JavaScript'i moodulite Tree Shaking: Surnud koodi eemaldamine optimeeritud jõudluse saavutamiseks

Pidevalt arenevas veebiarenduse maastikul on jõudlus esmatähtis. Kasutajad ootavad kiireid laadimisaegu ja sujuvat kogemust. Üks oluline tehnika selle saavutamiseks on JavaScript'i moodulite tree shaking, tuntud ka kui surnud koodi eemaldamine. See protsess analüüsib teie koodibaasi ja eemaldab kasutamata koodi, mille tulemuseks on väiksemad pakettide suurused ja parem jõudlus.

Mis on Tree Shaking?

Tree shaking on surnud koodi eemaldamise vorm, mis toimib, jälgides import- ja eksport-suhteid teie JavaScripti rakenduse moodulite vahel. See tuvastab koodi, mida tegelikult kunagi ei kasutata, ja eemaldab selle lõplikust paketist. Mõiste "tree shaking" (puu raputamine) tuleneb analoogiast puu raputamisega, et eemaldada surnud lehed (kasutamata kood).

Erinevalt traditsioonilistest surnud koodi eemaldamise tehnikatest, mis toimivad madalamal tasemel (nt kasutamata funktsioonide eemaldamine ühes failis), mõistab tree shaking teie kogu rakenduse struktuuri selle moodulite sõltuvuste kaudu. See võimaldab tuvastada ja eemaldada terveid mooduleid või spetsiifilisi eksporte, mida rakenduses kusagil ei kasutata.

Miks on Tree Shaking oluline?

Tree shaking pakub kaasaegses veebiarenduses mitmeid olulisi eeliseid:

• Väiksem paketi suurus: Kasutamata koodi eemaldamisega vähendab tree shaking märkimisväärselt teie JavaScript'i pakettide suurust. Väiksemad paketid tähendavad kiiremaid allalaadimisaegu, eriti aeglasemate võrguühenduste korral.
• Parem jõudlus: Väiksemad paketid tähendavad, et brauseril on vähem koodi parsida ja käivitada, mille tulemuseks on kiiremad lehe laadimisajad ja reageerimisvõimelisem kasutajakogemus.
• Parem koodi organiseerimine: Tree shaking julgustab arendajaid kirjutama modulaarset ja hästi struktureeritud koodi, muutes selle hooldamise ja mõistmise lihtsamaks.
• Parem kasutajakogemus: Kiiremad laadimisajad ja parem jõudlus tähendavad paremat üldist kasutajakogemust, mis viib suurema kaasatuse ja rahuloluni.

Kuidas Tree Shaking töötab

Tree shaking'u tõhusus sõltub suuresti ES moodulite (ECMAScript Modules) kasutamisest. ES moodulid kasutavad süntaksit import ja export, et määratleda sõltuvusi moodulite vahel. See sõltuvuste selgesõnaline deklareerimine võimaldab moodulite komplekteerijatel täpselt jälgida koodivoogu ja tuvastada kasutamata koodi.

Siin on lihtsustatud ülevaade sellest, kuidas tree shaking tavaliselt töötab:

1. Sõltuvuste analüüs: Moodulite komplekteerija (nt Webpack, Rollup, Parcel) analüüsib teie koodibaasi import- ja eksport-lauseid, et ehitada sõltuvuste graafik. See graafik esindab suhteid erinevate moodulite vahel.
2. Koodi jälgimine: Komplekteerija alustab teie rakenduse sisendpunktist ja jälgib, milliseid mooduleid ja eksporte tegelikult kasutatakse. See järgib import-ahelaid, et teha kindlaks, milline kood on kättesaadav ja milline mitte.
3. Surnud koodi tuvastamine: Kõik moodulid või ekspordid, mis ei ole sisendpunktist kättesaadavad, loetakse surnud koodiks.
4. Koodi eemaldamine: Komplekteerija eemaldab surnud koodi lõplikust paketist.

