Enamat kui ühilduvus: automatiseeritud JavaScripti polüfillide ja funktsioonituvastuse süsteemi arhitektuur

Kaasaegse veebiarenduse maailmas elame me paradoksis. Ühest küljest on JavaScripti keele ja brauseri API-de innovatsioonitempo hingemattev. Funktsioonid, mis kunagi olid keerulised unistused – nagu natiivsed fetch-päringud, võimsad observer'id ja elegantsed asünkroonsed mustrid – on nüüd standardiseeritud reaalsus. Teisest küljest on digitaalne maastik tohutu ja mitmekesine ökosüsteem. Meie rakendused peavad toimima mitte ainult Chrome'i uusimas versioonis kiirel fiiberühendusel, vaid ka vanemates ettevõtete brauserites, keskmise hinnaklassi mobiilseadmetes arenevatel turgudel ja pikas reas kasutajaagentides, mida me ei suuda alati ennustada. See ongi keskne väljakutse: kuidas saame kasutada kaasaegse veebi võimsust, jätmata maha olulist osa oma globaalsest publikust?

Aastaid on standardvastus olnud „polüfilli kõike”. Me kaasasime suuri, monoliitseid teeke, mis parandasid iga mõeldava puuduva funktsiooni, saates igale kasutajale kilobaitide – mõnikord sadade – kaupa JavaScripti, igaks juhuks. See lähenemine, kuigi tagab ühilduvuse, toob kaasa suure jõudluskulu. See on samaväärne polaar-ekspeditsiooniks pakkimisega iga kord, kui kodust lahkute. See on turvaline, kuid ebatõhus ja aeglane.

See artikkel esitleb intelligentsemat, jõudluspõhisemat ja skaleeritavamat alternatiivi: automatiseeritud polüfillide süsteemi, mis põhineb dünaamilisel funktsioonituvastusel. Me liigume kaugemale toore jõu meetodist ja loome „just-in-time” kohaletoimetamise mehhanismi, mis teenindab polüfille ainult neile brauseritele, mis neid tegelikult vajavad. Saate teada põhimõtted, arhitektuuri ja praktilised rakendamise sammud, et ehitada süsteem, mis parandab kasutajakogemust, vähendab laadimisaegu ja muudab teie koodibaasi tulevikukindlaks.

Transpilaatori ja polüfilli partnerlus: lugu kahest vajadusest

Enne arhitektuuri sukeldumist on ülioluline selgitada meie ühilduvustööriistade kahe peamise vahendi rolle: transpilaatorid ja polüfillid. Nad lahendavad erinevaid probleeme ja on kõige tõhusamad, kui neid kasutatakse koos.

Mis on transpilaator?

Transpilaator, nagu tööstusstandard Babel, on lähtekoodist-lähtekoodi kompilaator. See võtab kaasaegse JavaScripti süntaksi ja kirjutab selle ümber vanemasse, laiemalt toetatud süntaksisse. Näiteks võib see muuta ES2015 noolfunktsiooni traditsiooniliseks funktsiooniavaldiseks:

Kaasaegne kood (sisend):

const sum = (a, b) => a + b;

Transpileeritud kood (väljund):

var sum = function(a, b) { return a + b; };

Transpilaatorid on suurepärased süntaktilise suhkru käsitlemisel. Nad muudavad teie koodi *kuidas*-osa, muutmata selle *mis*-osa. Kuid nad ei saa leiutada uut funktsionaalsust, mida sihtkeskkonnas ei eksisteeri. Kui kasutate Promise.allSettled(), ei saa Babel seda transpileerida millekski, mis töötab brauseris, millel pole üldse Promise'ide kontseptsiooni. Siin tulevadki mängu polüfillid.

Mis on polüfill?

Polüfill on koodijupp (tavaliselt JavaScript), mis pakub implementatsiooni kaasaegsele funktsioonile, mis vanema brauseri natiivsest keskkonnast puudub. See „täidab lüngad” brauseri API-s, võimaldades teie kaasaegsel koodil joosta nii, nagu oleks funktsioon natiivselt toetatud.

Näiteks kui brauser ei toeta Object.assign-i, lisaks polüfill funktsiooni Object prototüübile, mis jäljendab standardset käitumist. Teie kood saab seejärel kutsuda Object.assign()-i, teadmata kunagi, kas implementatsioon on natiivne või polüfilli poolt pakutud.

