Serverio pusės atvaizdavimas: „JavaScript“ hidratacija ir poveikis našumui

Serverio pusės atvaizdavimas (SSR) tapo vienu iš pagrindinių šiuolaikinio žiniatinklio kūrimo elementų, siūlančiu didelių pranašumų našumo, SEO ir vartotojo patirties srityse. Tačiau „JavaScript“ hidratacijos procesas, kuris SSR atvaizduotą turinį atgaivina kliento pusėje, taip pat gali sukelti našumo kliūčių. Šiame straipsnyje pateikiama išsami SSR apžvalga, hidratacijos procesas, galimas jo poveikis našumui ir optimizavimo strategijos.

Kas yra serverio pusės atvaizdavimas?

Serverio pusės atvaizdavimas – tai technika, kai žiniatinklio programos turinys yra atvaizduojamas serveryje, prieš jį išsiunčiant į kliento naršyklę. Skirtingai nuo kliento pusės atvaizdavimo (CSR), kai naršyklė atsisiunčia minimalų HTML puslapį ir tada atvaizduoja turinį naudodama „JavaScript“, SSR siunčia visiškai atvaizduotą HTML puslapį. Tai suteikia keletą pagrindinių privalumų:

• Geresnis SEO: Paieškos sistemų robotai gali lengvai indeksuoti visiškai atvaizduotą turinį, o tai lemia geresnes pozicijas paieškos sistemose.
• Greitesnis pirmasis turinio atvaizdavimas (FCP): Vartotojai mato turinį atvaizduotą beveik akimirksniu, o tai pagerina suvokiamą našumą ir vartotojo patirtį.
• Geresnis našumas mažos galios įrenginiuose: Serveris atlieka atvaizdavimą, sumažindamas kliento įrenginio apkrovą, todėl programa tampa prieinama vartotojams su senesniais ar mažiau galingais įrenginiais.
• Patobulintas dalijimasis socialiniuose tinkluose: Socialinių tinklų platformos gali lengvai išgauti metaduomenis ir rodyti turinio peržiūras.

Sistemos, tokios kaip „Next.js“ („React“), „Angular Universal“ („Angular“) ir „Nuxt.js“ („Vue.js“), labai palengvino SSR įgyvendinimą, abstrahuodamos daugelį susijusių sudėtingumų.

„JavaScript“ hidratacijos supratimas

Nors SSR pateikia pradinį atvaizduotą HTML, „JavaScript“ hidratacija yra procesas, kuris atvaizduotą turinį paverčia interaktyviu. Tai apima „JavaScript“ kodo, kuris iš pradžių buvo įvykdytas serveryje, pakartotinį vykdymą kliento pusėje. Šis procesas priskiria įvykių klausytojus (event listeners), nustato komponentų būseną ir leidžia programai reaguoti į vartotojo sąveikas.

Čia pateikiamas tipinio hidratacijos proceso suskirstymas:

1. HTML atsisiuntimas: Naršyklė atsisiunčia HTML iš serverio. Šiame HTML yra pradinis atvaizduotas turinys.
2. „JavaScript“ atsisiuntimas ir analizavimas: Naršyklė atsisiunčia ir išanalizuoja programai reikalingus „JavaScript“ failus.
3. Hidratacija: „JavaScript“ sistema (pvz., „React“, „Angular“, „Vue.js“) pervaizduoja programą kliento pusėje, suderindama DOM struktūrą su serveryje atvaizduotu HTML. Šis procesas priskiria įvykių klausytojus ir inicializuoja programos būseną.
4. Interaktyvi programa: Kai hidratacija baigta, programa tampa visiškai interaktyvi ir reaguojanti į vartotojo įvestį.

Svarbu suprasti, kad hidratacija nėra tiesiog „įvykių klausytojų priskyrimas“. Tai yra pilnas pervaizdavimo procesas. Sistema palygina serveryje atvaizduotą DOM su kliento pusėje atvaizduotu DOM, pataisydama bet kokius skirtumus. Net jei serveris ir klientas atvaizduoja *lygiai tą patį* rezultatą, šis procesas *vis tiek* užtrunka.

