Frontend'i ehitussüsteemide inkrementaalne kompileerimine: muudatustepõhine ehitamine

Tänapäevases frontend-arenduses on ehitussüsteemid asendamatud tööriistad. Nad automatiseerivad ülesandeid nagu JavaScripti koondamine, CSS-i kompileerimine ja varade optimeerimine, võimaldades arendajatel keskenduda koodi kirjutamisele, mitte keerukate ehitusprotsesside haldamisele. Siiski, kui projektid kasvavad mahult ja keerukuselt, võivad ehitusajad muutuda oluliseks kitsaskohaks, mis mõjutab arendajate produktiivsust ja aeglustab tagasisidetsüklit. Siin tulebki mängu inkrementaalne kompileerimine, eriti muudatustepõhine ehitamine.

Mis on inkrementaalne kompileerimine?

Inkrementaalne kompileerimine on ehitusprotsessi optimeerimistehnika, mille eesmärk on lühendada ehitusaegu, kompileerides uuesti ainult need koodibaasi osad, mis on alates viimasest ehitamisest muutunud. Selle asemel, et iga muudatuse tegemisel kogu rakendus nullist uuesti ehitada, analüüsib ehitussüsteem muudatusi ja töötleb ainult mõjutatud mooduleid ja nende sõltuvusi. See vähendab oluliselt iga ehitamise jaoks vajalikku tööd, mis viib kiiremate ehitusaegade ja parema arendajakogemuseni.

Mõelge sellest nii: kujutage ette, et küpsetate suurt partiid küpsiseid. Kui muudate ainult ühte koostisosa, ei viskaks te kogu partiid minema ja ei alustaks otsast peale. Selle asemel kohandaksite retsepti uue koostisosa põhjal ja muudaksite ainult neid osi, mis seda vajavad. Inkrementaalne kompileerimine rakendab sama põhimõtet teie koodibaasile.

Muudatustepõhine ehitamine: inkrementaalse kompileerimise võtmetähtsusega rakendus

Muudatustepõhine ehitamine on spetsiifiline inkrementaalse kompileerimise tüüp, mis keskendub ainult koodimuudatustest otseselt mõjutatud moodulite tuvastamisele ja uuesti kompileerimisele. See tugineb sõltuvusgraafikutele, et jälgida moodulite vahelisi seoseid ja määrata, milliseid rakenduse osi tuleb faili muutmisel uuesti ehitada. See saavutatakse sageli failisüsteemi jälgijate abil, mis tuvastavad lähtefailide muudatusi ja käivitavad ehitusprotsessi valikuliselt.

Muudatustepõhise ehitamise eelised

Muudatustepõhise ehitamise rakendamine teie frontend'i ehitussüsteemis pakub mitmeid olulisi eeliseid:

1. Lühemad ehitusajad

See on peamine eelis. Ainult vajalike moodulite uuesti kompileerimisega vähendab muudatustepõhine ehitamine drastiliselt ehitusaegu, eriti suurte ja keerukate projektide puhul. See kiirem tagasisidetsükkel võimaldab arendajatel kiiremini itereerida, katsetada erinevaid lahendusi ja lõppkokkuvõttes tarkvara kiiremini tarnida.

2. Parem arendaja produktiivsus

Ehituste valmimise ootamine võib olla frustreeriv ja arendusprotsessi häiriv. Muudatustepõhine ehitamine minimeerib neid katkestusi, võimaldades arendajatel oma ülesannetele keskenduda ja säilitada produktiivsemat töövoogu. Kujutage ette erinevust, kas oodata 30 sekundit pärast iga väikest muudatust või oodata 2 sekundit. Päeva jooksul koguneb see ajasääst märkimisväärseks.

