مقایسه عملکرد فریم‌ورک‌های جاوا اسکریپت: بنچمارک‌های دنیای واقعی برای برنامه‌های مدرن

در دنیای پویای توسعه وب، بحث بر سر اینکه کدام فریم‌ورک جاوا اسکریپت «بهترین» است، همیشگی است. توسعه‌دهندگان اغلب از فریم‌ورک‌های مورد علاقه خود دفاع می‌کنند و به تجربه توسعه‌دهنده، اندازه اکوسیستم یا منحنی یادگیری اشاره می‌کنند. با این حال، برای کاربران نهایی و کسب‌وکارها، یک معیار اغلب از بقیه مهم‌تر است: عملکرد. یک برنامه سریع و واکنش‌گرا می‌تواند تفاوت بین یک تبدیل (conversion) و یک خروج (bounce)، بین رضایت کاربر و ناامیدی کاربر باشد.

اگرچه بنچمارک‌های مصنوعی مانند TodoMVC جایگاه خود را دارند، اما اغلب نمی‌توانند پیچیدگی‌های یک برنامه وب مدرن را به تصویر بکشند. آن‌ها ویژگی‌های جداگانه‌ای را در خلاء آزمایش می‌کنند، سناریویی که به ندرت در محیط پروداکشن با آن مواجه می‌شویم. این مقاله رویکرد متفاوتی دارد. ما به طور عمیق به بنچمارک یک برنامه واقعی می‌پردازیم و غول‌های دنیای فرانت‌اند—React، Vue و Angular—را در کنار رقبای نسل جدید، Svelte و SolidJS، مقایسه می‌کنیم. هدف ما فراتر رفتن از بحث‌های نظری و ارائه داده‌های ملموس برای کمک به شما در تصمیم‌گیری آگاهانه برای پروژه بعدی‌تان است.

چرا بنچمارک‌های دنیای واقعی اهمیت دارند

قبل از اینکه داده‌ها را ارائه دهیم، درک تفاوت بین بنچمارک‌های مصنوعی و واقعی بسیار مهم است. تست‌های مصنوعی اغلب بر روی یک کار واحد و تکراری تمرکز می‌کنند، مانند ایجاد و حذف ۱۰۰۰ آیتم لیست کارها. این برای تست استرس موتور رندر یک فریم‌ورک عالی است اما اطلاعات کمی در مورد موارد زیر به شما می‌دهد:

• عملکرد بارگذاری اولیه: برنامه با چه سرعتی برای بازدیدکننده‌ای که برای اولین بار از طریق شبکه موبایل وارد می‌شود، قابل استفاده می‌شود؟ این شامل حجم باندل، زمان تجزیه (parsing) و استراتژی هیدراتاسیون (hydration) است.
• مدیریت وضعیت پیچیده: فریم‌ورک چگونه تعاملات بین چندین کامپوننت غیرمرتبط که یک وضعیت سراسری (global state) را به اشتراک می‌گذارند، مدیریت می‌کند؟
• ادغام با تأخیر API: برنامه زمانی که باید داده‌ها را واکشی کند، حالت‌های بارگذاری را نمایش دهد و سپس نتایج را رندر کند، چه حسی دارد؟
• عملکرد مسیریابی (Routing): یک کاربر با چه سرعتی و روانی می‌تواند بین صفحات یا نماهای مختلف در یک برنامه تک‌صفحه‌ای (SPA) جابجا شود؟

یک بنچمارک دنیای واقعی سعی در شبیه‌سازی این سناریوها دارد. با ساختن یک برنامه یکسان و با پیچیدگی متوسط در هر فریم‌ورک، می‌توانیم معیارهای عملکردی را اندازه‌گیری کنیم که مستقیماً بر تجربه کاربری و در نتیجه، اهداف تجاری تأثیر می‌گذارند. این معیارها ارتباط نزدیکی با Core Web Vitals (CWV) گوگل دارند، مجموعه‌ای از عواملی که اکنون بخشی از الگوریتم رتبه‌بندی جستجوی آن هستند. به طور خلاصه، عملکرد فقط یک نگرانی فنی نیست؛ بلکه یک الزام سئو و تجاری است.