Hidratacijos poveikis našumui

Nors SSR suteikia pradinių našumo pranašumų, prastai optimizuota hidratacija gali šiuos pranašumus panaikinti ir netgi sukelti naujų našumo problemų. Kai kurios dažnos našumo problemos, susijusios su hidratacija, yra šios:

• Padidėjęs interaktyvumo laikas (TTI): Jei hidratacija trunka per ilgai, programa gali atrodyti greitai įkelta (dėl SSR), tačiau vartotojai negali su ja sąveikauti, kol hidratacija nebus baigta. Tai gali sukelti prastą vartotojo patirtį.
• Kliento pusės procesoriaus (CPU) kliūtys: Hidratacija yra procesoriui imlus procesas. Sudėtingos programos su dideliais komponentų medžiais gali apkrauti kliento procesorių, o tai lemia lėtą veikimą, ypač mobiliuosiuose įrenginiuose.
• „JavaScript“ paketo dydis: Dideli „JavaScript“ paketai pailgina atsisiuntimo ir analizavimo laiką, atitolindami hidratacijos proceso pradžią. Išpūsti paketai taip pat padidina atminties naudojimą.
• Nenustilizuoto turinio blyksnis (FOUC) arba Neteisingo turinio blyksnis (FOIC): Kai kuriais atvejais gali būti trumpas laikotarpis, kai kliento pusės stiliai ar turinys skiriasi nuo serveryje atvaizduoto HTML, o tai sukelia vizualinius neatitikimus. Tai labiau paplitę, kai kliento pusės būsena po hidratacijos ženkliai keičia vartotojo sąsają.
• Trečiųjų šalių bibliotekos: Didelio skaičiaus trečiųjų šalių bibliotekų naudojimas gali žymiai padidinti „JavaScript“ paketo dydį ir paveikti hidratacijos našumą.

Pavyzdys: sudėtinga el. prekybos svetainė

Įsivaizduokite el. prekybos svetainę su tūkstančiais produktų. Produktų sąrašų puslapiai atvaizduojami naudojant SSR, siekiant pagerinti SEO ir pradinį įkėlimo laiką. Tačiau kiekvienoje produkto kortelėje yra interaktyvių elementų, tokių kaip „įdėti į krepšelį“ mygtukai, žvaigždučių vertinimai ir greitos peržiūros parinktys. Jei „JavaScript“ kodas, atsakingas už šiuos interaktyvius elementus, nėra optimizuotas, hidratacijos procesas gali tapti kliūtimi. Vartotojai gali greitai pamatyti produktų sąrašus, tačiau paspaudus mygtuką „įdėti į krepšelį“, jis gali nereaguoti kelias sekundes, kol hidratacija bus baigta.

Hidratacijos našumo optimizavimo strategijos

Norėdami sumažinti hidratacijos poveikį našumui, apsvarstykite šias optimizavimo strategijas:

1. Sumažinkite „JavaScript“ paketo dydį

Kuo mažesnis „JavaScript“ paketas, tuo greičiau naršyklė gali atsisiųsti, išanalizuoti ir įvykdyti kodą. Štai keletas metodų, kaip sumažinti paketo dydį:

• Kodo skaidymas: Padalinkite programą į mažesnes dalis, kurios įkeliamos pagal poreikį. Tai užtikrina, kad vartotojai atsisiunčia tik dabartiniam puslapiui ar funkcijai būtiną kodą. Sistemos, tokios kaip „React“ (su `React.lazy` ir `Suspense`) ir „Vue.js“ (su dinaminiais importais), teikia integruotą kodo skaidymo palaikymą. „Webpack“ ir kiti paketų kūrėjai taip pat siūlo kodo skaidymo galimybes.
• „Tree Shaking“ (medžio purenimas): Pašalinkite nenaudojamą kodą iš „JavaScript“ paketo. Šiuolaikiniai paketų kūrėjai, tokie kaip „Webpack“ ir „Parcel“, gali automatiškai pašalinti neveikiantį kodą kūrimo proceso metu. Įsitikinkite, kad jūsų kodas parašytas naudojant ES modulius (su `import` ir `export`), kad būtų galima naudoti „tree shaking“.
• Minifikavimas ir glaudinimas: Sumažinkite „JavaScript“ failų dydį pašalindami nereikalingus simbolius (minifikavimas) ir suglaudindami failus naudojant „gzip“ ar „Brotli“. Dauguma paketų kūrėjų turi integruotą minifikavimo palaikymą, o žiniatinklio serverius galima sukonfigūruoti failams glaudinti.
• Pašalinkite nereikalingas priklausomybes: Atidžiai peržiūrėkite savo projekto priklausomybes ir pašalinkite visas bibliotekas, kurios nėra būtinos. Apsvarstykite galimybę naudoti mažesnes, lengvesnes alternatyvas įprastoms užduotims. Įrankiai, tokie kaip `bundle-analyzer`, gali padėti vizualizuoti kiekvienos priklausomybės dydį jūsų pakete.
• Naudokite efektyvias duomenų struktūras ir algoritmus: Atidžiai rinkitės duomenų struktūras ir algoritmus, kad sumažintumėte atminties naudojimą ir procesoriaus apdorojimą hidratacijos metu. Pavyzdžiui, apsvarstykite galimybę naudoti nekintamas duomenų struktūras, kad išvengtumėte nereikalingų pervaizdavimų.

2. Progresyvioji hidratacija

Progresyvioji hidratacija apima tik tų interaktyvių komponentų hidratavimą, kurie iš pradžių yra matomi ekrane. Likę komponentai hidratuojami pagal poreikį, kai vartotojas slenka puslapį ar su jais sąveikauja. Tai žymiai sumažina pradinį hidratacijos laiką ir pagerina TTI.

Sistemos, tokios kaip „React“, teikia eksperimentines funkcijas, pvz., selektyviąją hidrataciją, kuri leidžia kontroliuoti, kurios programos dalys ir kokia tvarka yra hidratuojamos. Bibliotekos, tokios kaip `react-intersection-observer`, gali būti naudojamos hidratacijai suaktyvinti, kai komponentai tampa matomi peržiūros srityje.

3. Dalinė hidratacija

Dalinė hidratacija žengia dar vieną žingsnį toliau nei progresyvioji hidratacija, hidratuodama tik interaktyvias komponento dalis, o statines dalis palikdama nehidratuotas. Tai ypač naudinga komponentams, kuriuose yra tiek interaktyvių, tiek neinteraktyvių elementų.

Pavyzdžiui, tinklaraščio įraše galite hidratuoti tik komentarų skiltį ir „patinka“ mygtuką, o straipsnio turinį palikti nehidratuotą. Tai gali žymiai sumažinti hidratacijos pridėtines išlaidas.

Norint pasiekti dalinę hidrataciją, paprastai reikia kruopštaus komponentų projektavimo ir tokių metodų kaip „Salų architektūra“ (Islands Architecture), kur atskiros interaktyvios „salos“ yra progresyviai hidratuojamos statinio turinio jūroje.

4. Srautinis SSR (Streaming SSR)

Užuot laukus, kol visas puslapis bus atvaizduotas serveryje, prieš jį siunčiant klientui, srautinis SSR siunčia HTML dalimis, kai jis yra atvaizduojamas. Tai leidžia naršyklei anksčiau pradėti analizuoti ir rodyti turinį, pagerinant suvokiamą našumą.

„React 18“ pristatė srautinio SSR palaikymą, leidžiantį srautiniu būdu siųsti HTML ir progresyviai hidratuoti programą.