Mõelge sellest nii: Transpilaator on grammatika ja süntaksi tõlkija, samas kui polüfill on vestmik, mis õpetab brauserile uut sõnavara ja funktsioone. Teil on vaja mõlemat, et olla täielikult ladus kõigis keskkondades.

Monoliitse lähenemise jõudluse lõks

Lihtsaim viis polüfillide käsitlemiseks on kasutada tööriista nagu @babel/preset-env koos useBuiltIns: 'entry'-ga ja importida oma rakenduse algusesse massiivne teek nagu core-js. See töötab, kuid sunnib iga kasutajat alla laadima kogu polüfillide teegi, sõltumata nende brauseri võimekusest.

Mõelge mõjule:

• Paisutatud paketi suurus: Täielik core-js import võib lisada teie esialgsele JavaScripti laadungile üle 100 KB (gzipped). See on märkimisväärne koormus, eriti mobiilivõrkudes olevatele kasutajatele.
• Suurenenud täitmisaeg: Brauser ei pea seda koodi ainult alla laadima; see peab selle ka parssima, kompileerima ja käivitama. See tarbib protsessori tsükleid ja võib viivitada peamise rakenduse loogikat, mõjutades negatiivselt Core Web Vitals näitajaid nagu Total Blocking Time (TBT) ja First Input Delay (FID).
• Kehv kasutajakogemus: Teie kasutajatest 90%+ jaoks, kes kasutavad kaasaegseid, igihaljaid brausereid, on kogu see protsess raiskav. Neid karistatakse aeglasemate laadimisaegadega, et toetada vähemust vananenud klientidest.

See „lae kõik” strateegia on jäänuk vähem keerukast veebiarenduse ajastust. Me saame ja peame paremini tegema.

Kaasaegse süsteemi alustala: intelligentne funktsioonituvastus

Targema süsteemi võti on lõpetada äraarvamine, mida kasutaja brauser suudab teha, ja selle asemel küsida seda otse. See on funktsioonituvastuse põhimõte ja see on tunduvalt parem vanast, hapraks praktikast, mida nimetatakse brauseri nuuskimiseks (st navigator.userAgent sõne parssimine).

Kasutajaagendi sõned on ebausaldusväärsed. Kasutajad saavad neid võltsida, brauseritootjad võivad neid muuta ja need ei suuda täpselt esindada brauseri võimekust (nt kasutaja võib olla teatud funktsiooni keelanud). Funktsioonituvastus seevastu on funktsionaalsuse otsene test.

Funktsioonituvastuse tehnikad

Tuvastamine võib ulatuda lihtsatest omaduste kontrollidest kuni keerukamate funktsionaalsete testideni.

1. Lihtne omaduse kontroll: Kõige levinum meetod on kontrollida omaduse olemasolu globaalsel objektil.

// Kontrolli Fetch API olemasolu if ('fetch' in window) { // Funktsioon on olemas }

2. Prototüübi kontroll: Sisseehitatud objektide meetodite puhul kontrollite prototüüpi.

// Kontrolli Array.prototype.includes olemasolu if ('includes' in Array.prototype) { // Funktsioon on olemas }

3. Funktsionaalne test: Mõnikord võib omadus olemas olla, kuid olla katki või puudulik. Tugevam test hõlmab funktsiooni kontrollitud viisil käivitamist. See on standardsete API-de puhul vähem levinud, kuid võib olla vajalik nüansirikkamate brauseri omapärade puhul.

// Tugevam kontroll hüpoteetilise katkise funktsiooni jaoks var isFeatureWorking = false; try { // Proovi kasutada funktsiooni viisil, mis ebaõnnestuks, kui see on katki isFeatureWorking = new MyFeature().someMethod() === true; } catch (e) { isFeatureWorking = false; } if (isFeatureWorking) { // Funktsioon pole mitte ainult olemas, vaid ka töökorras }

Rajades süsteemi nendele otsetestidele, loome me tugeva aluse, mis teenindab ainult seda, mis on vajalik, kohandudes ideaalselt iga kasutaja unikaalse keskkonnaga.

Automatiseeritud polüfillisüsteemi kavand

Nüüd disainime oma automatiseeritud süsteemi. See koosneb kolmest põhikomponendist: vajalike polüfillide manifest, väike kliendipoolne laadija skript ja tõhus kohaletoimetamise strateegia.