Näide: Põhiline Tree Shaking

Vaatleme järgmist näidet kahe mooduliga:

Moodul `math.js`:

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

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

Moodul `app.js`:

import { add } from './math.js';

const result = add(5, 3);
console.log(result);

Selles näites ei kasutata kunagi funktsiooni `subtract` failis `math.js`. Kui tree shaking on lubatud, eemaldab moodulite komplekteerija funktsiooni `subtract` lõplikust paketist, mille tulemuseks on väiksem ja optimeeritum väljund.

Levinud moodulite komplekteerijad ja Tree Shaking

Mitmed populaarsed moodulite komplekteerijad toetavad tree shaking'ut. Siin on ülevaade mõnedest kõige levinumatest:

Webpack

Webpack on võimas ja väga konfigureeritav moodulite komplekteerija. Tree shaking Webpackis nõuab ES moodulite kasutamist ja optimeerimisfunktsioonide lubamist.

Konfiguratsioon:

Tree shaking'u lubamiseks Webpackis peate:

• Kasutama ES mooduleid (import ja export).
• Seadistama oma Webpacki konfiguratsioonis mode väärtuseks production. See lubab erinevaid optimeerimisi, sealhulgas tree shaking'ut.
• Tagama, et teie koodi ei transpileerita viisil, mis takistab tree shaking'ut (nt kasutades CommonJS mooduleid).

Siin on Webpacki põhilise konfiguratsiooni näide:

module.exports = {
  mode: 'production',
  entry: './src/index.js',
  output: {
    filename: 'bundle.js',
    path: path.resolve(__dirname, 'dist'),
  },
};

Näide:

Kujutage ette teeki, millel on mitu funktsiooni, kuid teie rakenduses kasutatakse neist ainult ühte. Webpack, kui see on seadistatud tootmisrežiimile, eemaldab automaatselt kasutamata funktsioonid, vähendades lõpliku paketi suurust.

Rollup

Rollup on moodulite komplekteerija, mis on spetsiaalselt loodud JavaScripti teekide loomiseks. See paistab silma tree shaking'u ja kõrge optimeerimisastmega pakettide tootmisega.

Konfiguratsioon:

Rollup teostab tree shaking'ut automaatselt, kui kasutate ES mooduleid. Tavaliselt ei pea te selle lubamiseks midagi spetsiifilist seadistama.

Siin on Rollupi põhilise konfiguratsiooni näide:

export default {
  input: 'src/index.js',
  output: {
    file: 'dist/bundle.js',
    format: 'es',
  },
};

Näide:

Rollupi tugevus seisneb optimeeritud teekide loomises. Kui ehitate komponenditeeki, tagab Rollup, et tarbijarakenduse lõplikku paketti kaasatakse ainult need komponendid, mida seal kasutatakse.

Parcel

Parcel on null-konfiguratsiooniga moodulite komplekteerija, mille eesmärk on olla lihtne ja kiire kasutada. See teostab tree shaking'ut automaatselt, ilma et oleks vaja spetsiifilist konfiguratsiooni.

Konfiguratsioon:

Parcel tegeleb tree shaking'uga automaatselt. Te lihtsalt suunate selle oma sisendpunktile ja see hoolitseb ülejäänu eest.

Näide:

Parcel sobib suurepäraselt kiireks prototüüpimiseks ja väiksemateks projektideks. Selle automaatne tree shaking tagab, et isegi minimaalse konfiguratsiooniga on teie paketid optimeeritud.

Parimad praktikad tõhusaks Tree Shaking'uks

Kuigi moodulite komplekteerijad saavad tree shaking'ut automaatselt teostada, on mitmeid parimaid praktikaid, mida saate selle tõhususe maksimeerimiseks järgida:

