Priekinės sąsajos komponentų bibliotekos „Tree Shaking“: Nenaudojamo kodo pašalinimas optimaliam našumui

Nuolat besivystančioje žiniatinklio kūrimo aplinkoje našumas yra svarbiausia. Vartotojai tikisi greito įkėlimo laiko ir sklandžios patirties, nepaisant jų buvimo vietos ar įrenginio. Priekinės sąsajos komponentų bibliotekos tapo esminėmis priemonėmis kuriant keičiamo dydžio ir lengvai prižiūrimas programas, tačiau jos taip pat gali sukelti našumo kliūtis, jei jos netinkamai valdomos. Viena svarbiausių priekinės sąsajos komponentų bibliotekų optimizavimo technikų yra tree shaking, dar žinomas kaip nenaudojamo kodo pašalinimas. Šis galingas procesas nustato ir pašalina nenaudojamą kodą iš jūsų galutinio paketo, todėl failų dydis žymiai sumažėja ir programos našumas pagerėja.

Kas yra „Tree Shaking“?

„Tree shaking“ yra nenaudojamo kodo pašalinimo forma, kuri konkrečiai nukreipta į nenaudojamą kodą jūsų programos priklausomybių grafe. Įsivaizduokite savo programą kaip medį, kurio įvesties taškas (pvz., jūsų pagrindinis JavaScript failas) yra šaknis, o visi importuoti moduliai ir komponentai yra šakos. „Tree shaking“ analizuoja šį medį ir nustato šakas, kurios niekada nenaudojamos. Tada jis „nukrato“ šias negyvas šakas nuo medžio, neleisdamas joms būti įtrauktoms į galutinį paketą.

Paprasčiau tariant, „tree shaking“ užtikrina, kad tik tas kodas, kurį jūsų programa iš tikrųjų naudoja, būtų įtrauktas į gamybinę versiją. Tai sumažina bendrą paketo dydį, todėl sutrumpėja atsisiuntimo laikas, pagerėja analizės našumas ir vartotojo patirtis.

Kodėl „Tree Shaking“ svarbus komponentų bibliotekoms?

Komponentų bibliotekos sukurtos taip, kad jas būtų galima pakartotinai naudoti daugelyje projektų. Jose dažnai yra platus komponentų ir įrankių asortimentas, daugelis kurių gali būti nenaudojami kiekvienoje programoje. Be „tree shaking“ į paketą būtų įtrauktos visos bibliotekos, net jei iš tikrųjų reikia tik nedidelės komponentų dalies. Tai gali sukelti:

• Išpūsti paketo dydžiai: Nereikalingas kodas padidina jūsų JavaScript failų dydį, todėl atsisiuntimas trunka ilgiau.
• Padidėjęs analizės laikas: Naršyklėms reikia analizuoti ir vykdyti visą kodą pakete, net ir nenaudojamas dalis. Tai gali sulėtinti pradinį jūsų programos atvaizdavimą.
• Sumažėjęs našumas: Didesni paketai gali neigiamai paveikti bendrą programos našumą, ypač įrenginiuose su ribotais ištekliais.

„Tree shaking“ sprendžia šias problemas, selektyviai įtraukdamas tik tą kodą, kuris iš tikrųjų naudojamas, taip sumažindamas paketo dydį ir pagerindamas našumą. Tai ypač svarbu didelėms ir sudėtingoms komponentų bibliotekoms, kuriose nenaudojamo kodo potencialas yra didelis.

Kaip veikia „Tree Shaking“: techninė apžvalga

„Tree shaking“ remiasi statine jūsų kodo analize, siekiant nustatyti, kurie moduliai ir funkcijos yra naudojami, o kurie – ne. Šiuolaikiniai JavaScript paketavimo įrankiai, tokie kaip Webpack, Rollup ir Parcel, atlieka šią analizę kūrimo proceso metu.

