Serveripoolne renderdamine: JavaScripti hüdratatsioon ja selle mõju jõudlusele

Serveripoolne renderdamine (SSR) on muutunud kaasaegse veebiarenduse nurgakiviks, pakkudes olulisi eeliseid jõudluses, SEO-s ja kasutajakogemuses. Siiski võib JavaScripti hüdratatsiooni protsess, mis äratab SSR-i abil renderdatud sisu kliendi poolel ellu, põhjustada ka jõudluse kitsaskohti. See artikkel annab põhjaliku ülevaate SSR-ist, hüdratatsiooniprotsessist, selle võimalikust mõjust jõudlusele ja optimeerimisstrateegiatest.

Mis on serveripoolne renderdamine?

Serveripoolne renderdamine on tehnika, kus veebirakenduse sisu renderdatakse serveris enne selle saatmist kliendi veebilehitsejale. Erinevalt kliendipoolsest renderdamisest (CSR), kus veebilehitseja laadib alla minimaalse HTML-lehe ja renderdab seejärel sisu JavaScripti abil, saadab SSR täielikult renderdatud HTML-lehe. See pakub mitmeid olulisi eeliseid:

• Parem SEO: Otsingumootorite robotid saavad täielikult renderdatud sisu hõlpsalt indekseerida, mis viib paremate otsingumootorite edetabeliteni.
• Kiirem esmane sisu kuvamine (FCP): Kasutajad näevad sisu peaaegu koheselt renderdatuna, mis parandab tajutavat jõudlust ja kasutajakogemust.
• Parem jõudlus vähese võimsusega seadmetel: Server tegeleb renderdamisega, vähendades koormust kliendi seadmele, muutes rakenduse kättesaadavaks vanemate või vähem võimsate seadmetega kasutajatele.
• Täiustatud sotsiaalmeedias jagamine: Sotsiaalmeedia platvormid saavad hõlpsalt metaandmeid eraldada ja sisu eelvaateid kuvada.

Raamistikud nagu Next.js (React), Angular Universal (Angular) ja Nuxt.js (Vue.js) on SSR-i rakendamise muutnud palju lihtsamaks, abstraheerides paljud sellega seotud keerukused.

JavaScripti hüdratatsiooni mõistmine

Kuigi SSR pakub esialgset renderdatud HTML-i, on JavaScripti hüdratatsioon protsess, mis muudab renderdatud sisu interaktiivseks. See hõlmab serveris esialgselt käivitatud JavaScripti koodi uuesti käivitamist kliendi poolel. See protsess seob sündmuste kuulajad, loob komponentide oleku ja võimaldab rakendusel reageerida kasutaja interaktsioonidele.

Siin on ülevaade tüüpilisest hüdratatsiooniprotsessist:

1. HTML-i allalaadimine: Veebilehitseja laadib serverist alla HTML-i. See HTML sisaldab esialgset renderdatud sisu.
2. JavaScripti allalaadimine ja parsimine: Veebilehitseja laadib alla ja parsib rakenduse jaoks vajalikud JavaScripti failid.
3. Hüdratatsioon: JavaScripti raamistik (nt React, Angular, Vue.js) renderdab rakenduse uuesti kliendi poolel, sobitades DOM-struktuuri serveris renderdatud HTML-iga. See protsess seob sündmuste kuulajad ja initsialiseerib rakenduse oleku.
4. Interaktiivne rakendus: Kui hüdratatsioon on lõpule viidud, muutub rakendus täielikult interaktiivseks ja reageerib kasutaja sisendile.

On oluline mõista, et hüdratatsioon ei ole lihtsalt "sündmuste kuulajate sidumine". See on täielik uuesti renderdamise protsess. Raamistik võrdleb serveris renderdatud DOM-i kliendi poolel renderdatud DOM-iga, parandades kõik erinevused. Isegi kui server ja klient renderdavad *täpselt sama* väljundi, võtab see protsess *siiski* aega.

Hüdratatsiooni mõju jõudlusele

Kuigi SSR pakub esialgseid jõudluseeliseid, võib halvasti optimeeritud hüdratatsioon need eelised tühistada ja isegi tekitada uusi jõudlusprobleeme. Mõned levinumad hüdratatsiooniga seotud jõudlusprobleemid on järgmised:

• Pikenenud interaktiivsuse aeg (TTI): Kui hüdratatsioon võtab liiga kaua aega, võib rakendus tunduda kiiresti laadivat (tänu SSR-ile), kuid kasutajad ei saa sellega suhelda enne, kui hüdratatsioon on lõpule viidud. See võib põhjustada frustreeriva kasutajakogemuse.
• Kliendipoolsed protsessori kitsaskohad: Hüdratatsioon on protsessorimahukas protsess. Keerulised rakendused suurte komponendipuudega võivad koormata kliendi protsessorit, põhjustades aeglast jõudlust, eriti mobiilseadmetes.
• JavaScripti paketi suurus: Suured JavaScripti paketid pikendavad allalaadimise ja parsimise aega, lükates edasi hüdratatsiooniprotsessi algust. Üleliia suured paketid suurendavad ka mälukasutust.
• Stiilideta sisu välgatus (FOUC) või vale sisu välgatus (FOIC): Mõnel juhul võib esineda lühike periood, kus kliendipoolsed stiilid või sisu erinevad serveris renderdatud HTML-ist, mis toob kaasa visuaalseid ebakõlasid. See on levinum, kui kliendipoolne olek muudab kasutajaliidest pärast hüdratatsiooni oluliselt.
• Kolmandate osapoolte teegid: Suure hulga kolmandate osapoolte teekide kasutamine võib oluliselt suurendada JavaScripti paketi suurust ja mõjutada hüdratatsiooni jõudlust.

Näide: Keeruline e-kaubanduse veebisait

Kujutage ette e-kaubanduse veebisaiti tuhandete toodetega. Toodete nimekirja lehed renderdatakse SSR-i abil, et parandada SEO-d ja esialgset laadimisaega. Kuid iga toote kaart sisaldab interaktiivseid elemente nagu "lisa ostukorvi" nupud, tärnide hinnangud ja kiirvaate valikud. Kui nende interaktiivsete elementide eest vastutav JavaScripti kood ei ole optimeeritud, võib hüdratatsiooniprotsess muutuda kitsaskohaks. Kasutajad võivad toodete nimekirju näha kiiresti, kuid "lisa ostukorvi" nupule klõpsamine võib olla mitu sekundit reageerimatu, kuni hüdratatsioon on lõpule viidud.

Strateegiad hüdratatsiooni jõudluse optimeerimiseks

Hüdratatsiooni jõudlusmõju leevendamiseks kaaluge järgmisi optimeerimisstrateegiaid:

1. Vähendage JavaScripti paketi suurust

Mida väiksem on JavaScripti pakett, seda kiiremini saab veebilehitseja koodi alla laadida, parsida ja käivitada. Siin on mõned tehnikad paketi suuruse vähendamiseks:

• Koodi jagamine (Code Splitting): Jagage rakendus väiksemateks tükkideks, mida laaditakse nõudmisel. See tagab, et kasutajad laadivad alla ainult praeguse lehe või funktsiooni jaoks vajaliku koodi. Raamistikud nagu React (koos `React.lazy` ja `Suspense`'iga) ja Vue.js (dünaamiliste importidega) pakuvad sisseehitatud tuge koodi jagamiseks. Ka Webpack ja teised paketihaldurid pakuvad koodi jagamise võimalusi.
• Kasutamata koodi eemaldamine (Tree Shaking): Eemaldage JavaScripti paketist kasutamata kood. Kaasaegsed paketihaldurid nagu Webpack ja Parcel saavad ehitusprotsessi käigus automaatselt surnud koodi eemaldada. Veenduge, et teie kood on kirjutatud ES-moodulites (kasutades `import` ja `export`), et võimaldada "tree shaking'ut".
• Minimeerimine ja tihendamine: Vähendage JavaScripti failide suurust, eemaldades mittevajalikud märgid (minimeerimine) ja tihendades faile gzip-i või Brotli abil. Enamikul paketihalduritel on sisseehitatud tugi minimeerimiseks ja veebiservereid saab konfigureerida faile tihendama.
• Eemaldage mittevajalikud sõltuvused: Vaadake hoolikalt üle oma projekti sõltuvused ja eemaldage kõik teegid, mis ei ole hädavajalikud. Kaaluge levinud ülesannete jaoks väiksemate ja kergemate alternatiivide kasutamist. Tööriistad nagu `bundle-analyzer` aitavad teil visualiseerida iga sõltuvuse suurust teie paketis.
• Kasutage tõhusaid andmestruktuure ja algoritme: Valige andmestruktuurid ja algoritmid hoolikalt, et minimeerida mälukasutust ja protsessori töötlemist hüdratatsiooni ajal. Näiteks kaaluge muutumatute andmestruktuuride kasutamist, et vältida tarbetuid uuesti renderdamisi.

2. Progressiivne hüdratatsioon

Progressiivne hüdratatsioon hõlmab ainult nende interaktiivsete komponentide hüdreerimist, mis on ekraanil esialgu nähtavad. Ülejäänud komponendid hüdreeritakse nõudmisel, kui kasutaja neid kerib või nendega suhtleb. See vähendab oluliselt esialgset hüdratatsiooniaega ja parandab TTI-d.

