JavaScript'i raamistike jõudlus: Sügav sukeldumine paketi suuruse ja funktsioonide võrdlusse

Veebiarenduse dünaamilises maailmas on JavaScript'i raamistiku valik üks olulisemaid otsuseid, mida meeskond saab teha. See ei määra mitte ainult arendajakogemust ja projekti arhitektuuri, vaid, mis on ülioluline, ka lõppkasutaja kogemust. Tänapäeval ootavad kasutajad, et veebirakendused oleksid välkkiired, interaktiivsed ja funktsioonirikkad. See ootus asetab arendajad teelahkmele, kus tuleb laveerida robustse funktsionaalsuse ja saleda, suure jõudlusega tulemuse vahelise pinge all.

See ongi keskne dilemma: kas valida raamistik, mis on täis funktsioone, mis kiirendavad arendust, kuid võivad lõpprakenduse paisutada? Või valida minimalistlik teek, mis lubab pisikest paketi suurust, kuid nõuab rohkem käsitsi seadistamist ja integreerimist? Vastus, nagu inseneriteaduses sageli juhtub, on nüansirikas. Eesmärk ei ole leida ühte "parimat" raamistikku, vaid mõista kompromisse ja valida töö jaoks õige tööriist.

See põhjalik juhend lahkab seda keerulist suhet. Me liigume kaugemale lihtsustatud "Tere, maailm!" võrdlustest, et uurida, kuidas juhtivad JavaScript'i raamistikud – alates väljakujunenud hiiglastest nagu React ja Angular kuni uuenduslike väljakutsujateni nagu Svelte, Qwik ja SolidJS – tasakaalustavad funktsioone ja jõudlust. Analüüsime põhilisi jõudlusmõõdikuid, võrdleme arhitektuurilisi filosoofiaid ja pakume praktilise raamistiku, mis aitab teil teha teadliku otsuse oma järgmise ülemaailmse veebiprojekti jaoks.

Põhimõõdikute mõistmine: Mis on "jõudlus"?

Enne raamistike võrdlemist peame esmalt looma ühise keele jõudluse mõistmiseks. Kui me räägime veebirakenduste kontekstis jõudlusest, oleme peamiselt mures selle pärast, kui kiiresti kasutaja saab lehte tajuda, sellega suhelda ja sellest väärtust saada.

Paketi suurus: Jõudluse vundament

Paketi suurus viitab kogu JavaScripti, CSS-i ja muude varade kogumahule, mille brauser peab rakenduse renderdamiseks alla laadima, parssima ja käivitama. See on esimene ja sageli kõige olulisem jõudluse kitsaskoht.

• Allalaadimisaeg: Suurema paketi allalaadimine võtab kauem aega, eriti aeglasemates mobiilivõrkudes, mis on levinud paljudes maailma osades. See mõjutab otseselt, kui kiiresti kasutaja midagi oma ekraanil näeb.
• Parsimise ja kompileerimise aeg: Pärast allalaadimist peab brauseri JavaScript'i mootor koodi parsima ja kompileerima. Rohkem koodi tähendab rohkem töötlemisaega seadmes, mis võib olla eriti koormav odavamatele nutitelefonidele.
• Käivitusaeg: Lõpuks käivitatakse kood. Suur raamistiku käitusaeg võib initsialiseerimise ajal tarbida märkimisväärselt põhilõime aega, viivitades hetke, mil rakendus muutub interaktiivseks.

Oluline on arvestada gzipped suurusega, kuna see on see, mis võrgu kaudu edastatakse. Siiski on oluline ka pakkimata suurus, kuna brauser peab kogu koodi lahti pakkima ja töötlema.