3. Täiustatud moodulite "kuum" asendamine (HMR)

Moodulite "kuum" asendamine (Hot Module Replacement, HMR) on funktsioon, mis võimaldab teil mooduleid brauseris uuendada ilma lehe täieliku uuesti laadimiseta. Muudatustepõhine ehitamine täiendab HMR-i, tagades, et uuendatakse ainult muudetud mooduleid, mis tagab kiirema ja sujuvama arenduskogemuse. See on eriti kasulik rakenduse oleku säilitamiseks arenduse ajal, kuna see väldib vajadust rakendus iga muudatuse tegemisel taaskäivitada.

4. Madalam ressursikulu

Vähendades iga ehitamise jaoks vajalikku tööd, vähendab muudatustepõhine ehitamine ka ressursikulu. See võib olla eriti kasulik arendajatele, kes töötavad piiratud ressurssidega masinatel või keskkondades, kus ehitusservereid jagatakse mitme meeskonna vahel. See on oluline tervisliku arenduskeskkonna säilitamiseks ja kulude optimeerimiseks.

Kuidas muudatustepõhine ehitamine toimib

Muudatustepõhise ehitamise protsess hõlmab tavaliselt järgmisi samme:

1. Sõltuvusgraafiku loomine

Ehitussüsteem analüüsib koodibaasi ja loob sõltuvusgraafiku, mis esindab moodulite vahelisi seoseid. See graafik kaardistab, millised moodulid sõltuvad teistest moodulitest, võimaldades ehitussüsteemil mõista mis tahes failile tehtud muudatuste mõju. Erinevad ehitustööriistad kasutavad nende sõltuvusgraafikute loomiseks erinevaid lähenemisviise.

Näide: Lihtsas Reacti rakenduses võib `Header.js` komponent sõltuda `Logo.js` ja `Navigation.js` komponentidest. Sõltuvusgraafik kajastaks seda seost.

2. Failisüsteemi jälgimine

Ehitussüsteem kasutab lähtefailide muudatuste jälgimiseks failisüsteemi jälgijaid. Kui faili muudetakse, käivitab jälgija uuesti ehitamise. Kaasaegsed operatsioonisüsteemid pakuvad tõhusaid mehhanisme failisüsteemi muudatuste tuvastamiseks, mida ehitussüsteemid kasutavad koodimuudatustele kiireks reageerimiseks.

Näide: Populaarset `chokidar` teeki kasutatakse sageli platvormiülese failisüsteemi jälgimise võimekuse pakkumiseks.

3. Muudatuste tuvastamine ja mõjuanalüüs

Muudatuse tuvastamisel analüüsib ehitussüsteem muudetud faili ja määrab, milliseid teisi mooduleid muudatus mõjutab. See tehakse sõltuvusgraafiku läbimise teel ja kõigi moodulite tuvastamisega, mis sõltuvad muudetud failist, kas otse või kaudselt. See samm on kriitiline tagamaks, et kõik vajalikud moodulid kompileeritakse uuesti, et muudatusi täpselt kajastada.

Näide: Kui `Logo.js` faili muudetakse, tuvastab ehitussüsteem, et `Header.js` sõltub sellest ja vajab samuti uuesti kompileerimist. Kui teised komponendid sõltuvad `Header.js`-ist, märgitakse ka need uuesti kompileerimiseks.

4. Valikuline uuesti kompileerimine

Seejärel kompileerib ehitussüsteem uuesti ainult need moodulid, mis on tuvastatud muudatusest mõjutatuna. See on võti kiiremate ehitusaegade saavutamiseks, kuna see väldib vajadust kogu rakendus uuesti kompileerida. Kompileeritud moodulid uuendatakse seejärel koondfailis (bundle) ja muudatused kajastuvad brauseris HMR-i või lehe täieliku uuesti laadimise kaudu.

5. Vahemälu haldamine

Ehitusaegade edasiseks optimeerimiseks kasutavad ehitussüsteemid sageli vahemälu mehhanisme. Eelmiste kompileerimiste tulemused salvestatakse vahemällu ja ehitussüsteem kontrollib vahemälu enne mooduli uuesti kompileerimist. Kui moodul pole pärast viimast ehitamist muutunud, saab ehitussüsteem lihtsalt vahemälust tulemuse kätte, vältides uuesti kompileerimise vajadust. Tõhus vahemälu haldamine on inkrementaalse kompileerimise eeliste maksimeerimiseks ülioluline.