1. samm: Polüfillide manifest – teie ainus tõeallikas

Esimene samm on tuvastada kõik kaasaegsed API-d, mida teie rakendus kasutab ja mis võivad vajada polüfillimist. Saate seda teha koodibaasi auditi abil või kasutades tööriistu nagu Babel, mis suudavad teie koodi staatiliselt analüüsida. Kui teil on see nimekiri olemas, loote manifestifaili, tavaliselt JSON-faili, mis toimib teie süsteemi konfiguratsioonina.

See manifest seob funktsiooni nime selle tuvastustesti ja polüfilli skripti asukohaga. Hästi struktureeritud manifest võib sisaldada ka sõltuvusi.

Näide polyfill-manifest.json:

            {
  "Promise": {
    "test": "'Promise' in window && 'resolve' in window.Promise && 'reject' in window.Promise && 'all' in window.Promise",
    "path": "/polyfills/promise.min.js",
    "dependencies": []
  },
  "Fetch": {
    "test": "'fetch' in window",
    "path": "/polyfills/fetch.min.js",
    "dependencies": ["Promise"]
  },
  "Object.assign": {
    "test": "'assign' in Object",
    "path": "/polyfills/object-assign.min.js",
    "dependencies": []
  },
  "IntersectionObserver": {
    "test": "'IntersectionObserver' in window",
    "path": "/polyfills/intersection-observer.min.js",
    "dependencies": []
  }
}
            

              
                Copy
              
            
          

Pange tähele mõningaid olulisi detaile:

• test on JavaScripti sõne, mida hinnatakse kliendi poolel. See peaks olema piisavalt robustne, et vältida valepositiivseid tulemusi.
• path osutab eraldiseisvale, minimeeritud polüfillile ühe funktsiooni jaoks.
• dependencies massiiv on ülioluline funktsioonide jaoks, mis sõltuvad teistest (nt fetch nõuab Promise-i).

2. samm: Kliendipoolne laadija – operatsiooni aju

See on väike, kriitiline JavaScripti koodijupp, mille lisate oma HTML-dokumendi <head>-i. Selle paigutus on elutähtis: see peab käivituma *enne* teie peamist rakenduse paketti, et tagada kõigi vajalike polüfillide laadimine ja valmisolek.

Laadija vastutusalad on:

1. Hankida polyfill-manifest.json fail.
2. Läbida manifestis olevad funktsioonid.
3. Hinnata iga funktsiooni test tingimust.
4. Kui test ebaõnnestub, lisada funktsioon (ja selle sõltuvused) vajalike polüfillide nimekirja.
5. Laadida vajalikud polüfillide skriptid dünaamiliselt.
6. Tagada, et peamine rakenduse skript käivitub alles pärast kõigi polüfillide laadimist.

Siin on põhjalik näide sellisest laadija skriptist. See on pakitud IIFE-sse (Immediately Invoked Function Expression), et vältida globaalse skoobi saastamist, ja kasutab Promise'e asünkroonse laadimise haldamiseks.

            <script>
(function() {
  // Lihtne skripti laadimise funktsioon, mis tagastab promise'i
  function loadScript(src) {
    return new Promise(function(resolve, reject) {
      var script = document.createElement('script');
      script.src = src;
      script.async = false; // Tagab skriptide täitmise järjekorras
      script.onload = resolve;
      script.onerror = reject;
      document.head.appendChild(script);
    });
  }

  // Peamine polüfillide laadimise loogika
  function loadPolyfills() {
    // Päris rakenduses hangiksite selle manifesti
    var manifest = { /* Kleepige siia oma manifest.json sisu */ };
    var featuresToLoad = new Set();

    // Rekursiivne funktsioon sõltuvuste lahendamiseks
    function resolveDependencies(featureName) {
      if (!manifest[featureName]) return;
      featuresToLoad.add(featureName);
      if (manifest[featureName].dependencies && manifest[featureName].dependencies.length > 0) {
        manifest[featureName].dependencies.forEach(function(dep) {
          resolveDependencies(dep);
        });
      }
    }

    // Tuvasta, millised funktsioonid puuduvad
    for (var featureName in manifest) {
      if (manifest.hasOwnProperty(featureName)) {
        var feature = manifest[featureName];
        // Kasuta Function konstruktorit test-sõne turvaliseks hindamiseks
        var isFeatureSupported = new Function('return ' + feature.test)();
        if (!isFeatureSupported) {
          resolveDependencies(featureName);
        }
      }
    }