Štai supaprastinta „tree shaking“ veikimo apžvalga:

1. Modulių analizė: Paketavimo įrankis analizuoja jūsų JavaScript kodą ir nustato visus modulius bei jų priklausomybes.
2. Priklausomybių grafo kūrimas: Paketavimo įrankis sukuria priklausomybių grafą, atspindinčią ryšius tarp modulių.
3. Naudojamų eksportų žymėjimas: Paketavimo įrankis seka jūsų programos įvesties taškus ir pažymi visus eksportus, kurie yra tiesiogiai ar netiesiogiai naudojami.
4. Nenaudojamo kodo pašalinimas: Visi moduliai ar eksportai, kurie nėra pažymėti kaip naudojami, laikomi nenaudojamu kodu ir pašalinami iš galutinio paketo.

Efektyvaus „tree shaking“ raktas yra ES modulių (ESM) ir the import bei export sintaksės naudojimas. ES moduliai sukurti taip, kad būtų statiškai analizuojami, leidžiant paketavimo įrankiams lengvai nustatyti, kurios modulio dalys yra naudojamos. CommonJS modulius (require sintaksę) sunkiau statiškai analizuoti ir jie gali būti neefektyviai „tree-shaken“.

ES moduliai (ESM) vs. CommonJS (CJS) „Tree Shaking“ procese

Kaip minėta anksčiau, pasirinkimas tarp ES modulių (ESM) ir CommonJS (CJS) reikšmingai paveikia „tree shaking“ efektyvumą.

• ES moduliai (ESM): Naudojant import ir export sintaksę. ESM yra statiškai analizuojami, leidžiant paketavimo įrankiams tiksliai nustatyti, kurie eksportai naudojami, o kurie – ne. Tai daro „tree shaking“ labai efektyvų. Pavyzdys:

              // my-component-library.js
  export function Button() { ... }
  export function Input() { ... }
  
  // app.js
  import { Button } from './my-component-library';
  
  function App() {
    return Click Me;
  }
  
              
  
                
                  Copy
                
              
            

  Šiame pavyzdyje tik Button komponentas bus įtrauktas į galutinį paketą. Input komponentas bus pašalintas „tree shaking“ būdu.

• CommonJS (CJS): Naudojant require ir module.exports. CJS dinamiškai įvertinami vykdymo metu, todėl paketavimo įrankiams sunku statiškai analizuoti priklausomybes. Nors kai kurie paketavimo įrankiai gali bandyti „tree-shake“ CJS modulius, rezultatai dažnai būna mažiau patikimi. Pavyzdys:

              // my-component-library.js
  module.exports = {
    Button: function() { ... },
    Input: function() { ... }
  };
  
  // app.js
  const { Button } = require('./my-component-library');
  
  function App() {
    return Click Me;
  }
  
              
  
                
                  Copy
                
              
            

  Šiame pavyzdyje paketavimo įrankiui sunkiau patikimai nustatyti, ar naudojamas tik Button, ir jis gali įtraukti visą my-component-library.js failą. Todėl šiuolaikinėje priekinės sąsajos kūrimo praktikoje rekomenduojama naudoti ESM, o ne CJS.

Praktiniai „Tree Shaking“ pavyzdžiai

Iliustruokime „tree shaking“ keliais praktiniais pavyzdžiais, naudojant skirtingas komponentų bibliotekas ir paketavimo įrankius.

1 pavyzdys: Material-UI naudojimas su Webpack

Material-UI yra populiari React komponentų biblioteka, teikianti platų iš anksto sukurtų UI komponentų asortimentą. Norint efektyviai atlikti Material-UI „tree shaking“, įsitikinkite, kad naudojate ES modulius ir kad jūsų paketavimo įrankis (šiuo atveju Webpack) yra tinkamai sukonfigūruotas.