Populaarsed frontend'i ehitustööriistad ja nende inkrementaalse kompileerimise võimekused

Paljud populaarsed frontend'i ehitustööriistad pakuvad tugevat tuge inkrementaalsele kompileerimisele ja muudatustepõhisele ehitamisele. Siin on mõned märkimisväärsed näited:

1. Webpack

Webpack on võimas ja mitmekülgne moodulite koondaja, mida kasutatakse laialdaselt frontend-arenduse kogukonnas. See pakub suurepärast tuge inkrementaalsele kompileerimisele oma jälgimisrežiimi (watch mode) ja HMR-i võimekuste kaudu. Webpacki sõltuvusgraafiku analüüs võimaldab tal tõhusalt jälgida muudatusi ja kompileerida uuesti ainult vajalikke mooduleid. Konfiguratsioon võib olla keeruline, kuid suuremate projektide puhul on kasu märkimisväärne. Webpack toetab ka püsivat vahemälu, et ehitusi veelgi kiirendada.

Näide Webpacki konfiguratsioonist:

            
module.exports = {
  // ... other configurations
  devServer: {
    hot: true, // Enable HMR
  },
  cache: {
    type: 'filesystem', // Use filesystem caching
    buildDependencies: {
      config: [__filename],
    },
  },
};

            

              
                Copy
              
            
          

2. Parcel

Parcel on null-konfiguratsiooniga ehitustööriist, mille eesmärk on pakkuda sujuvat ja intuitiivset arenduskogemust. See pakub sisseehitatud tuge inkrementaalsele kompileerimisele ja HMR-ile, muutes muudatustepõhise ehitamisega alustamise lihtsaks. Parcel tuvastab automaatselt lähtefailide muudatused ja kompileerib uuesti ainult mõjutatud moodulid, ilma et oleks vaja käsitsi konfigureerida. Parcel on eriti kasulik väiksemate ja keskmise suurusega projektide puhul, kus kasutusmugavus on prioriteet.

3. Rollup

Rollup on moodulite koondaja, mis keskendub teekide ja rakenduste jaoks kõrgelt optimeeritud koondfailide (bundle) tootmisele. See pakub suurepärast tuge inkrementaalsele kompileerimisele ja "tree shaking" funktsioonile, mis võimaldab teil eemaldada kasutamata koodi ja vähendada oma koondfailide suurust. Rollupi pistikprogrammide süsteem võimaldab teil ehitusprotsessi kohandada ja integreerida teiste tööriistadega.

4. ESBuild

ESBuild on erakordselt kiire JavaScripti koondaja ja minimeerija, mis on kirjutatud Go keeles. See uhkustab oluliselt kiiremate ehitusaegadega võrreldes Webpacki, Parceli ja Rollupiga, eriti suuremate projektide puhul. See toetab ka natiivselt inkrementaalset kompileerimist ja HMR-i, muutes selle atraktiivseks valikuks jõudlustundlike rakenduste jaoks. Kuigi selle pistikprogrammide ökosüsteem on alles arenemisjärgus, kogub see kiiresti populaarsust.

5. Vite

Vite (prantsuse keeles "kiire", hääldatakse /vit/) on ehitustööriist, mille eesmärk on pakkuda kiiret ja optimeeritud arenduskogemust, eriti kaasaegsete JavaScripti raamistike nagu Vue.js ja React jaoks. See kasutab arenduse ajal natiivseid ES-mooduleid ja koondab teie koodi tootmiskeskkonna jaoks Rollupiga. Vite kasutab brauseri natiivsete ES-moodulite importide ja esbuildi kombinatsiooni, et pakkuda erakordselt kiireid käivitusaegu ja HMR-uuendusi. Sellest on saanud väga populaarne valik uute projektide jaoks.