رقبا: یک نمای کلی

ما پنج فریم‌ورک برجسته و جالب در اکوسیستم امروز را انتخاب کرده‌ایم. هر کدام فلسفه و معماری متفاوتی دارند که مستقیماً بر ویژگی‌های عملکردی آن‌ها تأثیر می‌گذارد.

ری‌اکت (v18)

ری‌اکت که توسط متا توسعه و نگهداری می‌شود، رهبر بی‌چون‌وچرای بازار است. این فریم‌ورک معماری مبتنی بر کامپوننت و Virtual DOM (VDOM) را محبوب کرد. VDOM به عنوان یک نمایش در حافظه از DOM واقعی عمل می‌کند و به ری‌اکت اجازه می‌دهد تا به‌روزرسانی‌ها را به طور کارآمد دسته‌بندی کند. اکوسیستم عظیم و استخر استعدادهای آن، آن را به یک انتخاب پیش‌فرض برای بسیاری از شرکت‌ها در سراسر جهان تبدیل کرده است.

ویو (v3)

ویو اغلب به عنوان یک فریم‌ورک پیش‌رونده (progressive) توصیف می‌شود. این فریم‌ورک به خاطر منحنی یادگیری آسان، مستندات عالی و انعطاف‌پذیری‌اش شناخته شده است. ویو ۳ با یک سیستم реактивность (reactivity) جدید مبتنی بر پراکسی‌های جاوا اسکریپت و یک کامپایلر که می‌تواند تمپلیت‌ها را به شدت بهینه کند، بهبودهای عملکردی قابل توجهی را به ارمغان آورد. ویو نیز مانند ری‌اکت از Virtual DOM استفاده می‌کند.

انگولار (v16)

انگولار گوگل بیشتر یک پلتفرم است تا یک کتابخانه. این یک فریم‌ورک جامع و ساختارمند (opinionated) است که راه‌حل‌هایی برای همه چیز از مسیریابی گرفته تا مدیریت وضعیت به صورت آماده ارائه می‌دهد. با اینکه در گذشته به خاطر حجم باندل‌های بزرگش شناخته می‌شد، نسخه‌های اخیر با کامپایلر Ivy، tree-shaking و معرفی signals و کامپوننت‌های مستقل، آن را در زمینه عملکرد بسیار رقابتی‌تر کرده‌اند.

اسولت (v4)

اسولت رویکردی رادیکال دارد. این یک کامپایلر است که در زمان ساخت (build time) اجرا می‌شود و کامپوننت‌های اسولت شما را به کد جاوا اسکریپت امری (imperative) و بسیار بهینه تبدیل می‌کند که مستقیماً DOM را دستکاری می‌کند. این بدان معناست که هیچ Virtual DOM و تقریباً هیچ کد زمان اجرای (runtime) مخصوص فریم‌ورک در باندل پروداکشن شما وجود ندارد. فلسفه آن انتقال کار از مرورگر به مرحله ساخت است.

سالید جی‌اس (v1.7)

سالید جی‌اس اغلب در صدر جداول عملکرد قرار دارد و در حال جلب توجه قابل توجهی است. این فریم‌ورک از JSX استفاده می‌کند، بنابراین برای توسعه‌دهندگان ری‌اکت آشنا به نظر می‌رسد، اما از Virtual DOM استفاده نمی‌کند. در عوض، از یک سیستم реактивность بسیار دقیق (fine-grained) استفاده می‌کند، بسیار شبیه به یک صفحه گسترده (spreadsheet). هنگامی که یک قطعه داده تغییر می‌کند، فقط بخش‌های دقیقی از DOM که به آن وابسته‌اند به‌روز می‌شوند، بدون اجرای مجدد کل توابع کامپوننت. این منجر به دقت جراحی‌وار و سرعت باورنکردنی می‌شود.

