JavaScript karkaso architektūra: komponentų medžio optimizavimas

Šiuolaikiniame interneto svetainių kūrimo pasaulyje karaliauja tokie „JavaScript“ karkasai kaip „React“, „Angular“ ir „Vue.js“. Jie suteikia kūrėjams galimybę santykinai lengvai kurti sudėtingas ir interaktyvias vartotojo sąsajas. Šių karkasų pagrindas yra komponentų medis – hierarchinė struktūra, atspindinti visą programos vartotojo sąsają. Tačiau, kai programos didėja ir tampa sudėtingesnės, komponentų medis gali tapti kliūtimi, darančia įtaką našumui ir palaikymui. Šiame straipsnyje gilinamasi į svarbią komponentų medžio optimizavimo temą, pateikiant strategijas ir geriausias praktikas, taikomas bet kuriam „JavaScript“ karkasui ir skirtas pagerinti visame pasaulyje naudojamų programų našumą.

Komponentų medžio supratimas

Prieš gilinantis į optimizavimo technikas, įtvirtinkime supratimą apie patį komponentų medį. Įsivaizduokite svetainę kaip statybinių blokų rinkinį. Kiekvienas statybinis blokas yra komponentas. Šie komponentai yra įdėti vienas į kitą, kad sukurtų bendrą programos struktūrą. Pavyzdžiui, svetainė gali turėti šakninį komponentą (pvz., `App`), kuriame yra kiti komponentai, tokie kaip `Header`, `MainContent` ir `Footer`. `MainContent` savo ruožtu gali turėti komponentus, tokius kaip `ArticleList` ir `Sidebar`. Šis įdėjimas sukuria medžio pavidalo struktūrą – komponentų medį.

„JavaScript“ karkasai naudoja virtualų DOM („Document Object Model“) – atmintyje esantį tikrojo DOM atvaizdą. Kai komponento būsena pasikeičia, karkasas palygina virtualų DOM su ankstesne versija, kad nustatytų minimalų pakeitimų rinkinį, reikalingą atnaujinti tikrąjį DOM. Šis procesas, žinomas kaip suderinimas (reconciliation), yra labai svarbus našumui. Tačiau neefektyvūs komponentų medžiai gali lemti nereikalingus pervaizdavimus, panaikindami virtualaus DOM privalumus.

Optimizavimo svarba

Komponentų medžio optimizavimas yra itin svarbus dėl kelių priežasčių:

• Geresnis našumas: Gerai optimizuotas medis sumažina nereikalingų pervaizdavimų skaičių, todėl įkėlimo laikas sutrumpėja, o vartotojo patirtis tampa sklandesnė. Tai ypač svarbu vartotojams su lėtesniu interneto ryšiu ar mažiau galingais įrenginiais, kas yra realybė didelei pasaulinės interneto auditorijos daliai.
• Padidintas mastelis: Programoms augant ir tampant sudėtingesnėms, optimizuotas komponentų medis užtikrina, kad našumas išliks pastovus, ir neleidžia programai tapti lėta.
• Lengvesnis palaikymas: Gerai struktūrizuotą ir optimizuotą medį lengviau suprasti, derinti ir palaikyti, sumažinant tikimybę, kad kūrimo metu atsiras našumo regresijų.
• Geresnė vartotojo patirtis: Reaguojanti ir našiai veikianti programa džiugina vartotojus, o tai lemia didesnį įsitraukimą ir konversijų rodiklius. Apsvarstykite poveikį el. prekybos svetainėms, kuriose net nedidelis vėlavimas gali lemti prarastus pardavimus.

Optimizavimo technikos

Dabar panagrinėkime keletą praktinių technikų, kaip optimizuoti jūsų „JavaScript“ karkaso komponentų medį:

1. Pervaizdavimų minimizavimas naudojant memoizaciją

Memoizacija yra galinga optimizavimo technika, kuri apima brangių funkcijų iškvietimų rezultatų kešavimą ir kešuoto rezultato grąžinimą, kai vėl pasitaiko tie patys įvesties duomenys. Komponentų kontekste memoizacija apsaugo nuo pervaizdavimo, jei komponento savybės (props) nepasikeitė.

React: „React“ siūlo `React.memo` aukštesnės eilės komponentą funkciniams komponentams memoizuoti. `React.memo` atlieka paviršutinišką savybių palyginimą, kad nustatytų, ar komponentą reikia pervaizduoti.

Pavyzdys:

const MyComponent = React.memo(function MyComponent(props) {
  // Component logic
  return <div>{props.data}</div>;
});

Taip pat galite pateikti pasirinktinę palyginimo funkciją kaip antrąjį argumentą `React.memo`, skirtą sudėtingesniems savybių palyginimams.

Angular: „Angular“ naudoja `OnPush` pakeitimų aptikimo strategiją, kuri nurodo „Angular“ pervaizduoti komponentą tik tada, kai pasikeitė jo įvesties savybės arba įvykis kilo iš paties komponento.

