JavaScript'i moodulite Tree Shaking: sügavuti ülevaade mittevajaliku koodi eemaldamisest globaalsetele arendajatele

Tänapäeva kiires digitaalses maailmas on veebi jõudlus esmatähtis. Kasutajad üle kogu maailma ootavad välkkiireid laadimisaegu ja reageerimisvõimelisi kasutajakogemusi, sõltumata nende asukohast või seadmest. Frontend-arendajate jaoks tähendab sellise jõudlustaseme saavutamine sageli hoolikat koodi optimeerimist. Üks võimsamaid tehnikaid JavaScripti bundle'i suuruse vähendamiseks ja rakenduse kiiruse parandamiseks on tuntud kui tree shaking. See blogipostitus annab põhjaliku, globaalse perspektiivi JavaScripti moodulite tree shaking'ust, selgitades, mis see on, kuidas see töötab, miks see on ülioluline ja kuidas seda oma arendustöös tõhusalt ära kasutada.

Mis on Tree Shaking?

Oma olemuselt on tree shaking mittevajaliku koodi eemaldamise protsess. Nimi tuleneb kontseptsioonist, kus puud raputatakse, et eemaldada surnud lehed ja oksad. JavaScripti moodulite kontekstis tähendab tree shaking kasutamata koodi tuvastamist ja eemaldamist teie rakenduse lõplikust ehitusest. See on eriti tõhus tänapäevaste JavaScripti moodulitega töötamisel, mis kasutavad import ja export süntaksit (ES moodulid).

Tree shaking'u peamine eesmärk on luua väiksemaid ja tõhusamaid JavaScripti bundle'id. Väiksemad bundle'id tähendavad:

• Kiiremaid allalaadimisaegu kasutajatele, eriti neile, kellel on aeglasem internetiühendus või piiratud ribalaiusega piirkondades.
• Vähendatud parsimis- ja täitmisaega brauseris, mis viib kiirema esialgse lehe laadimiseni ja sujuvama kasutajakogemuseni.
• Madalamat mälutarvet kliendi poolel.

Alus: ES moodulid

Tree shaking tugineb suuresti ES moodulite süntaksi staatilisele olemusele. Erinevalt vanematest moodulisüsteemidest nagu CommonJS (kasutab Node.js), kus mooduli sõltuvused lahendatakse dünaamiliselt käitusajal, võimaldavad ES moodulid bundler'itel koodi staatiliselt analüüsida ehitusprotsessi ajal.

Vaatleme seda lihtsat näidet:

`mathUtils.js`

            export function add(a, b) {
  return a + b;
}

export function subtract(a, b) {
  return a - b;
}

export function multiply(a, b) {
  return a * b;
}

            

              
                Copy
              
            
          

`main.js`

            import { add } from './mathUtils';

const result = add(5, 3);
console.log(result); // Väljund: 8

            

              
                Copy
              
            
          

Selles stsenaariumis impordib `main.js` fail ainult `add` funktsiooni `mathUtils.js`-ist. Bundler, mis teostab tree shaking'ut, saab seda import-lauset staatiliselt analüüsida ja kindlaks teha, et `subtract` ja `multiply` funktsioone ei kasutata rakenduses kunagi. Järelikult saab need kasutamata funktsioonid lõplikust bundle'ist ohutult eemaldada, muutes selle kergemaks.

Kuidas Tree Shaking töötab?

Tree shaking'ut teostavad tavaliselt JavaScripti moodulite bundler'id. Kõige populaarsemad bundler'id, mis toetavad tree shaking'ut, on:

• Webpack: Üks laialdasemalt kasutatavaid moodulite bundler'eid, millel on tugevad tree shaking'u võimekused.
• Rollup: Spetsiaalselt teekide bundle'damiseks loodud Rollup on äärmiselt tõhus tree shaking'us ja puhta, minimaalse väljundi loomisel.
• Parcel: Null-konfiguratsiooniga bundler, mis toetab samuti tree shaking'ut vaikimisi.
• esbuild: Väga kiire JavaScripti bundler ja minimeerija, mis rakendab samuti tree shaking'ut.

Protsess hõlmab tavaliselt mitut etappi:

1. Parsimine: Bundler loeb kõik teie JavaScripti failid ja ehitab abstraktse süntaksipuu (AST), mis esindab koodi struktuuri.
2. Analüüs: See analüüsib import- ja export-lauseid, et mõista moodulite ja üksikute eksportide vahelisi seoseid. See staatiline analüüs on võtmetähtsusega.
3. Kasutamata koodi märgistamine: Bundler tuvastab koodirajad, mida kunagi ei kasutata, või ekspordid, mida kunagi ei impordita, ja märgistab need mittevajalikuks koodiks.
4. Kärpimine: Märgistatud mittevajalik kood eemaldatakse seejärel lõplikust väljundist. See toimub sageli koos minimeerimisega, kus mittevajalikku koodi mitte ainult ei eemaldata, vaid seda ei lisata ka bundle'datud faili.