برنامه بنچمارک: «داشبورد بینش جهانی»

برای آزمایش این فریم‌ورک‌ها، ما یک برنامه نمونه به نام «داشبورد بینش جهانی» ساختیم. این برنامه به گونه‌ای طراحی شده است که نماینده بسیاری از ابزارهای تجاری داده‌محور باشد. این برنامه شامل ویژگی‌های زیر است:

• احراز هویت: یک جریان ورود/خروج ساختگی.
• صفحه اصلی داشبورد: نمایش چندین کارت خلاصه و نمودار با داده‌های واکشی شده از یک API ساختگی.
• صفحه جدول داده بزرگ: صفحه‌ای که جدولی با ۱۰۰۰ ردیف و ۱۰ ستون داده را واکشی و رندر می‌کند.
• ویژگی‌های تعاملی جدول: مرتب‌سازی، فیلتر کردن و انتخاب ردیف در سمت کلاینت.
• نمای جزئیات: مسیریابی سمت کلاینت به صفحه جزئیات برای یک ردیف انتخاب شده در جدول.
• وضعیت سراسری: یک وضعیت مشترک برای کاربر احراز هویت شده و یک تم رابط کاربری (حالت روشن/تاریک).

این ساختار به ما امکان می‌دهد همه چیز را از بارگذاری اولیه و رندر داده‌های API گرفته تا واکنش‌گرایی تعاملات پیچیده UI بر روی یک مجموعه داده بزرگ را اندازه‌گیری کنیم.

روش‌شناسی: چگونه عملکرد را اندازه‌گیری کردیم

شفافیت و ثبات برای یک مقایسه منصفانه بسیار مهم است. در اینجا تنظیمات تست ما آمده است:

• ابزارها: Google Lighthouse (اجرا شده در پنجره ناشناس) و پروفایلر Performance در Chrome DevTools.
• محیط: تمام برنامه‌ها برای پروداکشن ساخته شده و به صورت محلی سرویس‌دهی شدند.
• شرایط تست: برای شبیه‌سازی یک کاربر موبایل در دنیای واقعی، تمام تست‌ها با کاهش سرعت پردازنده به میزان ۴ برابر (4x CPU slowdown) و محدودیت شبکه Fast 3G اجرا شدند. این کار از انحراف نتایج به دلیل سخت‌افزار پیشرفته توسعه‌دهندگان جلوگیری می‌کند.
• معیارهای کلیدی اندازه‌گیری شده:
  • حجم اولیه باندل JS (gzipped): مقدار جاوا اسکریپتی که مرورگر باید در بازدید اولیه دانلود، تجزیه و اجرا کند.
  • First Contentful Paint (FCP): زمانی را که اولین قطعه از محتوای DOM رندر می‌شود، مشخص می‌کند.
  • Largest Contentful Paint (LCP): زمانی را که بزرگترین عنصر محتوای قابل مشاهده در ویوپورت رندر می‌شود، اندازه‌گیری می‌کند. یک Core Web Vital کلیدی.
  • Time to Interactive (TTI): زمانی که طول می‌کشد تا صفحه کاملاً تعاملی شود.
  • Total Blocking Time (TBT): کل زمانی را که نخ اصلی (main thread) مسدود شده و از ورودی کاربر جلوگیری کرده است، اندازه‌گیری می‌کند. مستقیماً با Core Web Vital جدید INP (Interaction to Next Paint) مرتبط است.
  • استفاده از حافظه: حجم حافظه heap که پس از بارگذاری اولیه و پس از چندین تعامل اندازه‌گیری شده است.

نتایج: یک مقایسه رو در رو

سلب مسئولیت: این نتایج بر اساس برنامه بنچمارک خاص ما است. این اعداد نشان‌دهنده ویژگی‌های عملکردی هر فریم‌ورک هستند، اما معماری برنامه شما ممکن است نتایج متفاوتی به همراه داشته باشد.

دور اول: بارگذاری اولیه و حجم باندل

برای یک کاربر جدید، اولین برداشت همه چیز است. این دور بر روی این تمرکز دارد که برنامه با چه سرعتی می‌تواند دانلود و به یک حالت قابل استفاده رندر شود.