Konfigūracija (webpack.config.js):

            module.exports = {
  // ...
  mode: 'production', // Enable optimizations like tree shaking
  optimization: {
    usedExports: true, // Enable tree shaking
  },
  // ...
};

            

              
                Copy
              
            
          

Naudojimas (app.js):

            import { Button, TextField } from '@mui/material';

function App() {
  return (
    

      Click Me
    
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

Šiame pavyzdyje tik Button komponentas bus įtrauktas į galutinį paketą. TextField komponentas, nors ir importuotas, nenaudojamas ir bus pašalintas „tree shaking“ būdu naudojant Webpack.

2 pavyzdys: Ant Design naudojimas su Rollup

Ant Design yra dar viena populiari React UI biblioteka, ypač paplitusi įmonių programose. Rollup yra žinomas dėl puikių „tree shaking“ galimybių, todėl tai geras pasirinkimas kuriant labai optimizuotus paketus.

Konfigūracija (rollup.config.js):

            import babel from '@rollup/plugin-babel';
import resolve from '@rollup/plugin-node-resolve';
import commonjs from '@rollup/plugin-commonjs';
import { terser } from 'rollup-plugin-terser';

export default {
  input: 'src/index.js',
  output: {
    file: 'dist/bundle.js',
    format: 'esm',
    sourcemap: true
  },
  plugins: [
    resolve(),
    commonjs(),
    babel({
      babelHelpers: 'bundled',
      exclude: 'node_modules/**'
    }),
    terser()
  ]
};

            

              
                Copy
              
            
          

Naudojimas (src/index.js):

            import { Button, DatePicker } from 'antd';
import 'antd/dist/antd.css'; // Import Ant Design styles

function App() {
  return (
    

      Submit
    
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

Šiame scenarijuje Rollup efektyviai pašalins DatePicker komponentą iš galutinio paketo, nes jis importuojamas, bet iš tikrųjų nenaudojamas programoje.

3 pavyzdys: Lodash naudojimas su Parcel

Lodash yra naudingumo biblioteka, teikianti platų funkcijų asortimentą darbui su masyvais, objektais ir eilutėmis. Parcel yra nulinės konfigūracijos paketavimo įrankis, kuris automatiškai įgalina „tree shaking“ ES moduliams.

Naudojimas (app.js):

            import { map, filter } from 'lodash-es';

const numbers = [1, 2, 3, 4, 5];

const evenNumbers = filter(numbers, (n) => n % 2 === 0);

console.log(evenNumbers);

            

              
                Copy
              
            
          

Šiame pavyzdyje tik map ir filter funkcijos iš Lodash bus įtrauktos į paketą. Kitos Lodash funkcijos, kurios nėra importuotos ar naudojamos, bus pašalintos „tree shaking“ būdu naudojant Parcel.

Geriausia praktika efektyviam „Tree Shaking“

Norėdami maksimaliai išnaudoti „tree shaking“ privalumus, vadovaukitės šia geriausia praktika:

• Naudokite ES modulius (ESM): Visada naudokite import ir export sintaksę savo moduliams. Venkite CommonJS (require) kada tik įmanoma.
• Konfigūruokite savo paketavimo įrankį: Įsitikinkite, kad jūsų paketavimo įrankis (Webpack, Rollup, Parcel) yra sukonfigūruotas įgalinti „tree shaking“. Išsamesnės informacijos apie konkrečias konfigūracijos parinktis ieškokite savo paketavimo įrankio dokumentacijoje.
• Naudokite grynąsias funkcijas: Grynąsias funkcijas (funkcijas, kurios visada grąžina tą patį rezultatą tiems patiems įvesties duomenims ir neturi šalutinių poveikių) paketavimo įrankiams lengviau analizuoti ir „tree-shake“.
• Venkite šalutinių poveikių: Šalutiniai poveikiai (kodas, kuris modifikuoja globalius kintamuosius arba atlieka I/O operacijas) gali trukdyti „tree shaking“ procesui. Sumažinkite šalutinius poveikius savo moduliuose.
• Patikrinkite savo paketo dydį: Reguliariai analizuokite savo paketo dydį, naudodami įrankius, tokius kaip Webpack Bundle Analyzer, kad nustatytumėte galimas optimizavimo sritis.
• Naudokite minifikatorių: Minifikatoriai, tokie kaip Terser, pašalina tarpus ir sutrumpina kintamųjų pavadinimus, dar labiau sumažindami paketo dydį po to, kai „tree shaking“ pašalino nenaudojamą kodą.
• Kodo skaidymas: Įdiekite kodo skaidymą, kad padalintumėte savo programą į mažesnes dalis, kurias galima įkelti pagal poreikį. Tai sumažina pradinį įkėlimo laiką ir pagerina našumą, ypač didelėms programoms.
• Tingusis įkėlimas: Įkelkite komponentus ar modulius tik tada, kai jų reikia. Ši technika, kartu su „tree shaking“, gali žymiai sumažinti pradinį paketo dydį.