Parimad praktikad muudatustepõhise ehitamise optimeerimiseks

Muudatustepõhise ehitamise eeliste maksimeerimiseks kaaluge järgmisi parimaid praktikaid:

1. Minimeerige sõltuvusi

Sõltuvuste arvu vähendamine teie koodibaasis võib lihtsustada sõltuvusgraafikut ja vähendada iga ehitamise jaoks vajalikku tööd. Vältige ebavajalikke sõltuvusi ja kaaluge võimaluse korral kergekaaluliste alternatiivide kasutamist. Hoidke oma `package.json` fail puhas ja ajakohane, eemaldades kõik kasutamata või vananenud paketid.

2. Modulariseerige oma kood

Koodibaasi jaotamine väiksemateks, modulaarsemateks komponentideks võib ehitussüsteemil hõlbustada muudatuste jälgimist ja ainult vajalike moodulite uuesti kompileerimist. Püüdke saavutada selge vastutusalade eraldamine ja vältige tihedalt seotud moodulite loomist. Hästi defineeritud moodulid parandavad koodi hooldatavust ja hõlbustavad inkrementaalset kompileerimist.

3. Optimeerige oma ehituskonfiguratsiooni

Võtke aega oma ehitussüsteemi hoolikaks konfigureerimiseks, et optimeerida selle jõudlust. Uurige erinevaid saadaolevaid valikuid ja pistikprogramme, et ehitusprotsessi peenhäälestada ja ehitusaegu minimeerida. Näiteks saate kasutada koodi tükeldamist (code splitting), et jaotada oma rakendus väiksemateks osadeks, mida saab laadida nõudmisel, vähendades esialgset laadimisaega ja parandades rakenduse üldist jõudlust.

4. Kasutage vahemälu

Lülitage oma ehitussüsteemis sisse vahemälu, et salvestada eelmiste kompileerimiste tulemused ja vältida ebavajalikke uuesti kompileerimisi. Veenduge, et teie vahemälu konfiguratsioon on õigesti seadistatud vahemälu vajadusel tühistama, näiteks kui sõltuvusi uuendatakse või kui ehituskonfiguratsiooni ennast muudetakse. Uurige erinevaid vahemälu strateegiaid, nagu failisüsteemi vahemälu või mälu vahemälu, et leida oma konkreetse projekti jaoks parim valik.

5. Jälgige ehituse jõudlust

Jälgige regulaarselt oma ehitussüsteemi jõudlust, et tuvastada kitsaskohti või parendusvaldkondi. Kasutage ehitusanalüüsi tööriistu, et visualiseerida ehitusprotsessi ja tuvastada mooduleid, mille kompileerimine võtab kaua aega. Jälgige ehitusaegu aja jooksul, et tuvastada jõudluse langusi ja nendega kiiresti tegeleda. Paljudel ehitustööriistadel on pistikprogramme või sisseehitatud mehhanisme ehituse jõudluse analüüsimiseks ja visualiseerimiseks.

Väljakutsed ja kaalutlused

Kuigi muudatustepõhine ehitamine pakub olulisi eeliseid, on ka mõningaid väljakutseid ja kaalutlusi, mida meeles pidada:

1. Konfiguratsiooni keerukus

Ehitussüsteemi konfigureerimine inkrementaalseks kompileerimiseks võib mõnikord olla keeruline, eriti suurte ja keerukate projektide puhul. Optimaalse jõudluse saavutamiseks on ülioluline mõista ehitussüsteemi peensusi ja selle sõltuvusgraafiku analüüsi võimekusi. Olge valmis investeerima aega konfiguratsioonivalikute õppimisse ja erinevate seadistustega katsetamisse.

2. Vahemälu tühistamine

Õige vahemälu tühistamine on hädavajalik tagamaks, et ehitussüsteem kajastab õigesti koodibaasi muudatusi. Kui vahemälu ei tühistata õigesti, võib ehitussüsteem kasutada vananenud tulemusi, mis viib ebaõige või ootamatu käitumiseni. Pöörake erilist tähelepanu oma vahemälu konfiguratsioonile ja veenduge, et see on õigesti seadistatud vahemälu vajadusel tühistama.