• اسولت: برنده. با یک باندل JS فشرده (gzipped) تنها ~۹ کیلوبایت، اسولت رهبر آشکار بود. امتیازات FCP و LCP آن فوق‌العاده بودند، زیرا مرورگر کد فریم‌ورک بسیار کمی برای پردازش داشت. داشبورد تقریباً بلافاصله ظاهر شد.
• سالید جی‌اس: نفر دوم با اختلاف کم. حجم باندل کمی بزرگتر و در حدود ~۱۲ کیلوبایت بود. عملکرد تقریباً با اسولت یکسان بود و تجربه بارگذاری اولیه بسیار سریعی را ارائه داد.
• ویو: عملکرد قوی. باندل ویو با حجم قابل احترام ~۳۵ کیلوبایت عرضه شد. بهینه‌سازی‌های کامپایلر آن درخشیدند و LCP و TTI سریعی را ارائه دادند که بسیار رقابتی بود.
• ری‌اکت: میانه جدول. ترکیب `react` و `react-dom` منجر به یک باندل ~۴۸ کیلوبایتی شد. اگرچه به هیچ وجه کند نبود، اما TTI به دلیل کار ساخت VDOM و هیدراته کردن برنامه، به طور محسوسی طولانی‌تر از رهبران بود.
• انگولار: بهبود یافته، اما هنوز بزرگترین. باندل انگولار با ~۶۵ کیلوبایت بزرگترین بود. در حالی که این یک بهبود عظیم نسبت به نسخه‌های قدیمی‌تر است، هزینه تجزیه و بوت‌استرپ اولیه هنوز بالاترین بود که منجر به کندترین FCP و LCP در این تست شد.

بینش: برای پروژه‌هایی که زمان بارگذاری اولیه کاملاً حیاتی است (مانند صفحات فرود تجارت الکترونیک، سایت‌های بازاریابی)، فریم‌ورک‌های مبتنی بر کامپایلر مانند اسولت و سالید به دلیل ردپای زمان اجرای (runtime) حداقلی خود، یک مزیت متمایز و قابل اندازه‌گیری دارند.

دور دوم: عملکرد زمان اجرا و تعامل

پس از بارگذاری برنامه، استفاده از آن چه حسی دارد؟ ما این را با انجام عملیات سنگین بر روی جدول داده ۱۰۰۰ ردیفی خود آزمایش کردیم: مرتب‌سازی بر اساس یک ستون و اعمال یک فیلتر متنی که تمام سلول‌ها را جستجو می‌کرد.

• سالید جی‌اس: برنده. عملکرد سالید در اینجا خارق‌العاده بود. مرتب‌سازی و فیلتر کردن آنی به نظر می‌رسید. реактивность دقیق آن به این معنی بود که فقط گره‌های DOM که نیاز به تغییر داشتند، لمس می‌شدند. TBT فوق‌العاده پایین بود که نشان‌دهنده یک UI بدون مسدودی حتی در حین محاسبات سنگین است.
• اسولت: عملکرد عالی. اسولت درست پشت سر سالید قرار گرفت. دستکاری‌های مستقیم و کامپایل شده DOM آن بسیار کارآمد بودند. تجربه کاربری روان و واکنش‌گرا بود، با TBT بسیار کم.
• ویو: عملکرد بسیار خوب. سیستم реактивность ویو به‌روزرسانی‌ها را به طور کارآمد مدیریت کرد. یک تأخیر بسیار جزئی و تقریباً نامحسوس در فیلتر کردن در مقایسه با سالید و اسولت وجود داشت، اما تجربه کلی عالی بود و اکثریت قریب به اتفاق موارد استفاده را راضی می‌کند.
• ری‌اکت: خوب، اما نیاز به بهینه‌سازی دارد. پیاده‌سازی اولیه ری‌اکت در هنگام فیلتر کردن جدول بزرگ، یک تأخیر قابل توجه نشان داد. نخ اصلی برای مدت کوتاهی مسدود شد، زیرا رندر مجدد کامپوننت ۱۰۰۰ ردیفی پرهزینه بود. این مشکل با اعمال دستی بهینه‌سازی‌هایی مانند `React.memo` برای کامپوننت‌های ردیف و `useMemo` برای منطق فیلتر کردن قابل حل بود. با بهینه‌سازی، عملکرد خوب شد، اما نیاز به تلاش اضافی توسعه‌دهنده داشت.
• انگولار: خوب، با ظرافت‌هایی. مکانیزم تشخیص تغییر پیش‌فرض انگولار نیز کمی با وظیفه فیلتر کردن، شبیه به ری‌اکت، مشکل داشت. با این حال، انتقال کامپوننت جدول برای استفاده از استراتژی تشخیص تغییر `OnPush` به طور قابل توجهی عملکرد را بهبود بخشید و آن را بسیار واکنش‌گرا کرد. ویژگی جدید signals در انگولار احتمالاً آن را هم‌تراز با رهبران قرار می‌دهد.