Dažniausios klaidos ir kaip jų išvengti

Nors „tree shaking“ yra galinga optimizavimo technika, yra keletas dažnų klaidų, kurios gali sutrukdyti jai efektyviai veikti. Štai keletas dažnų problemų ir kaip jas išspręsti:

• Neteisinga paketavimo įrankio konfigūracija: Įsitikinkite, kad jūsų paketavimo įrankis yra tinkamai sukonfigūruotas, kad būtų galima įjungti „tree shaking“. Dar kartą patikrinkite dokumentaciją ir įsitikinkite, kad visi reikalingi papildiniai ir nustatymai yra vietoje.
• Naudojant CommonJS modulius: Kaip minėta anksčiau, CommonJS modulius sunku efektyviai „tree-shake“. Pereikite prie ES modulių kada tik įmanoma.
• Šalutiniai poveikiai moduliuose: Šalutiniai poveikiai gali neleisti paketavimo įrankiui tiksliai nustatyti, kuris kodas nenaudojamas. Sumažinkite šalutinius poveikius savo moduliuose ir naudokite grynąsias funkcijas kada tik įmanoma.
• Globalūs importavimai: Venkite importuoti visas bibliotekas globaliai. Vietoj to, importuokite tik tuos konkrečius komponentus ar funkcijas, kurių jums reikia. Pavyzdžiui, vietoj import _ from 'lodash'; naudokite import { map } from 'lodash';.
• CSS šalutiniai poveikiai: Užtikrinkite, kad jūsų CSS importavimai nesukeltų šalutinių poveikių. Pavyzdžiui, jei importuojate CSS failą, kuris taiko stilius globaliai, gali būti sunkiau nustatyti, kurios CSS taisyklės iš tikrųjų naudojamos. Apsvarstykite galimybę naudoti CSS modulius arba CSS-in-JS sprendimą, kad izoliuotumėte stilius konkretiems komponentams.

Įrankiai, skirti analizuoti ir optimizuoti jūsų paketą

Keletas įrankių gali padėti jums analizuoti savo paketą ir nustatyti optimizavimo galimybes:

• Webpack Bundle Analyzer: Populiarus Webpack papildinys, kuris vizualiai atvaizduoja jūsų paketą, rodydamas kiekvieno modulio ir priklausomybės dydį.
• Rollup Visualizer: Panašus įrankis Rollup, kuris padeda vizualizuoti jūsų paketą ir nustatyti galimas problemas.
• Parcel Size Analysis: Parcel teikia įmontuotą palaikymą paketo dydžio analizei ir didelių priklausomybių nustatymui.
• Source Map Explorer: Komandinės eilutės įrankis, kuris analizuoja JavaScript šaltinio žemėlapius, siekiant nustatyti kodą, kuris labiausiai prisideda prie jūsų paketo dydžio.
• Lighthouse: Google Lighthouse įrankis gali suteikti vertingų įžvalgų apie jūsų svetainės našumą, įskaitant paketo dydį ir įkėlimo laikus.