3. Esialgne ehitusaeg

Kuigi inkrementaalsed ehitused on oluliselt kiiremad, võib esialgne ehitusaeg siiski olla suhteliselt pikk, eriti suurte projektide puhul. See on tingitud sellest, et ehitussüsteem peab enne inkrementaalsete ehituste tegemist analüüsima kogu koodibaasi ja looma sõltuvusgraafiku. Kaaluge oma esialgse ehitusprotsessi optimeerimist, kasutades tehnikaid nagu koodi tükeldamine ja "tree shaking".

4. Ehitussüsteemi ühilduvus

Kõik ehitussüsteemid ei paku samal tasemel tuge inkrementaalsele kompileerimisele. Mõnedel ehitussüsteemidel võib olla piiranguid nende sõltuvusgraafiku analüüsi võimekustes või nad ei pruugi toetada HMR-i. Valige ehitussüsteem, mis sobib hästi teie konkreetse projekti nõuetega ja pakub tugevat tuge inkrementaalsele kompileerimisele.

Reaalse elu näited

Siin on mõned näited, kuidas muudatustepõhine ehitamine võib kasu tuua erinevat tüüpi frontend-projektidele:

1. Suur e-poe veebisait

Suur e-poe veebisait, kus on sadu komponente ja mooduleid, võib muudatustepõhise ehitamisega saavutada märkimisväärse ehitusaja lühenemise. Näiteks ühe toote detailivaate komponendi muutmine peaks käivitama ainult selle komponendi ja selle sõltuvuste uuesti ehitamise, mitte kogu veebisaidi. See võib säästa arendajatele oluliselt aega ja parandada nende produktiivsust.

2. Keeruline veebirakendus

Keeruline veebirakendus, millel on suur koodibaas ja palju kolmandate osapoolte sõltuvusi, võib samuti muudatustepõhisest ehitamisest suurt kasu saada. Näiteks ühe teegi uuendamine peaks käivitama ainult nende moodulite uuesti ehitamise, mis sellest teegist sõltuvad, mitte kogu rakenduse. See võib oluliselt lühendada ehitusaegu ja lihtsustada sõltuvuste haldamist.

3. Üheleheküljeline rakendus (SPA)

Üheleheküljelistel rakendustel (SPA) on sageli suured JavaScripti koondfailid, mis teeb neist ideaalsed kandidaadid muudatustepõhisele ehitamisele. Ainult muutunud moodulite uuesti kompileerimisega saavad arendajad oluliselt lühendada ehitusaegu ja parandada arenduskogemust. HMR-i saab kasutada rakenduse uuendamiseks brauseris ilma lehe täieliku uuesti laadimiseta, säilitades rakenduse oleku ja pakkudes sujuvat arenduskogemust.

Kokkuvõte

Inkrementaalne kompileerimine ja eriti muudatustepõhine ehitamine on võimas tehnika frontend'i ehitusprotsesside optimeerimiseks ja arendajate produktiivsuse parandamiseks. Ainult vajalike moodulite uuesti kompileerimisega võib see drastiliselt vähendada ehitusaegu, täiustada HMR-i võimekusi ja vähendada ressursikulu. Kuigi arvestada tuleb ka väljakutsetega, kaaluvad muudatustepõhise ehitamise eelised kulud kaugelt üle, muutes selle tänapäevase frontend-arenduse oluliseks tööriistaks. Mõistes muudatustepõhise ehitamise põhimõtteid ja rakendades selles artiklis kirjeldatud parimaid praktikaid, saate oma arendustöövoogu oluliselt parandada ning tarkvara kiiremini ja tõhusamalt tarnida. Võtke need tehnikad omaks, et ehitada kiiremaid ja paremini reageerivaid veebirakendusi ülemaailmsele publikule.