Kõrvalmõjude (`sideEffects`) roll

Tõhusa tree shaking'u jaoks, eriti suuremates projektides või kolmandate osapoolte teeke kasutades, on ülioluline mõiste kõrvalmõjud. Kõrvalmõju on igasugune tegevus, mis toimub mooduli hindamisel, lisaks selle eksporditud väärtuste tagastamisele. Näideteks on:

• Globaalsete muutujate muutmine (nt `window.myApp = ...`).
• HTTP-päringute tegemine.
• Konsooli logimine.
• DOM-i otse muutmine ilma selgesõnalise kutseta.
• Mooduli importimine ainult selle kõrvalmõjude tõttu (nt `import './styles.css';`).

Bundler'id peavad olema ettevaatlikud koodi eemaldamisel, millel võivad olla vajalikud kõrvalmõjud, isegi kui selle eksporte otse ei kasutata. Et aidata bundler'itel teha teadlikumaid otsuseid, saavad arendajad kasutada `package.json` failis atribuuti "sideEffects".

Näide `package.json` failist teegi jaoks:

            
{
  "name": "my-utility-library",
  "version": "1.0.0",
  "sideEffects": false,
  // ... other properties
}

            

              
                Copy
              
            
          

"sideEffects": false seadistamine ütleb bundler'ile, et ühelgi selle paketi moodulil ei ole kõrvalmõjusid. See võimaldab bundler'il agressiivselt kärpida mis tahes kasutamata moodulit või eksporti. Kui ainult teatud failidel on kõrvalmõjud või kui teatud failid on mõeldud kaasamiseks isegi siis, kui neid ei kasutata (nagu polyfill'id), saate määrata failiteede massiivi:

            
{
  "name": "my-library",
  "version": "1.0.0",
  "sideEffects": [
    "./src/polyfills.js",
    "./src/styles.css"
  ],
  // ... other properties
}

            

              
                Copy
              
            
          

See ütleb bundler'ile, et kuigi enamikku koodi saab raputada, ei tohiks massiivis loetletud faile eemaldada, isegi kui need tunduvad kasutamata. See on ülioluline teekide jaoks, mis võivad importimisel registreerida globaalseid kuulajaid või teha muid toiminguid.

Miks on Tree Shaking oluline globaalsele publikule?

Tree shaking'u eelised võimenduvad, kui arvestada globaalset kasutajaskonda:

1. Digitaalse lõhe ületamine: ligipääsetavus ja jõudlus

Paljudes maailma osades võib internetiühendus olla ebajärjekindel, aeglane või kallis. Suured JavaScripti bundle'id võivad luua märkimisväärseid takistusi nende piirkondade kasutajatele. Tree shaking, vähendades allalaaditava ja töödeldava koodi hulka, muudab veebirakendused kättesaadavamaks ja jõudsamaks kõigile, sõltumata nende geograafilisest asukohast või võrgutingimustest.

Globaalne näide: Kujutage ette kasutajat India maapiirkonnas või Vaikse ookeani kaugel saarel. Nad võivad teie rakendusele ligi pääseda 2G või aeglase 3G ühenduse kaudu. Hästi raputatud bundle võib tähendada erinevust kasutatava rakenduse ja sellise vahel, mis aegub või muutub frustreerivalt aeglaseks. See kaasavus on vastutustundliku globaalse veebiarenduse tunnusmärk.

2. Kulutõhusus kasutajatele

Piirkondades, kus mobiilne andmeside on mõõdetud ja kallis, on kasutajad andmetarbimise suhtes väga tundlikud. Väiksemad JavaScripti bundle'id tähendavad otse madalamat andmekasutust, muutes teie rakenduse atraktiivsemaks ja taskukohasemaks laiemale demograafilisele rühmale üle maailma.

3. Optimeeritud ressursside kasutamine

Paljud kasutajad pääsevad veebile ligi vanemate või vähem võimsate seadmetega. Nendel seadmetel on piiratud protsessori võimsus ja mälu. JavaScripti koormuse minimeerimisega vähendab tree shaking nende seadmete töötlemiskoormust, mis viib sujuvama toimimiseni ja hoiab ära rakenduste kokkujooksmise või reageerimisvõimetuse.