Peamised tulemusnäitajad (KPI-d)

Paketi suurus on vahend eesmärgi saavutamiseks. Lõppeesmärk on parandada kasutaja tajutavat jõudlust, mida mõõdetakse sageli Google'i Core Web Vitalsi ja muude seotud mõõdikutega:

• First Contentful Paint (FCP): Mõõdab aega lehe laadimise algusest kuni hetkeni, mil ekraanile renderdatakse mis tahes osa lehe sisust. Väike algne pakett on kiire FCP võti.
• Largest Contentful Paint (LCP): Mõõdab aega, mis kulub vaateaknas nähtava suurima pildi või tekstiploki renderdamiseks. See on tajutava laadimiskiiruse peamine näitaja.
• Time to Interactive (TTI): Mõõdab aega lehe laadimise algusest kuni hetkeni, mil see on visuaalselt renderdatud, selle algskriptid on laaditud ja see on usaldusväärselt võimeline kiiresti kasutaja sisendile reageerima. Siin on suure JavaScript'i raamistiku kulu sageli kõige enam tunda.
• Total Blocking Time (TBT): Mõõdab kogu aega, mil põhilõim oli blokeeritud, takistades kasutaja sisendi töötlemist. Pikad JavaScript'i ülesanded on kõrge TBT peamine põhjus.

Võistlejad: Kõrgetasemeline funktsioonide võrdlus

Uurime mõnede kõige populaarsemate ja uuenduslikumate raamistike filosoofiaid ja funktsioonide komplekte. Igaüks neist teeb erinevaid arhitektuurilisi valikuid, mis mõjutavad nii selle võimekust kui ka jõudlusprofiili.

React: Kõikjalolev teek

Meta poolt arendatud ja hooldatud React ei ole raamistik, vaid teek kasutajaliideste ehitamiseks. Selle põhifilosoofia põhineb komponentidel, JSX-il (JavaScript'i süntaksilaiend) ja virtuaalsel DOM-il (VDOM).

• Funktsioonid: Reacti tuum on tahtlikult sale. See keskendub ainult vaatekihile. Funktsioone nagu marsruutimine (React Router), olekuhaldus (Redux, Zustand, MobX) ja vormide käsitlemine (Formik, React Hook Form) pakub tohutu ja küps kolmandate osapoolte ökosüsteem.
• Jõudluse aspekt: VDOM on jõudluse optimeerimine, mis koondab DOM-i uuendusi, et minimeerida kulukaid otsemanipulatsioone. Siiski aitab Reacti käitusaeg, mis hõlmab VDOM-i võrdlusalgoritmi ja komponentide elutsükli haldamist, kaasa baaspaketi suurusele. Selle jõudlus sõltub sageli suuresti sellest, kuidas arendajad haldavad olekut ja struktureerivad komponente.
• Parim: Projektidele, kus paindlikkus ja juurdepääs massiivsele teekide ja arendajate ökosüsteemile on esmatähtsad. See toidab kõike alates ühelehelistest rakendustest kuni suuremahuliste ettevõtte platvormideni metaraamistikega nagu Next.js.

Angular: Ettevõttevalmis raamistik

Google'i poolt hooldatav Angular on täielik, "kõik-hinnas" raamistik. See on ehitatud TypeScriptiga ja pakub väga kindlapiirilist struktuuri suurte, skaleeruvate rakenduste ehitamiseks.

• Funktsioonid: Angulariga on kaasas peaaegu kõik, mida vajate: võimas käsurealiides (CLI), keerukas marsruuter, HTTP-klient, robustne vormihaldus ja sisseehitatud olekuhaldus RxJS-i abil. Selle sõltuvuste süstimise ja moodulite kasutamine soodustab hästi organiseeritud arhitektuuri.
• Jõudluse aspekt: Ajalooliselt oli Angular tuntud suuremate pakettide suuruste poolest oma laiahaardelisuse tõttu. Kuid selle kaasaegne kompilaator Ivy on teinud olulisi edusamme tree-shaking'us (kasutamata koodi eemaldamine), mille tulemuseks on palju väiksemad paketid. Selle ennetav (AOT) kompileerimine parandab ka käitusaja jõudlust.
• Parim: Suurte, ettevõtte-tasandi rakenduste jaoks, kus järjepidevus, hooldatavus ja standardiseeritud tööriistakomplekt suures meeskonnas on kriitilise tähtsusega.

Vue: Progressiivne raamistik

Vue on sõltumatu, kogukonna juhitud raamistik, mis on tuntud oma ligipääsetavuse ja leebe õppimiskõvera poolest. See nimetab end "progressiivseks raamistikuks", kuna seda saab kasutusele võtta järk-järgult.