5. Optimizuokite kliento pusės kodą

Net ir su SSR, kliento pusės kodo našumas yra labai svarbus hidratacijai ir vėlesnėms sąveikoms. Apsvarstykite šias optimizavimo technikas:

• Efektyvus įvykių tvarkymas: Venkite priskirti įvykių klausytojus šakniniam elementui. Vietoj to, naudokite įvykių delegavimą, kad priskirtumėte klausytojus pagrindiniam elementui ir tvarkytumėte jo vaikų įvykius. Tai sumažina įvykių klausytojų skaičių ir pagerina našumą.
• „Debouncing“ ir „Throttling“: Apribokite greitį, kuriuo vykdomi įvykių tvarkytojai, ypač įvykiams, kurie dažnai suveikia, pavyzdžiui, slinkimo, dydžio keitimo ir klavišų paspaudimo įvykiams. „Debouncing“ atideda funkcijos vykdymą, kol praeis tam tikras laikas nuo paskutinio jos iškvietimo. „Throttling“ apriboja greitį, kuriuo funkcija gali būti vykdoma.
• Virtualizacija: Atvaizduojant didelius sąrašus ar lenteles, naudokite virtualizacijos technikas, kad būtų atvaizduojami tik tie elementai, kurie šiuo metu matomi peržiūros srityje. Tai sumažina DOM manipuliacijų kiekį ir pagerina našumą. Bibliotekos, tokios kaip `react-virtualized` ir `react-window`, teikia efektyvius virtualizacijos komponentus.
• Memoizacija: Išsaugokite brangių funkcijų iškvietimų rezultatus ir pakartotinai juos naudokite, kai pasitaiko tos pačios įvesties reikšmės. „React“ `useMemo` ir `useCallback` kabliukai (hooks) gali būti naudojami reikšmėms ir funkcijoms memoizuoti.
• „Web Workers“: Perkelkite skaičiavimams imlias užduotis į foninę giją naudodami „Web Workers“. Tai apsaugo pagrindinę giją nuo blokavimo ir palaiko vartotojo sąsajos reaktyvumą.

6. Serverio pusės podėliavimas (caching)

Atvaizduoto HTML podėliavimas serveryje gali žymiai sumažinti serverio apkrovą ir pagerinti atsakymo laiką. Įgyvendinkite podėliavimo strategijas įvairiais lygiais, pavyzdžiui:

• Puslapių podėliavimas: Išsaugokite visą HTML išvestį konkretiems maršrutams.
• Fragmentų podėliavimas: Išsaugokite atskirus komponentus ar puslapio fragmentus.
• Duomenų podėliavimas: Išsaugokite duomenis, gautus iš duomenų bazių ar API.

Naudokite turinio pristatymo tinklą (CDN), kad išsaugotumėte ir platintumėte statinius išteklius bei atvaizduotą HTML vartotojams visame pasaulyje. CDN gali žymiai sumažinti delsą ir pagerinti našumą geografiškai išsklaidytiems vartotojams. Paslaugos, tokios kaip „Cloudflare“, „Akamai“ ir „AWS CloudFront“, teikia CDN galimybes.

7. Sumažinkite kliento pusės būseną

Kuo daugiau kliento pusės būsenos reikia valdyti hidratacijos metu, tuo ilgiau truks procesas. Apsvarstykite šias strategijas, kaip sumažinti kliento pusės būseną:

• Išveskite būseną iš savybių (props): Kai tik įmanoma, išveskite būseną iš savybių, užuot palaikę atskirus būsenos kintamuosius. Tai supaprastina komponento logiką ir sumažina duomenų, kuriuos reikia hidratuoti, kiekį.
• Naudokite serverio pusės būseną: Jei tam tikros būsenos reikšmės reikalingos tik atvaizdavimui, apsvarstykite galimybę jas perduoti iš serverio kaip savybes, užuot valdę jas kliento pusėje.
• Venkite nereikalingų pervaizdavimų: Atidžiai valdykite komponentų atnaujinimus, kad išvengtumėte nereikalingų pervaizdavimų. Naudokite tokias technikas kaip `React.memo` ir `shouldComponentUpdate`, kad komponentai nebūtų pervaizduojami, kai jų savybės nepasikeitė.