• Kasutage ES mooduleid: Nagu varem mainitud, tugineb tree shaking ES moodulite süntaksile import ja export. Vältige CommonJS moodulite (require) kasutamist, kui soovite tree shaking'ust kasu saada.
• Vältige kõrvalmõjusid: Kõrvalmõjud on toimingud, mis muudavad midagi väljaspool funktsiooni skoopi. Näideteks on globaalsete muutujate muutmine või API-kõnede tegemine. Kõrvalmõjud võivad takistada tree shaking'ut, sest komplekteerija ei pruugi suuta kindlaks teha, kas funktsioon on tõeliselt kasutamata, kui sellel on kõrvalmõjusid.
• Kirjutage puhtaid funktsioone: Puhtad funktsioonid on funktsioonid, mis tagastavad alati sama väljundi sama sisendi korral ja millel pole kõrvalmõjusid. Puhtaid funktsioone on komplekteerijal lihtsam analüüsida ja optimeerida.
• Minimeerige globaalset skoopi: Vältige muutujate ja funktsioonide määratlemist globaalses skoopis. See muudab komplekteerijal sõltuvuste jälgimise ja kasutamata koodi tuvastamise keerulisemaks.
• Kasutage linterit: Linter aitab teil tuvastada potentsiaalseid probleeme, mis võivad takistada tree shaking'ut, näiteks kasutamata muutujad või kõrvalmõjud. Tööriistu nagu ESLint saab konfigureerida reeglitega, et jõustada tree shaking'u parimaid praktikaid.
• Koodi jaotamine: Kombineerige tree shaking koodi jaotamisega, et oma rakenduse jõudlust veelgi optimeerida. Koodi jaotamine jagab teie rakenduse väiksemateks tükkideks, mida saab laadida vastavalt vajadusele, vähendades esialgset laadimisaega.
• Analüüsige oma pakette: Kasutage tööriistu nagu Webpack Bundle Analyzer, et visualiseerida oma pakettide sisu ja tuvastada optimeerimisvõimalusi. See aitab teil mõista, kuidas tree shaking töötab ja tuvastada võimalikke probleeme.

Näide: Kõrvalmõjude vältimine

Vaatleme seda näidet, mis demonstreerib, kuidas kõrvalmõjud võivad tree shaking'ut takistada:

Moodul `utility.js`:

let counter = 0;

export function increment() {
  counter++;
  console.log('Counter incremented:', counter);
}

export function getValue() {
  return counter;
}

Moodul `app.js`:

//import { increment } from './utility.js';

console.log('App started');

Isegi kui `increment` on failis `app.js` kommenteeritud (mis tähendab, et seda ei kasutata otse), võib komplekteerija siiski lisada `utility.js` lõplikku paketti, sest funktsioon `increment` muudab globaalset muutujat `counter` (kõrvalmõju). Tree shaking'u võimaldamiseks selles stsenaariumis tuleks koodi refaktoreerida, et vältida kõrvalmõjusid, näiteks tagastades suurendatud väärtuse globaalse muutuja muutmise asemel.

Levinud lõksud ja kuidas neid vältida

Kuigi tree shaking on võimas tehnika, on mõned levinud lõksud, mis võivad takistada selle tõhusat toimimist:

• CommonJS moodulite kasutamine: Nagu varem mainitud, tugineb tree shaking ES moodulitele. Kui kasutate CommonJS mooduleid (require), ei tööta tree shaking. Teisendage oma kood ES moodulitele, et tree shaking'ust kasu saada.
• Vale mooduli konfiguratsioon: Veenduge, et teie moodulite komplekteerija on tree shaking'u jaoks õigesti konfigureeritud. See võib hõlmata mode seadistamist väärtusele production Webpackis või õige konfiguratsiooni kasutamist Rollupi või Parceli jaoks.
• Tree shaking'ut takistava transpilaatori kasutamine: Mõned transpilaatorid võivad teisendada teie ES moodulid CommonJS mooduliteks, mis takistab tree shaking'ut. Veenduge, et teie transpilaator on konfigureeritud säilitama ES mooduleid.
• Dünaamiliste importide kasutamine ilma nõuetekohase käsitlemiseta: Kuigi dünaamilised impordid (import()) võivad olla kasulikud koodi jaotamiseks, võivad need muuta komplekteerija jaoks raskemaks kindlaks teha, millist koodi kasutatakse. Veenduge, et käsitlete dünaamilisi importe õigesti ja pakute komplekteerijale piisavalt teavet tree shaking'u võimaldamiseks.
• Ainult arenduskeskkonnas kasutatava koodi juhuslik kaasamine: Mõnikord võib arenduskeskkonna kood (nt logimislaused, silumistööriistad) sattuda kogemata tootmispaketti, suurendades selle suurust. Kasutage eelprotsessori direktiive või keskkonnamuutujaid, et eemaldada arenduskeskkonna kood tootmisversioonist.