• Funktsioonid: Vue pakub mõlemast maailmast parimat. Selle tuum on keskendunud vaatekihile, kuid selle ametlik ökosüsteem pakub hästi integreeritud lahendusi marsruutimiseks (Vue Router) ja olekuhalduseks (Pinia). Selle ühe faili komponendid (SFC-d) `.vue` failidega on kõrgelt hinnatud HTML-i, JavaScripti ja CSS-i koos organiseerimise eest. Valik klassikalise Options API ja uuema, paindlikuma Composition API vahel sobib erinevatele arendusstiilidele.
• Jõudluse aspekt: Vue kasutab Reactiga sarnast VDOM-i, kuid kompilaatori poolt teavitatud optimeerimistega, mis võivad selle teatud stsenaariumides kiiremaks muuta. See on üldiselt väga kerge ja toimib vaikimisi suurepäraselt.
• Parim: Laiale projektide valikule, alates väikestest vidinatest kuni suurte SPA-deni. Selle paindlikkus ja suurepärane dokumentatsioon teevad sellest lemmiku idufirmadele ja meeskondadele, kes väärtustavad arendaja tootlikkust.

Svelte: Kaduv raamistik

Svelte erineb radikaalselt Reacti, Angulari ja Vue käitusajapõhistest mudelitest. Svelte on kompilaator, mis töötab kompileerimise ajal.

• Funktsioonid: Svelte'i kood näeb välja nagu tavaline HTML, CSS ja JavaScript, kuid mõne täiustusega reaktiivsuse jaoks. See pakub sisseehitatud olekuhaldust, vaikimisi piiratud stiile ning lihtsasti kasutatavaid liikumis- ja ülemineku-API-sid.
• Jõudluse aspekt: See on Svelte'i peamine müügiargument. Kuna see on kompilaator, ei saada see brauserisse raamistiku käitusaega. Selle asemel kompileerib see teie komponendid kõrgelt optimeeritud, imperatiivseks JavaScriptiks, mis manipuleerib otse DOM-iga. Selle tulemuseks on uskumatult väikesed paketi suurused ja välkkiire käitusaja jõudlus, kuna puudub VDOM-i lisakulu.
• Parim: Jõudluskriitiliste projektide, interaktiivsete visualiseerimiste, manustatud vidinate või mis tahes rakenduse jaoks, kus minimaalne jalajälg on hädavajalik. Selle metaraamistik SvelteKit teeb sellest tugeva kandidaadi ka täisstack-rakenduste jaoks.

Uus laine: SolidJS ja Qwik

Kaks uuemat raamistikku nihutavad veebi jõudluse piire veelgi kaugemale, mõtestades ümber põhimõttelisi kontseptsioone.

• SolidJS: Võtab kasutusele Reacti-sarnase JSX-i ja komponendimudeli, kuid eemaldab VDOM-i täielikult. See kasutab kontseptsiooni nimega peeneteraline reaktiivsus. Komponendid käivitatakse ainult üks kord ja reaktiivsed primitiivid (sarnaselt signaalidele) loovad sõltuvuste graafiku. Kui olek muutub, uuendatakse ainult neid spetsiifilisi DOM-i sõlmi, mis sellest olekust sõltuvad, kirurgiliselt ja koheselt. See viib jõudluseni, mis konkureerib puhta JavaScriptiga.
• Qwik: Keskendub TTI probleemi lahendamisele kontseptsiooni nimega taasalustatavus abil. Selle asemel, et serveris renderdatud lehe interaktiivseks muutmiseks kliendis kood uuesti käivitada (protsess, mida nimetatakse hüdreerimiseks), peatab Qwik käivitamise serveris ja jätkab seda kliendis alles siis, kui kasutaja komponendiga suhtleb. See serialiseerib kogu rakenduse ja raamistiku oleku HTML-i. Tulemuseks on peaaegu hetkeline TTI, sõltumata rakenduse keerukusest, kuna lehe laadimisel ei käivitata praktiliselt üldse JavaScripti.