8. Stebėkite ir matuokite našumą

Reguliariai stebėkite ir matuokite savo SSR programos našumą, kad nustatytumėte galimas kliūtis ir stebėtumėte savo optimizavimo pastangų veiksmingumą. Naudokite įrankius, tokius kaip:

• „Chrome DevTools“: Suteikia išsamių įžvalgų apie „JavaScript“ kodo įkėlimą, atvaizdavimą ir vykdymą. Naudokite skydelį „Performance“, kad profiliuotumėte hidratacijos procesą ir nustatytumėte tobulinimo sritis.
• „Lighthouse“: Automatizuotas įrankis, skirtas žiniatinklio puslapių našumo, prieinamumo ir SEO auditui. „Lighthouse“ teikia rekomendacijas, kaip pagerinti hidratacijos našumą.
• „WebPageTest“: Svetainės našumo testavimo įrankis, teikiantis išsamius rodiklius ir įkėlimo proceso vizualizacijas.
• Tikrųjų vartotojų stebėjimas (RUM): Rinkite našumo duomenis iš realių vartotojų, kad suprastumėte jų patirtį ir nustatytumėte našumo problemas realiomis sąlygomis. Paslaugos, tokios kaip „New Relic“, „Datadog“ ir „Sentry“, teikia RUM galimybes.

Ne tik „JavaScript“: alternatyvų hidratacijai tyrinėjimas

Nors „JavaScript“ hidratacija yra standartinis būdas padaryti SSR turinį interaktyviu, atsiranda alternatyvių strategijų, kuriomis siekiama sumažinti arba panaikinti hidratacijos poreikį:

• Salų architektūra (Islands Architecture): Kaip minėta anksčiau, „Salų architektūra“ orientuota į tinklalapių kūrimą kaip nepriklausomų, interaktyvių „salų“ rinkinį statinio HTML jūroje. Kiekviena sala hidratuojama atskirai, sumažinant bendrą hidratacijos kainą. Sistemos, tokios kaip „Astro“, taiko šį požiūrį.
• Serverio komponentai („React“): „React“ serverio komponentai (RSC) leidžia atvaizduoti komponentus visiškai serveryje, nesiunčiant jokio „JavaScript“ į klientą. Siunčiama tik atvaizduota išvestis, todėl tiems komponentams nereikia hidratacijos. RSC ypač tinka programos dalims, kuriose gausu turinio.
• Progresyvusis tobulinimas: Tradicinė žiniatinklio kūrimo technika, orientuota į funkcinės svetainės kūrimą naudojant pagrindinį HTML, CSS ir „JavaScript“, o vėliau laipsniškai gerinant vartotojo patirtį su pažangesnėmis funkcijomis. Šis požiūris užtikrina, kad svetainė yra prieinama visiems vartotojams, nepriklausomai nuo jų naršyklės galimybių ar tinklo sąlygų.

Išvada

Serverio pusės atvaizdavimas suteikia didelių privalumų SEO, pradinio įkėlimo laikui ir vartotojo patirčiai. Tačiau „JavaScript“ hidratacija gali sukelti našumo iššūkių, jei nėra tinkamai optimizuota. Suprasdami hidratacijos procesą, įgyvendindami šiame straipsnyje aprašytas optimizavimo strategijas ir tyrinėdami alternatyvius požiūrius, galite kurti greitas, interaktyvias ir SEO palankias žiniatinklio programas, kurios suteikia puikią vartotojo patirtį pasaulinei auditorijai. Nepamirškite nuolat stebėti ir matuoti savo programos našumą, kad užtikrintumėte, jog jūsų optimizavimo pastangos yra veiksmingos ir kad suteikiate geriausią įmanomą patirtį savo vartotojams, nepriklausomai nuo jų buvimo vietos ar įrenginio.