4. Kiirem interaktiivsuse aeg (Time-to-Interactive)

Aeg, mis kulub veebilehe täielikuks interaktiivseks muutumiseks, on kasutajate rahulolu jaoks kriitiline mõõdik. Tree shaking aitab seda mõõdikut oluliselt vähendada, tagades, et alla laaditakse, parsitakse ja täidetakse ainult vajalik JavaScripti kood.

Parimad praktikad tõhusaks Tree Shakinguks

Kuigi bundler'id teevad suure osa raskest tööst, on mitmeid parimaid praktikaid, mida saate järgida, et maksimeerida tree shaking'u tõhusust oma projektides:

1. Kasutage ES mooduleid

Kõige fundamentaalsem nõue tree shaking'uks on ES moodulite süntaksi (import ja export) kasutamine. Vältige oma kliendipoolses koodis võimaluse korral vanu moodulivorminguid nagu CommonJS (`require()`), kuna neid on bundler'itel raskem staatiliselt analüüsida.

2. Kasutage kõrvalmõjudeta teeke

Kolmandate osapoolte teeke valides eelistage neid, mis on loodud tree shaking'ut silmas pidades. Paljud kaasaegsed teegid on struktureeritud nii, et ekspordivad üksikuid funktsioone või komponente, muutes need tree shaking'uga väga ühilduvaks. Otsige teeke, mis dokumenteerivad selgelt oma tree shaking'u tuge ja kuidas neist tõhusalt importida.

Näide: Kasutades teeki nagu Lodash, selle asemel et:

            import _ from 'lodash';

const sum = _.sum([1, 2, 3]);

            

              
                Copy
              
            
          

Eelistage nimega importimist:

            import sum from 'lodash/sum';

const result = sum([1, 2, 3]);

            

              
                Copy
              
            
          

See võimaldab bundler'il kaasata ainult `sum` funktsiooni, mitte kogu Lodashi teeki.

3. Konfigureerige oma bundler õigesti

Veenduge, et teie bundler on konfigureeritud tree shaking'ut teostama. Webpacki puhul hõlmab see tavaliselt mode: 'production' seadistamist, kuna tree shaking on tootmisrežiimis vaikimisi lubatud. Võimalik, et peate ka veenduma, et lipp optimization.usedExports on lubatud.

Webpacki konfiguratsiooni näide:

            
// webpack.config.js
module.exports = {
  //...
  mode: 'production',
  optimization: {
    usedExports: true,
    minimize: true
  }
};

            

              
                Copy
              
            
          

Rollupi puhul on tree shaking vaikimisi lubatud. Selle käitumist saate kontrollida valikutega nagu treeshake.moduleSideEffects.

4. Olge teadlik oma koodi kõrvalmõjudest

Kui ehitate teeki või suurt rakendust mitme mooduliga, olge teadlik tahtmatute kõrvalmõjude tekitamisest. Kui moodulil on kõrvalmõjusid, märgistage see selgesõnaliselt `package.json` failis atribuudiga "sideEffects" või konfigureerige oma bundler vastavalt.

5. Vältige dünaamilisi importe tarbetult (kui peamine eesmärk on Tree Shaking)

Kuigi dünaamilised impordid (`import()`) on suurepärased koodi tükeldamiseks ja laisaks laadimiseks, võivad need mõnikord takistada staatilist analüüsi tree shaking'u jaoks. Kui moodul imporditakse dünaamiliselt, ei pruugi bundler suuta ehitusajal kindlaks teha, kas seda moodulit tegelikult kasutatakse. Kui teie peamine eesmärk on agressiivne tree shaking, veenduge, et staatiliselt imporditud mooduleid ei viida tarbetult üle dünaamilistele importidele.

6. Kasutage minimeerijaid, mis toetavad Tree Shakingut

Tööriistad nagu Terser (sageli kasutatakse koos Webpacki ja Rollupiga) on loodud töötama koos tree shaking'uga. Nad teostavad minimeerimisprotsessi osana mittevajaliku koodi eemaldamist, vähendades veelgi bundle'i suurust.

Väljakutsed ja hoiatused

Kuigi võimas, ei ole tree shaking imerohi ja sellega kaasnevad omad väljakutsed:

1. Dünaamiline `import()`

Nagu mainitud, on dünaamilise `import()` abil imporditud mooduleid raskem raputada, kuna nende kasutamine ei ole staatiliselt teada. Bundler'id käsitlevad neid mooduleid tavaliselt potentsiaalselt kasutatavatena ja kaasavad need, isegi kui neid imporditakse tingimuslikult ja tingimus ei ole kunagi täidetud.