Võrdlus: Paketi suurus vs. jõudlusandmed

Kuigi täpsed numbrid muutuvad iga väljalaskega, saame analüüsida üldisi suundumusi paketi suuruses ja jõudluses iga raamistiku arhitektuuri põhjal.

Stsenaarium 1: "Tere, maailm!" rakendus

Minimaalse, mitteinteraktiivse rakenduse puhul on alati väikseima jalajäljega raamistikud, mis toimivad kompilaatoritena või millel on minimaalsed käitusajad.

• Võitjad: Svelte ja SolidJS toodavad kõige pisemaid pakette, sageli vaid mõne kilobaidi suuruseid. Nende väljund on lähedane käsitsi kirjutatud puhtale JavaScriptile.
• Keskmine tase: Vue ja React (koos ReactDOM'iga) omavad suuremaid baaskäitusaegu. Nende algne pakett on märgatavalt suurem kui Svelte'il, kuid siiski suhteliselt väike ja hallatav.
• Suurim algne pakett: Angularil on oma laiahaardelisuse ja funktsioonide, nagu Zone.js muutuste tuvastamiseks, tõttu tavaliselt suurim algne paketi suurus, kuigi kaasaegsed versioonid on seda oluliselt vähendanud. Ka Qwiki algne laadung on väike, kuna selle eesmärk on saata minimaalselt JavaScripti.

Stsenaarium 2: Pärismaailma rakendus

Siin muutub võrdlus huvitavamaks. Pärismaailma rakendusel on marsruutimine, olekuhaldus, andmete pärimine, animatsioonid ja kümneid komponente.

• Reacti skaleerumine: Reacti rakenduse suurus kasvab iga lisatud kolmanda osapoole teegiga. Lihtne rakendus koos `react`, `react-dom`, `react-router` ja `redux`'iga võib kiiresti ületada Angulari rakenduse algsuuruse. Tõhus koodi jaotamine ja koodi raputamine on üliolulised.
• Angulari skaleerumine: Kuna Angular sisaldab enamikku vajalikest funktsioonidest, skaleerub selle paketi suurus prognoositavamalt. Kui lisate rohkem oma komponente, on inkrementaalne suuruse kasv sageli väiksem, kuna põhi-raamistik on juba laaditud. Selle CLI on ka kõrgelt optimeeritud marsruutide koodi jaotamiseks vaikimisi.
• Svelte'i ja Solid'i skaleerumine: Need raamistikud säilitavad oma eelise rakenduse kasvades. Kuna puudub monoliitne käitusaeg, maksate ainult nende funktsioonide eest, mida kasutate. Iga komponent kompileeritakse tõhusaks, iseseisvaks koodiks.
• Qwiki unikaalne pakkumine: Qwiki paketi suuruse skaleerumine on teistsugune paradigma. Algne JavaScripti laadung jääb pisikeseks ja konstantseks, sõltumata rakenduse suurusest. Ülejäänud kood on jaotatud pisikesteks tükkideks, mis laaditakse laisalt nõudmisel, kui kasutaja lehega suhtleb. See on revolutsiooniline lähenemine jõudluse haldamisele massiivsetes rakendustes.

Paketi suurusest kaugemale: Jõudluse nüansid

Väike pakett on suurepärane algus, kuid see pole kogu lugu. Raamistiku arhitektuurilised mustrid avaldavad sügavat mõju käitusaja jõudlusele ja interaktiivsusele.

Hüdreerimine vs. Taasalustatavus

See on üks olulisemaid kaasaegseid eristajaid. Enamik raamistikke kasutab hüdreerimist, et muuta serveripoolselt renderdatud (SSR) rakendused interaktiivseks.

Hüdreerimisprotsess (React, Vue, Angular): 1. Server saadab brauserile staatilise HTML-i kiire FCP saavutamiseks. 2. Brauser laadib alla kogu lehe jaoks vajaliku JavaScripti. 3. Raamistik käivitab brauseris komponendi koodi uuesti, et ehitada DOM-i virtuaalne esitus. 4. Seejärel seob see sündmuste kuulajad ja muudab lehe interaktiivseks. Probleem? FCP (kui leht tundub valmis) ja TTI (kui see tegelikult on) vahel on "kummaline org". Keerulistel lehtedel võib see hüdreerimisprotsess blokeerida põhilõime sekunditeks, muutes lehe reageerimisvõimetuks.