Näide: Vale transpileerimine

Kujutage ette stsenaariumi, kus kasutate koodi transpileerimiseks Babelit. Kui teie Babeli konfiguratsioon sisaldab pistikprogrammi või eelseadistust, mis muudab ES moodulid CommonJS mooduliteks, on tree shaking keelatud. Peate tagama, et teie Babeli konfiguratsioon säilitab ES moodulid, et komplekteerija saaks tree shaking'ut tõhusalt teostada.

Tree Shaking ja koodi jaotamine: Võimas kombinatsioon

Tree shaking'u kombineerimine koodi jaotamisega võib teie rakenduse jõudlust märkimisväärselt parandada. Koodi jaotamine hõlmab teie rakenduse jagamist väiksemateks tükkideks, mida saab laadida vastavalt vajadusele. See vähendab esialgset laadimisaega ja parandab kasutajakogemust.

Koos kasutamisel võivad tree shaking ja koodi jaotamine pakkuda järgmisi eeliseid:

• Vähendatud esialgne laadimisaeg: Koodi jaotamine võimaldab laadida ainult selle koodi, mis on vajalik esialgse vaate jaoks, vähendades esialgset laadimisaega.
• Parem jõudlus: Tree shaking tagab, et iga kooditükk sisaldab ainult seda koodi, mida tegelikult kasutatakse, vähendades veelgi paketi suurust ja parandades jõudlust.
• Parem kasutajakogemus: Kiiremad laadimisajad ja parem jõudlus tähendavad paremat üldist kasutajakogemust.

Moodulite komplekteerijad nagu Webpack ja Parcel pakuvad sisseehitatud tuge koodi jaotamiseks. Saate kasutada tehnikaid nagu dünaamilised impordid ja marsruudipõhine koodi jaotamine, et jagada oma rakendus väiksemateks tükkideks.

Täiustatud Tree Shaking tehnikad

Lisaks tree shaking'u põhiprintsiipidele on olemas mitmeid täiustatud tehnikaid, mida saate oma pakettide edasiseks optimeerimiseks kasutada:

• Scope Hoisting: Scope hoisting (tuntud ka kui moodulite ühendamine) on tehnika, mis ühendab mitu moodulit ühte skoopi, vähendades funktsioonikõnede lisakulu ja parandades jõudlust.
• Surnud koodi süstimine: Surnud koodi süstimine hõlmab koodi lisamist, mida kunagi ei kasutata, teie rakendusse, et testida tree shaking'u tõhusust. See aitab teil tuvastada valdkondi, kus tree shaking ei tööta ootuspäraselt.
• Kohandatud Tree Shaking pistikprogrammid: Saate luua kohandatud tree shaking pistikprogramme moodulite komplekteerijatele, et käsitleda spetsiifilisi stsenaariume või optimeerida koodi viisil, mida vaike-tree-shaking-algoritmid ei toeta.
• `sideEffects` lipu kasutamine `package.json`-is: `sideEffects` lippu teie `package.json` failis saab kasutada, et teavitada komplekteerijat, millistel teie teegi failidel on kõrvalmõjusid. See võimaldab komplekteerijal ohutult eemaldada faile, millel pole kõrvalmõjusid, isegi kui need on imporditud, kuid neid ei kasutata. See on eriti kasulik teekidele, mis sisaldavad CSS-faile või muid kõrvalmõjudega varasid.