Raamistikud nagu React pakuvad eksperimentaalseid funktsioone nagu selektiivne hüdratatsioon, mis võimaldab teil kontrollida, millised rakenduse osad ja mis järjekorras hüdreeritakse. Teeke nagu `react-intersection-observer` saab kasutada hüdratatsiooni käivitamiseks, kui komponendid muutuvad vaateaknas nähtavaks.

3. Osaline hüdratatsioon

Osaline hüdratatsioon viib progressiivse hüdratatsiooni sammu võrra edasi, hüdreerides ainult komponendi interaktiivseid osi ja jättes staatilised osad hüdreerimata. See on eriti kasulik komponentide puhul, mis sisaldavad nii interaktiivseid kui ka mitteinteraktiivseid elemente.

Näiteks blogipostituses võite hüdreerida ainult kommentaaride jaotise ja "meeldib" nupu, jättes artikli sisu hüdreerimata. See võib oluliselt vähendada hüdratatsiooni üldkulusid.

Osalise hüdratatsiooni saavutamine nõuab tavaliselt hoolikat komponentide disaini ja tehnikate, nagu saarte arhitektuuri (Islands Architecture), kasutamist, kus üksikud interaktiivsed "saared" hüdreeritakse progressiivselt staatilise sisu meres.

4. Voogedastusega SSR (Streaming SSR)

Selle asemel, et oodata kogu lehe renderdamist serveris enne selle saatmist kliendile, saadab voogedastusega SSR HTML-i tükkidena renderdamise käigus. See võimaldab veebilehitsejal alustada sisu parsimist ja kuvamist varem, parandades tajutavat jõudlust.

React 18 tõi sisse voogedastusega SSR-i toe, mis võimaldab teil HTML-i voogedastada ja rakendust progressiivselt hüdreerida.

5. Optimeerige kliendipoolset koodi

Isegi SSR-i puhul on kliendipoolse koodi jõudlus hüdratatsiooni ja järgnevate interaktsioonide jaoks ülioluline. Kaaluge neid optimeerimistehnikaid:

• Tõhus sündmuste käsitlemine: Vältige sündmuste kuulajate sidumist juurelemendiga. Selle asemel kasutage sündmuste delegeerimist, et siduda kuulajad vanemaelemendiga ja käsitleda selle laste sündmusi. See vähendab sündmuste kuulajate arvu ja parandab jõudlust.
• Debouncing ja Throttling: Piirake sündmuste käsitlejate täitmise sagedust, eriti sündmuste puhul, mis käivituvad sageli, nagu kerimine, suuruse muutmine ja klahvivajutused. "Debouncing" lükkab funktsiooni täitmise edasi, kuni on möödunud teatud aeg viimasest käivitamisest. "Throttling" piirab funktsiooni täitmise sagedust.
• Virtualiseerimine: Suurte nimekirjade või tabelite renderdamiseks kasutage virtualiseerimistehnikaid, et renderdada ainult need elemendid, mis on hetkel vaateaknas nähtavad. See vähendab DOM-i manipuleerimise hulka ja parandab jõudlust. Teegid nagu `react-virtualized` ja `react-window` pakuvad tõhusaid virtualiseerimiskomponente.
• Memoization: Salvestage kulukate funktsioonikõnede tulemused vahemällu ja taaskasutage neid, kui samad sisendid uuesti esinevad. Reacti `useMemo` ja `useCallback` hooke saab kasutada väärtuste ja funktsioonide meeldejätmiseks.
• Web Workers: Viige arvutusmahukad ülesanded taustalõimele, kasutades Web Workereid. See hoiab ära pealõime blokeerimise ja hoiab kasutajaliidese reageerivana.

6. Serveripoolne vahemällu salvestamine

Renderdatud HTML-i vahemällu salvestamine serveris võib oluliselt vähendada serveri töökoormust ja parandada vastamisaegu. Rakendage vahemälustrateegiaid erinevatel tasanditel, näiteks:

• Lehe vahemällu salvestamine: Salvestage kogu HTML-väljund konkreetsete marsruutide jaoks.
• Fragmendi vahemällu salvestamine: Salvestage vahemällu üksikud komponendid või lehe fragmendid.
• Andmete vahemällu salvestamine: Salvestage vahemällu andmebaasidest või API-dest hangitud andmed.

Kasutage sisuedastusvõrku (CDN) staatiliste varade ja renderdatud HTML-i vahemällu salvestamiseks ja levitamiseks kasutajatele üle maailma. CDN-id võivad märkimisväärselt vähendada latentsust ja parandada jõudlust geograafiliselt hajutatud kasutajate jaoks. Teenused nagu Cloudflare, Akamai ja AWS CloudFront pakuvad CDN-i võimalusi.