    // Kui polüfille pole vaja, on kõik korras
    if (featuresToLoad.size === 0) {
      return Promise.resolve();
    }

    // Loo laadimisjärjekord, arvestades sõltuvusi
    // Tugevam implementatsioon kasutaks korrektset topoloogilist sortimist
    var loadOrder = Object.keys(manifest).filter(function(f) { return featuresToLoad.has(f); });
    var loadPromises = loadOrder.map(function(featureName) {
      return manifest[featureName].path;
    });

    console.log('Laen polüfille:', loadOrder.join(', '));

    // Ahelda skriptide laadimise promise'id
    var promiseChain = Promise.resolve();
    loadPromises.forEach(function(path) {
      promiseChain = promiseChain.then(function() { return loadScript(path); });
    });

    return promiseChain;
  }

  // Avalikusta globaalne promise, mis laheneb, kui polüfillid on valmis
  window.polyfillsReady = loadPolyfills();

})();
</script>

<!-- Teie peamine rakenduse skript peab ootama polüfillide järel -->
<script>
  window.polyfillsReady.then(function() {
    console.log('Polüfillid laetud, alustan rakendust...');
    // Lae oma peamine rakenduse pakett dünaamiliselt siin
    var appScript = document.createElement('script');
    appScript.src = '/path/to/your/app.js';
    document.body.appendChild(appScript);
  }).catch(function(err) {
    console.error('Polüfillide laadimine ebaõnnestus:', err);
  });
</script>
            

              
                Copy
              
            
          

3. samm: Kohaletoimetamise strateegia – polüfillide täpne serveerimine

Kui tuvastamisloogika on paigas, on viimane osa see, kuidas te polüfillide faile ise serveerite. Teil on kaks peamist strateegiat:

Strateegia A: Eraldi failid CDN-i kaudu

See on kõige lihtsam lähenemine. Te hostite iga eraldi polüfilli faili (nt promise.min.js, fetch.min.js) sisuedastusvõrgus (CDN). Kliendipoolne laadija teeb seejärel iga vajaliku faili kohta eraldi päringu.

• Plussid: Lihtne seadistada. Kasutab CDN-i vahemälu ja globaalset jaotust. HTTP/2 puhul on mitme päringu lisakulu oluliselt vähenenud.
• Miinused: Võib põhjustada mitu järjestikust HTTP-päringut, mis võib lisada latentsust suure latentsusega võrkudes, isegi HTTP/2 puhul.

Strateegia B: Dünaamiline polüfillide teenus

See on keerukam ja kõrgelt optimeeritud lähenemine, mille on populariseerinud teenused nagu `polyfill.io`. Loote oma serveris ühe lõpp-punkti (nt `/api/polyfills`), mis võtab päringu parameetrina vajalike funktsioonide nimed.

Kliendipoolne laadija tuvastaks kõik vajalikud polüfillid (`Promise`, `Fetch`) ja teeks seejärel ühe päringu:

<script src="/api/polyfills?features=Promise,Fetch"></script>

Serveripoolne loogika teeks järgmist:

1. Parssiks features päringu parameetri.
2. Loeks vastavad polüfillide failid kettalt.
3. Lahendaks sõltuvused manifesti põhjal.
4. Ühendaks need üheks JavaScripti failiks.
5. Minimeeriks tulemuse.
6. Saadaks selle kliendile tagasi agressiivsete vahemälu päistega (nt Cache-Control: public, max-age=31536000, immutable).

Ettevaatust: Kuigi kolmandate osapoolte polüfillide teenused on mugavad, lisavad nad välise sõltuvuse, millel võivad olla kättesaadavuse ja turvalisuse tagajärjed. Oma lihtsa teenuse ehitamine annab teile täieliku kontrolli ja usaldusväärsuse.

See dünaamiline pakettide loomise lähenemine ühendab mõlema maailma parimad omadused: minimaalne laadung kasutajale ja üks, vahemällu salvestatav HTTP-päring optimaalse võrgu jõudluse saavutamiseks.

Edasijõudnute taktikad tootmiskõlbliku süsteemi jaoks

Et viia oma automatiseeritud süsteem suurepärasest kontseptsioonist tugeva, tootmisvalmis lahenduseni, kaaluge neid edasijõudnute tehnikaid.