Taasalustatavuse protsess (Qwik): 1. Server saadab staatilise HTML-i, mis sisaldab serialiseeritud olekut ja teavet sündmuste kuulajate kohta. 2. Brauser laadib alla pisikese (~1KB) Qwiki laaduriskripti. 3. Leht on koheselt interaktiivne. Kui kasutaja klõpsab nupul, laadib Qwiki laadur alla ja käivitab ainult selle nupu kliki käitleja spetsiifilise koodi. Hüdreerimise täieliku kaotamise eesmärk on saavutada O(1) TTI – mis tähendab, et TTI ei halvene rakenduse keerukuse kasvades.

Virtuaalne DOM vs. Kompilaator vs. Peeneteraline reaktiivsus

See, kuidas raamistik pärast oleku muutumist vaadet uuendab, on veel üks oluline jõudlustegur.

• Virtuaalne DOM (React, Vue): Tõhus, kuid sisaldab siiski lisakulu virtuaalse puu loomisest ja selle võrdlemisest eelmisega iga oleku muutuse korral.
• Kompilaator (Svelte): Käitusaja lisakulu puudub. Kompilaator genereerib koodi, mis ütleb: "Kui see konkreetne väärtus muutub, uuenda seda konkreetset DOM-i osa." See on väga tõhus.
• Peeneteraline reaktiivsus (SolidJS): Potentsiaalselt kõige kiirem. See loob otsese, üks-ühele vastavuse reaktiivse olekuosa ja sellest sõltuvate DOM-elementide vahel. Puudub võrdlemine ja tervete komponentide uuesti käivitamine.

Õige valiku tegemine: Praktiline otsustusraamistik

Raamistiku valimine hõlmab tehniliste eeliste tasakaalustamist projekti nõuete ja meeskonna dünaamikaga. Küsige endalt neid küsimusi:

1. Mis on peamine jõudluse eesmärk?

• Võimalikult kiire TTI on kriitiline (nt e-kaubandus, maandumislehed): Qwik on arhitektuuriliselt loodud seda probleemi lahendama paremini kui keegi teine. Raamistikud, millel on suurepärane SSR/SSG tugi metaraamistike kaudu nagu Next.js (React), Nuxt (Vue) ja SvelteKit, on samuti tugevad valikud.
• Minimaalne paketi suurus on esmatähtis (nt manustatud vidinad, mobiiliveeb): Svelte ja SolidJS on siin vaieldamatud meistrid. Nende kompilaatorikeskne lähenemine tagab võimalikult väikese jalajälje.
• Keerulised, pikaealised rakendused (nt armatuurlauad, SaaS): Siin on sagedaste uuenduste jaoks olulisem käitusaja jõudlus. SolidJS-i peeneteraline reaktiivsus paistab silma. Reactil ja Vue'l on samuti kõrgelt optimeeritud VDOM-i implementatsioonid, mis toimivad väga hästi.

2. Milline on projekti ulatus ja keerukus?

• Suured ettevõtte rakendused: Angulari kindlapiiriline struktuur, TypeScripti integratsioon ja sisseehitatud funktsioonid pakuvad stabiilset ja järjepidevat alust suurtele meeskondadele ja pikaajalisele hooldusele. React, koos range arhitektuuri ja tüübisüsteemiga, on samuti väga levinud ja edukas valik.
• Keskmise suurusega projektid ja idufirmad: Vue, React ja SvelteKit pakuvad suurepärast tasakaalu arendaja tootlikkuse, paindlikkuse ja jõudluse vahel. Need võimaldavad meeskondadel kiiresti liikuda, ilma et oleksid liiga piiravad.
• Mikro-esiosad või individuaalsed komponendid: Svelte või SolidJS sobivad ideaalselt isoleeritud, suure jõudlusega komponentide ehitamiseks, mida saab integreerida mis tahes suuremasse rakendusse minimaalse lisakuluga.