7. Minimeerige kliendipoolset olekut

Mida rohkem kliendipoolset olekut tuleb hüdratatsiooni ajal hallata, seda kauem protsess aega võtab. Kaaluge järgmisi strateegiaid kliendipoolse oleku minimeerimiseks:

• Tuletage olek omadustest (props): Võimaluse korral tuletage olek omadustest, selle asemel et hoida eraldi olekumuutujaid. See lihtsustab komponendi loogikat ja vähendab hüdreeritavate andmete hulka.
• Kasutage serveripoolset olekut: Kui teatud olekuväärtusi on vaja ainult renderdamiseks, kaaluge nende edastamist serverist omadustena, selle asemel et neid kliendi poolel hallata.
• Vältige tarbetuid uuesti renderdamisi: Hallake hoolikalt komponentide värskendusi, et vältida tarbetuid uuesti renderdamisi. Kasutage tehnikaid nagu `React.memo` ja `shouldComponentUpdate`, et vältida komponentide uuesti renderdamist, kui nende omadused pole muutunud.

8. Jälgige ja mõõtke jõudlust

Jälgige ja mõõtke regulaarselt oma SSR-rakenduse jõudlust, et tuvastada potentsiaalseid kitsaskohti ja jälgida oma optimeerimispingutuste tõhusust. Kasutage tööriistu nagu:

• Chrome DevTools: Pakub üksikasjalikku teavet JavaScripti koodi laadimise, renderdamise ja täitmise kohta. Kasutage paneeli "Performance", et profileerida hüdratatsiooniprotsessi ja leida parandamist vajavaid kohti.
• Lighthouse: Automatiseeritud tööriist veebilehtede jõudluse, ligipääsetavuse ja SEO auditeerimiseks. Lighthouse annab soovitusi hüdratatsiooni jõudluse parandamiseks.
• WebPageTest: Veebisaidi jõudluse testimise tööriist, mis pakub üksikasjalikke mõõdikuid ja laadimisprotsessi visualiseerimisi.
• Reaalsete kasutajate jälgimine (RUM): Koguge jõudlusandmeid reaalsetelt kasutajatelt, et mõista nende kogemusi ja tuvastada jõudlusprobleeme reaalses kasutuses. Teenused nagu New Relic, Datadog ja Sentry pakuvad RUM-i võimalusi.

JavaScriptist kaugemale: hüdratatsiooni alternatiivide uurimine

Kuigi JavaScripti hüdratatsioon on standardne lähenemine SSR-sisu interaktiivseks muutmiseks, on tekkimas alternatiivseid strateegiaid, mille eesmärk on vähendada või kõrvaldada hüdratatsiooni vajadus:

• Saarte arhitektuur (Islands Architecture): Nagu varem mainitud, keskendub saarte arhitektuur veebilehtede ehitamisele kui iseseisvate, interaktiivsete "saarte" kogumile staatilise HTML-i meres. Iga saar hüdreeritakse iseseisvalt, minimeerides üldist hüdratatsioonikulu. Raamistikud nagu Astro kasutavad seda lähenemist.
• Serverikomponendid (React): Reacti serverikomponendid (RSC-d) võimaldavad teil komponente renderdada täielikult serveris, ilma kliendile JavaScripti saatmata. Saadetakse ainult renderdatud väljund, mis kõrvaldab nende komponentide hüdratatsiooni vajaduse. RSC-d sobivad eriti hästi rakenduse sisurohketele osadele.
• Progressiivne täiustamine (Progressive Enhancement): Traditsiooniline veebiarendustehnika, mis keskendub funktsionaalse veebisaidi ehitamisele, kasutades põhilist HTML-i, CSS-i ja JavaScripti, ning seejärel kasutajakogemuse progressiivsele täiustamisele täiustatud funktsioonidega. See lähenemine tagab, et veebisait on kättesaadav kõigile kasutajatele, olenemata nende veebilehitseja võimalustest või võrgutingimustest.

Kokkuvõte

Serveripoolne renderdamine pakub olulisi eeliseid SEO, esialgse laadimisaja ja kasutajakogemuse osas. Kuid JavaScripti hüdratatsioon võib tekitada jõudlusprobleeme, kui see pole korralikult optimeeritud. Mõistes hüdratatsiooniprotsessi, rakendades selles artiklis kirjeldatud optimeerimisstrateegiaid ja uurides alternatiivseid lähenemisviise, saate luua kiireid, interaktiivseid ja SEO-sõbralikke veebirakendusi, mis pakuvad suurepärast kasutajakogemust globaalsele publikule. Ärge unustage pidevalt jälgida ja mõõta oma rakenduse jõudlust, et tagada oma optimeerimispingutuste tõhusus ja pakkuda parimat võimalikku kogemust oma kasutajatele, olenemata nende asukohast või seadmest.