2. CommonJS-i ühilduvus

Bundler'id peavad sageli tegelema CommonJS-is kirjutatud moodulitega. Kuigi paljud kaasaegsed bundler'id suudavad CommonJS-i teatud määral ES mooduliteks teisendada, ei ole see alati täiuslik. Kui teek tugineb tugevalt dünaamiliselt lahendatavatele CommonJS-i funktsioonidele, ei pruugi tree shaking suuta selle koodi tõhusalt kärpida.

3. Kõrvalmõjude väärhaldus

Moodulite ekslik märgistamine kõrvalmõjudeta, kui neil tegelikult on, võib viia katkiste rakendusteni. See on eriti levinud, kui teegid muudavad globaalseid objekte või registreerivad sündmuste kuulajaid importimisel. Testige alati põhjalikult pärast sideEffects seadistamist.

4. Keerulised sõltuvusgraafid

Väga suurtes rakendustes, millel on keerukad sõltuvusahelad, võib tree shaking'uks vajalik staatiline analüüs muutuda arvutuslikult kulukaks. Siiski kaaluvad bundle'i suuruse vähenemise eelised sageli üles ehitusaja pikenemise.

5. Silumine

Kui kood on raputatud, eemaldatakse see lõplikust bundle'ist. See võib mõnikord muuta silumise keerulisemaks, kuna te ei pruugi brauseri arendaja tööriistadest leida täpset koodi, mida ootate, kui see eemaldati. Allikakaardid on selle probleemi leevendamiseks üliolulised.

Globaalsed kaalutlused arendusmeeskondadele

Erinevates ajavööndites ja kultuurides hajutatud arendusmeeskondade jaoks on tree shaking'u mõistmine ja rakendamine jagatud vastutus. Siin on, kuidas globaalsed meeskonnad saavad tõhusalt koostööd teha:

• Kehtestage ehitusstandardid: Määratlege meeskonnas selged juhised moodulite kasutamiseks ja teekide integreerimiseks. Veenduge, et kõik mõistavad ES moodulite ja kõrvalmõjude haldamise tähtsust.
• Dokumentatsioon on võtmetähtsusega: Dokumenteerige projekti ehituskonfiguratsioon, sealhulgas bundler'i seaded ja mis tahes spetsiifilised juhised kõrvalmõjude haldamiseks. See on eriti oluline uutele meeskonnaliikmetele või neile, kes liituvad erineva tehnilise taustaga.
• Kasutage CI/CD-d: Integreerige oma pideva integratsiooni/pideva juurutamise torujuhtmetesse automaatsed kontrollid, et jälgida bundle'i suurusi ja tuvastada tree shaking'uga seotud regressioone. Tööriistu saab isegi kasutada bundle'i koostise analüüsimiseks.
• Kultuuridevaheline koolitus: Korraldage töötubasid või teadmiste jagamise seansse, et tagada kõigi meeskonnaliikmete, olenemata nende peamisest asukohast või kogemustasemest, oskus optimeerida JavaScripti globaalse jõudluse jaoks.
• Kaaluge piirkondlikke arenduskeskkondi: Kuigi optimeerimine on globaalne, võib arusaamine sellest, kuidas erinevad võrgutingimused (simuleeritud arendaja tööriistades) jõudlust mõjutavad, anda väärtuslikku teavet meeskonnaliikmetele, kes töötavad erinevates infrastruktuurikeskkondades.

Kokkuvõte: Tree Shaking teel parema veebini

JavaScripti moodulite tree shaking on asendamatu tehnika igale kaasaegsele veebiarendajale, kes soovib luua tõhusaid, jõudsaid ja ligipääsetavaid rakendusi. Mittevajaliku koodi eemaldamisega vähendame bundle'i suurusi, mis viib kiiremate laadimisaegade, paremate kasutajakogemuste ja madalama andmetarbimiseni – eelised, mis on eriti mõjusad globaalsele publikule, kes navigeerib erinevates võrgutingimustes ja seadmevõimalustes.

ES moodulite omaksvõtmine, teekide arukas kasutamine ja bundler'ite õige konfigureerimine on tõhusa tree shaking'u nurgakivid. Kuigi väljakutsed on olemas, on eelised globaalse jõudluse ja kaasavuse osas vaieldamatud. Kui jätkate maailma jaoks ehitamist, pidage meeles, et raputage välja ebavajalik ja tarnige ainult oluline, muutes veebi kiiremaks ja kättesaadavamaks kohaks kõigile.