Pavyzdys:

import { Component, Input, ChangeDetectionStrategy } from '@angular/core';

@Component({
  selector: 'app-my-component',
  templateUrl: './my-component.component.html',
  styleUrls: ['./my-component.component.css'],
  changeDetection: ChangeDetectionStrategy.OnPush
})
export class MyComponent {
  @Input() data: any;
}

Vue.js: „Vue.js“ siūlo `memo` funkciją (Vue 3 versijoje) ir naudoja reaktyvią sistemą, kuri efektyviai seka priklausomybes. Kai pasikeičia komponento reaktyvios priklausomybės, „Vue.js“ automatiškai atnaujina komponentą.

Pavyzdys:

<template>
  <div>{{ data }}</div>
</template>

<script>
import { defineComponent } from 'vue';

export default defineComponent({
  props: {
    data: {
      type: String,
      required: true
    }
  }
});
</script>

Pagal numatytuosius nustatymus, „Vue.js“ optimizuoja atnaujinimus remdamasi priklausomybių sekimu, tačiau norėdami gauti smulkesnę kontrolę, galite naudoti `computed` savybes brangiems skaičiavimams memoizuoti.

2. Nereikalingo savybių perdavimo (Prop Drilling) vengimas

Savybių perdavimas (prop drilling) įvyksta, kai perduodate savybes (props) per kelis komponentų lygius, net jei kai kuriems iš tų komponentų duomenų iš tikrųjų nereikia. Tai gali sukelti nereikalingus pervaizdavimus ir apsunkinti komponentų medžio palaikymą.

Context API (React): „Context API“ suteikia būdą dalytis duomenimis tarp komponentų, nereikalaujant rankiniu būdu perduoti savybių per kiekvieną medžio lygį. Tai ypač naudinga duomenims, kurie laikomi „globaliais“ „React“ komponentų medžiui, pavyzdžiui, dabartinis autentifikuotas vartotojas, tema ar pageidaujama kalba.

Servisai (Angular): „Angular“ skatina naudoti servisus duomenims ir logikai tarp komponentų dalytis. Servisai yra singletonai, o tai reiškia, kad visoje programoje egzistuoja tik vienas serviso egzempliorius. Komponentai gali įdiegti (inject) servisus, kad gautų prieigą prie bendrų duomenų ir metodų.

Provide/Inject (Vue.js): „Vue.js“ siūlo `provide` ir `inject` funkcijas, panašias į „React“ „Context API“. Tėvinis komponentas gali `provide` (pateikti) duomenis, o bet kuris palikuonio komponentas gali `inject` (įdiegti) tuos duomenis, nepriklausomai nuo komponentų hierarchijos.

Šie metodai leidžia komponentams tiesiogiai pasiekti jiems reikalingus duomenis, nepasikliaujant tarpiniais komponentais, perduodančiais savybes.

3. Tingus krovimas (Lazy Loading) ir kodo skaidymas (Code Splitting)

Tingus krovimas apima komponentų ar modulių įkėlimą tik tada, kai jų prireikia, užuot viską įkėlus iš karto. Tai žymiai sumažina pradinį programos įkėlimo laiką, ypač didelėms programoms su daugeliu komponentų.

Kodo skaidymas yra jūsų programos kodo padalijimo į mažesnius paketus, kuriuos galima įkelti pagal poreikį, procesas. Tai sumažina pradinio „JavaScript“ paketo dydį, todėl pradinis įkėlimas vyksta greičiau.

React: „React“ siūlo `React.lazy` funkciją tingiam komponentų krovimui ir `React.Suspense` atsarginei vartotojo sąsajai rodyti, kol komponentas kraunasi.

Pavyzdys:

const MyComponent = React.lazy(() => import('./MyComponent'));

function App() {
  return (
    <React.Suspense fallback={<div>Loading...</div>}>
      <MyComponent />
    </React.Suspense>
  );
}

Angular: „Angular“ palaiko tingų krovimą per savo maršrutizavimo modulį. Galite konfigūruoti maršrutus taip, kad moduliai būtų įkeliami tik tada, kai vartotojas pereina į konkretų maršrutą.

Pavyzdys (faile `app-routing.module.ts`):

const routes: Routes = [
  { path: 'my-module', loadChildren: () => import('./my-module/my-module.module').then(m => m.MyModuleModule) }
];

Vue.js: „Vue.js“ palaiko tingų krovimą su dinaminiais importais. Galite naudoti `import()` funkciją komponentams įkelti asinchroniškai.

Pavyzdys:

const MyComponent = () => import('./MyComponent.vue');

export default {
  components: {
    MyComponent
  }
}

Naudodami tingų komponentų krovimą ir kodo skaidymą, galite žymiai pagerinti pradinį programos įkėlimo laiką, suteikdami geresnę vartotojo patirtį.

4. Virtualizacija dideliems sąrašams

Atvaizduojant didelius duomenų sąrašus, visų sąrašo elementų atvaizdavimas vienu metu gali būti itin neefektyvus. Virtualizacija, dar vadinama langų technika (windowing), yra technika, kuri atvaizduoja tik tuos elementus, kurie šiuo metu matomi peržiūros srityje. Vartotojui slenkant, sąrašo elementai dinamiškai atvaizduojami ir panaikinami, užtikrinant sklandų slinkimą net su labai dideliais duomenų rinkiniais.