بینش: برای برنامه‌های بسیار تعاملی و داده‌محور، معماری‌های سالید و اسولت بهترین عملکرد را به صورت پیش‌فرض ارائه می‌دهند. کتابخانه‌های مبتنی بر VDOM مانند ری‌اکت و ویو کاملاً توانا هستند، اما ممکن است با افزایش پیچیدگی، توسعه‌دهندگان را ملزم کنند که بیشتر به تکنیک‌های بهینه‌سازی عملکرد توجه کنند.

دور سوم: استفاده از حافظه

اگرچه در دسکتاپ‌های مدرن نگرانی کمتری است، اما استفاده از حافظه هنوز برای دستگاه‌های موبایل ضعیف و برنامه‌هایی که برای مدت طولانی اجرا می‌شوند، برای جلوگیری از کندی و کرش کردن، حیاتی است.

• اسولت و سالید جی‌اس: با کمترین ردپای حافظه در رتبه اول قرار گرفتند. بدون VDOM در حافظه و با یک زمان اجرای حداقلی، آن‌ها سبک و کارآمد بودند.
• ویو: کمی بیشتر از رهبران حافظه مصرف می‌کرد که به VDOM و سیستم реактивность آن نسبت داده می‌شود، اما همچنان بسیار کارآمد باقی ماند.
• ری‌اکت: به دلیل VDOM و سربار معماری fiber، ردپای حافظه بالاتری داشت.
• انگولار: بالاترین میزان استفاده از حافظه را ثبت کرد که نتیجه ساختار جامع فریم‌ورک و Zone.js برای تشخیص تغییر است.

بینش: برای برنامه‌هایی که دستگاه‌های با منابع محدود را هدف قرار می‌دهند یا برای جلسات بسیار طولانی باز می‌مانند، سربار حافظه پایین‌تر اسولت و سالید می‌تواند یک مزیت قابل توجه باشد.

فراتر از اعداد: عوامل کیفی

بنچمارک‌های عملکرد بخش مهمی از داستان را بیان می‌کنند، اما نه کل داستان را. انتخاب یک فریم‌ورک همچنین به شدت به تیم شما، دامنه پروژه شما و اهداف بلندمدت شما بستگی دارد.

تجربه توسعه‌دهنده (DX) و منحنی یادگیری

• ویو و اسولت اغلب به خاطر داشتن لذت‌بخش‌ترین DX و ملایم‌ترین منحنی‌های یادگیری مورد ستایش قرار می‌گیرند. سینتکس آن‌ها بصری و مستنداتشان درجه یک است.
• JSX ری‌اکت و مدل مبتنی بر هوک آن قدرتمند هستند اما می‌توانند منحنی یادگیری تندتری داشته باشند، به خصوص در مورد مفاهیمی مانند memoization و وابستگی‌های effect.
• سالید جی‌اس از نظر سینتکس برای توسعه‌دهندگان ری‌اکت آسان است، اما برای درک реактивность دقیق آن نیاز به یک تغییر مدل ذهنی دارد.
• طبیعت ساختارمند انگولار و اتکای آن به TypeScript و مفاهیمی مانند تزریق وابستگی (dependency injection)، تندترین منحنی یادگیری را ارائه می‌دهد، اما این ساختار می‌تواند ثبات را در تیم‌های بزرگ اعمال کند.

