funktionsaufrufe zu optimieren. Hier ist ein Beispiel:

function memoize(func) {
  const cache = {};
  return function(...args) {
    const key = JSON.stringify(args);
    if (cache[key]) {
      return cache[key];
    }
    const result = func(...args);
    cache[key] = result;
    return result;
  };
}

function expensiveCalculation(n) {
  // Simuliert eine zeitaufwändige Berechnung
  for (let i = 0; i < 100000000; i++) {
    // Mache etwas
  }
  return n * 2;
}

const memoizedCalculation = memoize(expensiveCalculation);

console.time('First call');
console.log(memoizedCalculation(5)); // Erster Aufruf - dauert seine Zeit
console.timeEnd('First call');

console.time('Second call');
console.log(memoizedCalculation(5)); // Zweiter Aufruf - gibt den zwischengespeicherten Wert sofort zurück
console.timeEnd('Second call');

In diesem Beispiel nimmt die memoize-Funktion eine Funktion als Eingabe und gibt eine memoized Version dieser Funktion zurück. Die memoized Funktion speichert die Ergebnisse früherer Aufrufe zwischen, sodass nachfolgende Aufrufe mit denselben Argumenten das zwischengespeicherte Ergebnis zurückgeben können, ohne die ursprüngliche Funktion erneut auszuführen.

Code Splitting vs. Lazy Evaluation: Hauptunterschiede

Obwohl sowohl Code Splitting als auch Lazy Evaluation leistungsstarke Optimierungstechniken sind, befassen sie sich mit unterschiedlichen Aspekten der Leistung:

• Code Splitting: Konzentriert sich auf die Reduzierung der anfänglichen Bundle-Größe, indem der Code in kleinere Chunks aufgeteilt und bei Bedarf geladen wird. Es wird hauptsächlich verwendet, um die anfängliche Ladezeit der Seite zu verbessern.
• Lazy Evaluation: Konzentriert sich auf das Aufschieben der Berechnung von Werten, bis sie tatsächlich benötigt werden. Es wird hauptsächlich verwendet, um die Leistung bei teuren Berechnungen oder großen Datensätzen zu verbessern.

Im Wesentlichen reduziert Code Splitting die Menge an Code, die im Voraus heruntergeladen werden muss, während Lazy Evaluation die Menge an Berechnungen reduziert, die im Voraus durchgeführt werden müssen.

Wann sollte man Code Splitting vs. Lazy Evaluation verwenden?

Code Splitting

• Große Anwendungen: Verwenden Sie Code Splitting für Anwendungen mit einer großen Menge an JavaScript-Code, insbesondere solche mit mehreren Routen oder Funktionen.
• Verbesserung der anfänglichen Ladezeit: Verwenden Sie Code Splitting, um die anfängliche Ladezeit der Seite zu verbessern und die Zeit bis zur Interaktivität zu verkürzen.
• Reduzierung der Netzwerkbandbreite: Verwenden Sie Code Splitting, um die Datenmenge zu reduzieren, die über das Netzwerk übertragen werden muss.

Lazy Evaluation

• Teure Berechnungen: Verwenden Sie Lazy Evaluation für Funktionen, die teure Berechnungen durchführen oder auf große Datensätze zugreifen.
• Verbesserung der Reaktionsfähigkeit: Verwenden Sie Lazy Evaluation, um die Reaktionsfähigkeit der Anwendung zu verbessern, indem unnötige Berechnungen während des anfänglichen Ladens aufgeschoben werden.
• Unendliche Datenstrukturen: Verwenden Sie Lazy Evaluation, wenn Sie mit unendlichen Datenstrukturen wie unendlichen Listen oder Streams arbeiten.
• Lazy Loading von Medien: Implementieren Sie Lazy Loading für Bilder, Videos und andere Medieninhalte, um die Ladezeiten der Seite zu verbessern.

Kombination von Code Splitting und Lazy Evaluation

In vielen Fällen können Code Splitting und Lazy Evaluation kombiniert werden, um noch größere Leistungssteigerungen zu erzielen. Sie könnten beispielsweise Code Splitting verwenden, um Ihre Anwendung in kleinere Chunks aufzuteilen, und dann Lazy Evaluation verwenden, um die Berechnung von Werten innerhalb dieser Chunks aufzuschieben.