3. Milline on teie meeskonna asjatundlikkus ja tööturg?

See on sageli kõige praktilisem kaalutlus. Suurim talentide kogum on vaieldamatult Reacti jaoks. Reacti valimine tähendab lihtsamat värbamist ja juurdepääsu võrratule hulgale õpetustele, teekidele ja kogukonna teadmistele. Ka Vue'l on väga tugev ja kasvav ülemaailmne kogukond. Kuigi Angulari populaarsus on veidi vähenenud, on see endiselt domineeriv jõud ettevõtete sektoris. Svelte'il, SolidJS'il ja Qwik'il on kirglikud, kasvavad kogukonnad, kuid talentide kogum on väiksem.

4. Kui oluline on ökosüsteem?

Raamistik on enamat kui lihtsalt selle põhi-teek. Kaaluge kvaliteetsete komponenditeekide, olekuhalduslahenduste, testimisvahendite ja arendustööriistade kättesaadavust. Reacti ökosüsteem on võrreldamatu. Angulari oma on kureeritud ja kõikehõlmav. Vue oma on robustne ja hästi integreeritud. Uuenduslikumate raamistike ökosüsteemid arenevad kiiresti, kuid ei ole veel nii küpsed.

JavaScript'i raamistike tulevik

Tööstus liigub selgelt lahenduste suunas, mis minimeerivad kliendile saadetava ja kliendi poolt käivitatava JavaScripti hulka. Esile kerkib mitu peamist teemat:

• Kompilaatori esiletõus: Svelte tõestas kompilaator-kui-raamistik mudeli elujõulisust ja see idee mõjutab ka teisi projekte.
• Serverikeskne mõtteviis: Raamistikud võtavad üha enam omaks serveripoolse renderdamise mitte ainult SEO, vaid ka põhilise jõudlusstrateegiana. Tehnoloogiad nagu React Server Components viivad selle veelgi kaugemale, võimaldades komponentidel töötada ainult serveris.
• Osaline hüdreerimine ja saarte arhitektuur: Metaraamistikud nagu Astro propageerivad ideed saata vaikimisi null JavaScripti ja lubada arendajatel "hüdreerida" ainult spetsiifilisi, interaktiivseid komponente (saari) lehel.
• Taasalustatavus kui järgmine piir: Qwiki teedrajav töö taasalustatavuse vallas võib kujutada endast järgmist suurt paradigma nihet selles, kuidas me ehitame koheselt interaktiivseid veebirakendusi.

Kokkuvõte: Tasakaalustatud lähenemine

Vaidlus paketi suuruse ja funktsioonide vahel ei ole binaarne valik, vaid kompromisside spekter. Kaasaegne JavaScripti maastik pakub märkimisväärset valikut tööriistu, millest igaüks on optimeeritud erinevate punktide jaoks sellel spektril.

React ja Vue pakuvad fantastilist tasakaalu paindlikkuse, ökosüsteemi ja jõudluse vahel, tehes neist turvalised ja võimsad valikud väga erinevate rakenduste jaoks. Angular pakub võrreldamatut, struktureeritud keskkonda suuremahulistele ettevõtte projektidele, kus järjepidevus on võtmetähtsusega. Neile, kes pürgivad jõudluse absoluutsete piirideni, pakuvad Svelte ja SolidJS enneolematut kiirust ja minimaalset jalajälge, mõtestades ümber käitusaja rolli. Ja rakenduste jaoks, kus kohene interaktiivsus mis tahes skaalal on ülim eesmärk, esitleb Qwik köitvat ja revolutsioonilist tulevikku.

Lõppkokkuvõttes on parim raamistik see, mis vastab teie projekti spetsiifilistele jõudlusnõuetele, teie meeskonna oskustele ja teie pikaajalistele hooldatavuse eesmärkidele. Mõistes siin kirjeldatud põhilisi arhitektuurilisi erinevusi ja jõudluse mõjusid, olete nüüd paremini varustatud, et vaadata kaugemale haibist ja teha strateegiline valik, mis seab teie projekti edukaks jõudluskeskses maailmas.