Kiekvienam karkasui yra prieinamos kelios bibliotekos virtualizacijai įgyvendinti:

• React: `react-window`, `react-virtualized`
• Angular: `@angular/cdk/scrolling`
• Vue.js: `vue-virtual-scroller`

Šios bibliotekos suteikia optimizuotus komponentus efektyviam didelių sąrašų atvaizdavimui.

5. Įvykių apdorojimo funkcijų optimizavimas

Per daug įvykių apdorojimo funkcijų pridėjimas prie DOM elementų taip pat gali paveikti našumą. Apsvarstykite šias strategijas:

• Debouncing ir Throttling: Debouncing ir throttling yra technikos, skirtos apriboti funkcijos vykdymo dažnį. Debouncing atideda funkcijos vykdymą, kol praeis tam tikras laiko tarpas nuo paskutinio funkcijos iškvietimo. Throttling riboja greitį, kuriuo funkcija gali būti vykdoma. Šios technikos yra naudingos tvarkant tokius įvykius kaip `scroll`, `resize` ir `input`.
• Įvykių delegavimas: Įvykių delegavimas apima vieno įvykio klausytojo prijungimą prie tėvinio elemento ir visų jo vaikinių elementų įvykių tvarkymą. Tai sumažina įvykių klausytojų, kuriuos reikia prijungti prie DOM, skaičių.

6. Nekintamos duomenų struktūros

Nekintamų duomenų struktūrų naudojimas gali pagerinti našumą, nes palengvina pakeitimų aptikimą. Kai duomenys yra nekintami, bet koks duomenų pakeitimas sukuria naują objektą, o ne modifikuoja esamą. Tai leidžia lengviau nustatyti, ar komponentą reikia pervaizduoti, nes galite tiesiog palyginti seną ir naują objektus.

Bibliotekos, tokios kaip Immutable.js, gali padėti dirbti su nekintamomis duomenų struktūromis „JavaScript“ aplinkoje.

7. Profiliavimas ir stebėjimas

Galiausiai, būtina profiliuoti ir stebėti savo programos našumą, kad būtų galima nustatyti galimas kliūtis. Kiekvienas karkasas teikia įrankius komponentų atvaizdavimo našumui profiliuoti ir stebėti:

• React: React DevTools Profiler
• Angular: Augury (pasenęs, naudokite Chrome DevTools „Performance“ skirtuką)
• Vue.js: Vue Devtools „Performance“ skirtukas

Šie įrankiai leidžia vizualizuoti komponentų atvaizdavimo laikus ir nustatyti optimizavimo sritis.

Globalūs aspektai optimizavimui

Optimizuojant komponentų medžius globalioms programoms, labai svarbu atsižvelgti į veiksnius, kurie gali skirtis įvairiuose regionuose ir vartotojų demografinėse grupėse:

• Tinklo sąlygos: Vartotojai skirtinguose regionuose gali turėti skirtingą interneto greitį ir tinklo delsą. Optimizuokite lėtesniems tinklo ryšiams, mažindami paketų dydžius, naudodami tingų krovimą ir agresyviai kešuodami duomenis.
• Įrenginių galimybės: Vartotojai gali pasiekti jūsų programą naudodami įvairius įrenginius, nuo aukštos klasės išmaniųjų telefonų iki senesnių, mažiau galingų įrenginių. Optimizuokite žemesnės klasės įrenginiams, mažindami savo komponentų sudėtingumą ir minimalizuodami vykdomo „JavaScript“ kodo kiekį.
• Lokalizacija: Užtikrinkite, kad jūsų programa būtų tinkamai lokalizuota skirtingoms kalboms ir regionams. Tai apima teksto vertimą, datų ir skaičių formatavimą bei išdėstymo pritaikymą skirtingiems ekrano dydžiams ir orientacijoms.
• Prieinamumas: Įsitikinkite, kad jūsų programa yra prieinama vartotojams su negalia. Tai apima alternatyvaus teksto pateikimą paveikslėliams, semantinio HTML naudojimą ir užtikrinimą, kad programą galima valdyti klaviatūra.

Apsvarstykite galimybę naudoti turinio pristatymo tinklą (CDN), kad paskirstytumėte savo programos resursus po visą pasaulį esančiuose serveriuose. Tai gali žymiai sumažinti delsą vartotojams skirtinguose regionuose.

Išvada

Komponentų medžio optimizavimas yra esminis aspektas kuriant našias ir lengvai palaikomas „JavaScript“ karkasų programas. Taikydami šiame straipsnyje aprašytas technikas, galite žymiai pagerinti savo programų našumą, pagerinti vartotojo patirtį ir užtikrinti, kad jūsų programos efektyviai didėtų. Nepamirškite reguliariai profiliuoti ir stebėti savo programos našumą, kad nustatytumėte galimas kliūtis ir nuolat tobulintumėte savo optimizavimo strategijas. Atsižvelgdami į pasaulinės auditorijos poreikius, galite kurti greitas, reaguojančias ir prieinamas programas vartotojams visame pasaulyje.