Tree Shaking'u tõhususe analüüsimine

On ülioluline analüüsida tree shaking'u tõhusust, et tagada selle ootuspärane toimimine. Mitmed tööriistad aitavad teil oma pakette analüüsida ja optimeerimisvõimalusi tuvastada:

• Webpack Bundle Analyzer: See tööriist pakub teie paketi sisu visuaalset esitust, võimaldades teil näha, millised moodulid võtavad kõige rohkem ruumi ja tuvastada kasutamata koodi.
• Source Map Explorer: See tööriist analüüsib teie lähtekoodi kaarte, et tuvastada algne lähtekood, mis panustab paketi suurusesse.
• Paketi suuruse võrdlemise tööriistad: Need tööriistad võimaldavad teil võrrelda oma pakettide suurust enne ja pärast tree shaking'ut, et näha, kui palju ruumi on säästetud.

Oma pakette analüüsides saate tuvastada potentsiaalseid probleeme ja peenhäälestada oma tree shaking'u konfiguratsiooni, et saavutada optimaalseid tulemusi.

Tree Shaking erinevates JavaScripti raamistikes

Tree shaking'u rakendamine ja tõhusus võivad erineda sõltuvalt kasutatavast JavaScripti raamistikust. Siin on lühike ülevaade sellest, kuidas tree shaking töötab mõnedes populaarsetes raamistikes:

React

React tugineb tree shaking'u jaoks moodulite komplekteerijatele nagu Webpack või Parcel. Kasutades ES mooduleid ja konfigureerides oma komplekteerijat õigesti, saate oma Reacti komponente ja sõltuvusi tõhusalt "raputada".

Angular

Angulari ehitusprotsess sisaldab vaikimisi tree shaking'ut. Angular CLI kasutab Terseri JavaScripti parserit ja manglerit, et eemaldada teie rakendusest kasutamata kood.

Vue.js

Vue.js tugineb samuti tree shaking'u jaoks moodulite komplekteerijatele. Kasutades ES mooduleid ja konfigureerides oma komplekteerijat asjakohaselt, saate oma Vue komponente ja sõltuvusi "raputada".

Tree Shaking'u tulevik

Tree shaking on pidevalt arenev tehnika. Kuna JavaScript areneb ja uued moodulite komplekteerijad ja ehitustööriistad tekivad, võime oodata edasisi täiustusi tree shaking'u algoritmides ja tehnikates.

Mõned potentsiaalsed tulevikutrendid tree shaking'us hõlmavad:

• Täiustatud staatiline analüüs: Keerukamad staatilise analüüsi tehnikad võivad võimaldada komplekteerijatel tuvastada ja eemaldada veelgi rohkem surnud koodi.
• Dünaamiline Tree Shaking: Dünaamiline tree shaking võiks võimaldada komplekteerijatel eemaldada koodi käitusajal, lähtudes kasutaja interaktsioonidest ja rakenduse olekust.
• Integratsioon tehisintellekti/masinõppega: Tehisintellekti ja masinõpet saaks kasutada koodimustrite analüüsimiseks ja ennustamiseks, milline kood on tõenäoliselt kasutamata, parandades veelgi tree shaking'u tõhusust.

Kokkuvõte

JavaScript'i moodulite tree shaking on ülioluline tehnika veebirakenduste jõudluse optimeerimiseks. Surnud koodi eemaldamise ja pakettide suuruse vähendamisega saab tree shaking märkimisväärselt parandada laadimisaegu ja täiustada kasutajakogemust. Mõistes tree shaking'u põhimõtteid, järgides parimaid praktikaid ja kasutades õigeid tööriistu, saate tagada, et teie rakendused on võimalikult tõhusad ja jõudlusvõimelised.

Võtke omaks ES moodulid, vältige kõrvalmõjusid ja analüüsige oma pakette regulaarselt, et maksimeerida tree shaking'u eeliseid. Kuna veebiarendus areneb edasi, jääb tree shaking oluliseks tööriistaks suure jõudlusega veebirakenduste ehitamisel.

See juhend annab põhjaliku ülevaate tree shaking'ust, kuid pidage meeles, et üksikasjalikuma teabe ja konfiguratsioonijuhiste saamiseks tutvuge oma konkreetse moodulite komplekteerija ja JavaScripti raamistiku dokumentatsiooniga. Head kodeerimist!