اکوسیستم و پشتیبانی جامعه

• ری‌اکت در اینجا رهبر بی‌رقیب است. شما می‌توانید برای تقریباً هر مشکلی که ممکن است با آن روبرو شوید، یک کتابخانه، ابزار یا آموزش پیدا کنید. این جامعه عظیم جهانی یک شبکه ایمنی باورنکردنی فراهم می‌کند.
• ویو و انگولار نیز اکوسیستم‌های بسیار بزرگ و بالغی با حمایت قوی شرکتی و انبوهی از کتابخانه‌ها و منابع جامعه دارند.
• اسولت و سالید جی‌اس اکوسیستم‌های کوچکتر اما به سرعت در حال رشدی دارند. اگرچه ممکن است برای هر مورد استفاده خاصی یک کامپوننت از پیش ساخته شده پیدا نکنید، اما جوامع آن‌ها پرشور و بسیار فعال هستند.

نتیجه‌گیری: کدام فریم‌ورک برای شما مناسب است؟

پس از تجزیه و تحلیل داده‌ها و در نظر گرفتن عوامل کیفی، واضح است که هیچ فریم‌ورک «بهترین» واحدی وجود ندارد. انتخاب بهینه کاملاً به اولویت‌های پروژه شما بستگی دارد.

در اینجا توصیه نهایی ما بر اساس سناریوهای مختلف آمده است:

• برای اوج عملکرد مطلق و بیلدهای سبک: اسولت یا سالید جی‌اس را انتخاب کنید. اگر هدف اصلی شما سریع‌ترین زمان بارگذاری ممکن، واکنش‌گراترین UI و کوچکترین حجم باندل ممکن است (مانند سایت‌های تجارت الکترونیک، برنامه‌های وب موبایل-اول، ویژوال‌سازی‌های تعاملی)، این فریم‌ورک‌ها در کلاس خودشان هستند. سالید جی‌اس برای دستکاری داده‌های پیچیده و واکنشی برتری دارد، در حالی که اسولت تجربه توسعه‌دهنده‌ای کمی ساده‌تر و «جادویی»تر ارائه می‌دهد.
• برای اکوسیستم عظیم و استخر استخدامی: ری‌اکت را انتخاب کنید. اگر پروژه شما به گسترده‌ترین طیف ممکن از کتابخانه‌ها، ابزارها و توسعه‌دهندگان نیاز دارد، ری‌اکت امن‌ترین و عمل‌گرایانه‌ترین انتخاب است. عملکرد آن بسیار خوب است و تسلط آن در بازار کار، مقیاس‌بندی تیم توسعه شما را در هر کجای دنیا آسان‌تر می‌کند.
• برای تعادل بین عملکرد و دسترسی‌پذیری: ویو را انتخاب کنید. ویو به یک نقطه شیرین می‌رسد. این فریم‌ورک عملکرد عالی و رقابتی با ری‌اکت را ارائه می‌دهد، اما با یک تجربه توسعه‌دهنده که بسیاری آن را بصری‌تر و یادگیری آن را آسان‌تر می‌دانند. این یک انتخاب فوق‌العاده همه‌کاره برای برنامه‌های کوچک تا بزرگ است.
• برای برنامه‌های سازمانی در مقیاس بزرگ: انگولار را انتخاب کنید. اگر در حال ساخت یک برنامه پیچیده و با دوام با یک تیم بزرگ از توسعه‌دهندگان هستید، طبیعت ساختارمند انگولار می‌تواند یک دارایی بزرگ باشد. این فریم‌ورک ثبات را اعمال می‌کند و یک پلتفرم قوی و همه‌جانبه ارائه می‌دهد که می‌تواند پیچیدگی سطح سازمانی را مدیریت کند، و عملکرد آن به طور مداوم در حال بهبود است.

دنیای فریم‌ورک‌های جاوا اسکریپت سریع‌تر از همیشه در حال تحول است. ظهور کامپایلرها و دور شدن از Virtual DOM توسط رقبایی مانند اسولت و سالید جی‌اس، کل اکوسیستم را به جلو سوق می‌دهد. در نهایت، «جنگ فریم‌ورک‌ها» چیز خوبی است—این به نوآوری، عملکرد بهتر و ابزارهای قدرتمندتر برای توسعه‌دهندگان برای ساخت نسل بعدی تجربیات وب منجر می‌شود. ابزاری را انتخاب کنید که به بهترین وجه با محدودیت‌ها و اهداف منحصر به فرد پروژه شما مطابقت دارد و در مسیر موفقیت قرار خواهید گرفت.