Jõudluse peenhäälestus: vahemälu ja kaasaegne süntaks

• Brauseri vahemälu: Kasutage oma polüfillide pakettide jaoks pika elueaga Cache-Control päiseid. Kuna nende sisu muutub harva, on nad ideaalsed kandidaadid brauseri poolt lõputult vahemällu salvestamiseks.
• Local Storage vahemälu: Veelgi kiiremate järgnevate lehe laadimiste jaoks saab teie laadija skript salvestada hangitud polüfillide paketi localStorage-sse ja süstida selle järgmisel külastusel otse <script> sildi kaudu, vältides täielikult võrgupäringut.
• Kasutage module/nomodule: Lihtsama jaotuse jaoks saate serveerida vanematele brauseritele polüfillide baastaseme, kasutades nomodule atribuuti, samal ajal kui kaasaegsed brauserid, mis toetavad ES-mooduleid (ja mis toetavad ka enamikku ES6 funktsioone), ignoreerivad seda täielikult. See on vähem granulaarne, kuid väga tõhus põhilise kaasaegse/pärandjaotuse jaoks.

              <!-- Laetakse kaasaegsete brauserite poolt -->
  <script type="module" src="app.js"></script>
  
  <!-- Laetakse vanemate brauserite poolt -->
  <script nomodule src="app-legacy-with-polyfills.js"></script>
              
  
                
                  Copy
                
              
            

Silla loomine: integreerimine teie ehitusprotsessiga

polyfill-manifest.json käsitsi haldamine võib olla tüütu. Saate selle protsessi automatiseerida, integreerides selle oma ehitustööriistadega (nagu Webpack või Vite).

• Manifesti genereerimine: Kirjutage ehitusskript, mis skannib teie lähtekoodi konkreetsete API-de kasutamise osas (kasutades abstraktset süntaksipuud ehk AST-d) ja genereerib leitud funktsioonide põhjal automaatselt polyfill-manifest.json faili.
• Laadija süstimine: Kasutage pistikprogrammi nagu HtmlWebpackPlugin Webpacki jaoks, et automaatselt lisada lõplik, minimeeritud laadija skript ehitamise ajal teie index.html faili <head>-i.

Horisont: kas polüfillide päike on loojumas?

Igihaljaste brauserite nagu Chrome, Firefox, Edge ja Safari, mis uuendavad end automaatselt, esilekerkimisega on vajadus paljude levinud polüfillide järele vähenemas. Veebiplatvorm muutub ühtlasemaks kui kunagi varem.

Kuid polüfillid pole kaugeltki vananenud. Nende roll on muutumas vanade brauserite lappimisest tuleviku võimaldamiseks. Need jäävad oluliseks:

• Ettevõttekeskkonnad: Paljud suured organisatsioonid on stabiilsuse ja turvalisuse kaalutlustel brauserite uuendamisega aeglased, luues pika rea pärandkliente, mida tuleb toetada.
• Globaalne ulatus: Mõnedel globaalsetel turgudel on vanematel seadmetel ja brauseritel endiselt märkimisväärne turuosa. Jõudluspõhine polüfillide strateegia on nende kasutajate heaks teenindamiseks võtmetähtsusega.
• Uute funktsioonide katsetamine: Polüfillid võimaldavad arendusmeeskondadel kasutada uusi ja tulevasi JavaScripti API-sid (nt TC39 3. etapi ettepanekuid) tootmises ammu enne, kui need saavutavad universaalse brauseritoe. See kiirendab innovatsiooni ja kasutuselevõttu.

Kokkuvõte: targem lähenemine kiirema veebi jaoks

Veeb on arenenud ja meie lähenemine brauseriteülesele ühilduvusele peab sellega kaasa arenema. Monoliitsetest, „igaks juhuks” polüfillide pakettidest loobumine ja üleminek automatiseeritud, „just-in-time” süsteemile, mis põhineb funktsioonituvastusel, ei ole enam niši optimeerimine – see on parim praktika suure jõudlusega kaasaegsete veebirakenduste ehitamiseks.

Luues süsteemi, mis tuvastab arukalt kasutaja vajadused ja toimetab täpselt kohale ainult vajaliku koodi, saavutate kolmekordse kasu: kiirem kogemus enamikule kasutajatele kaasaegsetes brauserites, tugev ühilduvus vanemate klientide kasutajatele ja paremini hooldatav, tulevikusõbralik koodibaas teie arendusmeeskonnale. On aeg auditeerida oma polüfillide strateegiat. Ärge ehitage ainult ühilduvuse jaoks; looge arhitektuur jõudluse jaoks.