„Tree Shaking“ už JavaScript ribų: CSS ir kiti resursai

Nors „tree shaking“ daugiausia siejamas su JavaScript, ši koncepcija gali būti pritaikyta ir kitiems resursams. Pavyzdžiui, galite naudoti CSS „tree shaking“ technikas, kad pašalintumėte nenaudojamas CSS taisykles iš savo stilių lentelių.

CSS „Tree Shaking“

CSS „tree shaking“ apima jūsų HTML ir JavaScript kodo analizę, siekiant nustatyti, kurios CSS taisyklės iš tikrųjų naudojamos, ir pašalinti likusias. Tai galima pasiekti naudojant tokius įrankius kaip:

• PurgeCSS: Populiarus įrankis, kuris analizuoja jūsų HTML, JavaScript ir CSS failus, siekiant nustatyti ir pašalinti nenaudojamas CSS taisykles.
• UnCSS: Kitas įrankis, kuris pašalina nenaudojamą CSS, analizuodamas jūsų HTML ir JavaScript kodą.

Šie įrankiai gali žymiai sumažinti jūsų CSS failų dydį, todėl sutrumpėja įkėlimo laikas ir pagerėja našumas.

Kiti resursai

„Tree shaking“ koncepcija gali būti taikoma ir kitiems resursams, tokiems kaip vaizdai ir šriftai. Pavyzdžiui, galite naudoti vaizdo optimizavimo technikas, kad sumažintumėte vaizdų dydį nepakenkdami kokybei. Taip pat galite naudoti šriftų poskyrį, kad įtrauktumėte tik tuos simbolius, kurie iš tikrųjų naudojami jūsų svetainėje.

„Tree Shaking“ ateitis

„Tree shaking“ yra esminė optimizavimo technika šiuolaikiniame žiniatinklio kūrime, ir jos svarba ateityje tik didės. Kadangi žiniatinklio programos tampa vis sudėtingesnės ir priklauso nuo didesnių komponentų bibliotekų, efektyvaus nenaudojamo kodo pašalinimo poreikis taps dar kritiškesnis.

Ateities „tree shaking“ patobulinimai gali apimti:

• Patobulinta statinė analizė: Sudėtingesnės statinės analizės technikos, kurios gali nustatyti ir pašalinti dar daugiau nenaudojamo kodo.
• Dinaminis „Tree Shaking“: Technikos, kurios gali dinamiškai analizuoti kodo naudojimą vykdymo metu ir pašalinti nenaudojamą kodą realiu laiku.
• Integracija su naujomis sistemomis ir bibliotekomis: Sklandi integracija su naujomis priekinės sąsajos sistemomis ir komponentų bibliotekomis.
• Granulėtesnis valdymas: Suteikiant kūrėjams daugiau kontrolės „tree shaking“ procese, kad optimizavimas būtų pritaikytas pagal konkrečius jų poreikius.

Išvada

„Tree shaking“ yra galinga technika, skirta optimizuoti priekinės sąsajos komponentų bibliotekas ir pagerinti svetainės našumą. Pašalindami nenaudojamą kodą, galite žymiai sumažinti paketo dydį, pagerinti įkėlimo laikus ir suteikti geresnę vartotojo patirtį. Suprasdami „tree shaking“ principus ir vadovaudamiesi geriausia praktika, galite užtikrinti, kad jūsų programos būtų kuo efektyvesnės ir našesnės, suteikdamos konkurencinį pranašumą pasaulinėje skaitmeninėje erdvėje. Įtraukite „tree shaking“ kaip neatsiejamą savo kūrimo darbo eigos dalį, kad sukurtumėte didelio našumo, keičiamo dydžio ir lengvai prižiūrimas žiniatinklio programas vartotojams visame pasaulyje.