Betrachten Sie eine E-Commerce-Anwendung. Sie könnten Code Splitting verwenden, um die Anwendung in separate Bundles für die Produktlistenseite, die Produktdetailseite und die Checkout-Seite aufzuteilen. Innerhalb der Produktdetailseite könnten Sie dann Lazy Evaluation verwenden, um das Laden von Bildern oder die Berechnung von Produktempfehlungen aufzuschieben, bis sie tatsächlich benötigt werden.

Jenseits von Code Splitting und Lazy Evaluation: Zusätzliche Optimierungstechniken

Obwohl Code Splitting und Lazy Evaluation leistungsstarke Techniken sind, sind sie nur zwei Teile des Puzzles, wenn es um die Optimierung der JavaScript-Leistung geht. Hier sind einige zusätzliche Techniken, die Sie verwenden können, um die Leistung weiter zu verbessern:

• Minifizierung: Entfernen Sie unnötige Zeichen (z. B. Leerzeichen, Kommentare) aus Ihrem Code, um seine Größe zu reduzieren.
• Komprimierung: Komprimieren Sie Ihren Code mit Werkzeugen wie Gzip oder Brotli, um seine Größe weiter zu reduzieren.
• Caching: Nutzen Sie Browser-Caching und CDN-Caching, um die Anzahl der Anfragen an Ihren Server zu reduzieren.
• Tree Shaking: Entfernen Sie ungenutzten Code aus Ihren Bundles, um deren Größe zu reduzieren.
• Bildoptimierung: Optimieren Sie Bilder, indem Sie sie komprimieren, auf die richtigen Abmessungen skalieren und moderne Bildformate wie WebP verwenden.
• Debouncing und Throttling: Steuern Sie die Rate, mit der Ereignis-Handler ausgeführt werden, um Leistungsprobleme zu vermeiden.
• Effiziente DOM-Manipulation: Minimieren Sie DOM-Manipulationen und verwenden Sie effiziente DOM-Manipulationstechniken.
• Web Workers: Lagern Sie rechenintensive Aufgaben an Web Worker aus, um zu verhindern, dass sie den Hauptthread blockieren.

Fazit

Die Optimierung der JavaScript-Leistung ist ein entscheidender Aspekt für die Bereitstellung einer positiven Benutzererfahrung und das Erreichen von Geschäftszielen. Code Splitting und Lazy Evaluation sind zwei leistungsstarke Techniken, die die Leistung erheblich verbessern können, indem sie die anfänglichen Ladezeiten verkürzen, den Netzwerkbandbreitenverbrauch reduzieren und unnötige Berechnungen aufschieben. Indem Sie verstehen, wie diese Techniken funktionieren und wann sie einzusetzen sind, können Sie schnellere, reaktionsschnellere und angenehmere Webanwendungen erstellen.

Denken Sie daran, Ihre spezifischen Anwendungsanforderungen zu berücksichtigen und die für Ihre Bedürfnisse am besten geeigneten Techniken zu verwenden. Überwachen Sie kontinuierlich die Leistung Ihrer Anwendung und iterieren Sie Ihre Optimierungsstrategien, um sicherzustellen, dass Sie die bestmögliche Benutzererfahrung bieten. Nutzen Sie die Kraft von Code Splitting und Lazy Evaluation, um Webanwendungen zu erstellen, die nicht nur funktionsreich, sondern auch performant und weltweit angenehm zu bedienen sind.

Weiterführende Lernressourcen

• Webpack-Dokumentation: https://webpack.js.org/
• Rollup-Dokumentation: https://rollupjs.org/guide/en/
• Vite-Dokumentation: https://vitejs.dev/
• MDN Web Docs - Intersection Observer API: https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/Intersection_Observer_API
• Google Developers - JavaScript-Ausführung optimieren: https://developers.google.com/web/fundamentals/performance/optimizing-javascript/