React Flight noslēpumu atklāšana: Serializējamais protokols, kas darbina servera komponentes

Tīmekļa izstrādes pasaule nepārtraukti attīstās. Gadiem ilgi dominējošā paradigma bija vienas lapas lietojumprogramma (Single Page Application — SPA), kur klientam tiek nosūtīts minimāls HTML apvalks, kas pēc tam ielādē datus un renderē visu lietotāja saskarni, izmantojot JavaScript. Lai gan šis modelis ir spēcīgs, tas radīja izaicinājumus, piemēram, lielus saiņu (bundle) izmērus, klientu-servera datu ūdenskritumus un sarežģītu stāvokļa pārvaldību. Reaģējot uz to, kopiena piedzīvo nozīmīgu atgriešanos pie uz serveri orientētām arhitektūrām, bet ar modernu pieskaņu. Šīs evolūcijas priekšgalā ir revolucionāra React komandas funkcija: React Server Components (RSC).

Bet kā šīs komponentes, kas darbojas tikai uz servera, maģiski parādās un nevainojami integrējas klienta puses lietojumprogrammā? Atbilde slēpjas mazāk zināmā, bet kritiski svarīgā tehnoloģijā: React Flight. Tas nav API, ko jūs izmantosiet katru dienu, bet tā izpratne ir atslēga uz modernās React ekosistēmas pilnā potenciāla atraisīšanu. Šis raksts sniegs padziļinātu ieskatu React Flight protokolā, atklājot dzinēju, kas darbina nākamās paaudzes tīmekļa lietojumprogrammas.

Kas ir React Server Components? Ātrs atgādinājums

Pirms mēs analizējam protokolu, īsi atgādināsim, kas ir React Server Components un kāpēc tās ir svarīgas. Atšķirībā no tradicionālajām React komponentēm, kas darbojas pārlūkprogrammā, RSC ir jauna veida komponente, kas paredzēta darbināšanai tikai un vienīgi uz servera. Tās nekad nenosūta savu JavaScript kodu klientam.

Šī tikai serverī veiktā izpilde sniedz vairākas revolucionāras priekšrocības:

Nulles saiņa izmērs: Tā kā komponentes kods nekad nepamet serveri, tas neko nepievieno jūsu klienta puses JavaScript sainim. Tas ir milzīgs ieguvums veiktspējai, īpaši sarežģītām, ar datiem bagātām komponentēm.
Tieša piekļuve datiem: RSC var tieši piekļūt servera puses resursiem, piemēram, datubāzēm, failu sistēmām vai iekšējiem mikropakalpojumiem, bez nepieciešamības atklāt API galapunktu. Tas vienkāršo datu ielādi un novērš klientu-servera pieprasījumu ūdenskritumus.
Automātiska koda sadalīšana: Tā kā jūs varat dinamiski izvēlēties, kuras komponentes renderēt uz servera, jūs efektīvi iegūstat automātisku koda sadalīšanu. Pārlūkprogrammai tiek nosūtīts tikai interaktīvo klienta komponenšu (Client Components) kods.

Ir svarīgi atšķirt RSC no servera puses renderēšanas (Server-Side Rendering — SSR). SSR iepriekš renderē visu jūsu React lietojumprogrammu HTML virknē uz servera. Klients saņem šo HTML, attēlo to un pēc tam lejupielādē visu JavaScript saiņojumu, lai 'hidratētu' lapu un padarītu to interaktīvu. Pretstatā tam, RSC renderē īpašu, abstraktu UI aprakstu — nevis HTML —, kas pēc tam tiek straumēts uz klientu un saskaņots ar esošo komponenšu koku. Tas nodrošina daudz granulārāku un efektīvāku atjaunināšanas procesu.

Iepazīstinām ar React Flight: Pamatprotokols

Tātad, ja servera komponente nesūta ne HTML, ne savu JavaScript, ko tā sūta? Šeit spēlē ienāk React Flight. React Flight ir īpaši izstrādāts serializācijas protokols, kas paredzēts renderēta React komponenšu koka pārsūtīšanai no servera uz klientu.

Uztveriet to kā specializētu, straumējamu JSON versiju, kas saprot React primitīvus. Tas ir 'vadu formāts' (wire format), kas savieno jūsu servera vidi ar lietotāja pārlūkprogrammu. Kad jūs renderējat RSC, React neģenerē HTML. Tā vietā tas ģenerē datu straumi React Flight formātā.

Kāpēc neizmantot vienkārši HTML vai JSON?

Dabisks jautājums ir, kāpēc izgudrot pilnīgi jaunu protokolu? Kāpēc mēs nevarējām izmantot esošos standartus?

Kāpēc ne HTML? HTML sūtīšana ir SSR domēns. Problēma ar HTML ir tā, ka tas ir galīgais attēlojums. Tas zaudē komponentes struktūru un kontekstu. Jūs nevarat viegli integrēt jaunus straumēta HTML gabalus esošā, interaktīvā klienta puses React lietotnē bez pilnas lapas pārlādes vai sarežģītas DOM manipulācijas. React ir jāzina, kuras daļas ir komponentes, kādi ir to parametri (props) un kur atrodas interaktīvās 'salas' (klienta komponentes).
Kāpēc ne standarta JSON? JSON ir lielisks datiem, bet tas nevar dabiski attēlot UI komponentes, JSX vai tādus jēdzienus kā Suspense robežas. Jūs varētu mēģināt izveidot JSON shēmu, lai attēlotu komponenšu koku, bet tas būtu apjomīgs un neatrisinātu problēmu, kā attēlot komponenti, kas ir dinamiski jāielādē un jārenderē klientā.

React Flight tika izveidots, lai atrisinātu šīs specifiskās problēmas. Tas ir izstrādāts, lai būtu:

Serializējams: Spējīgs attēlot visu komponenšu koku, ieskaitot parametrus (props) un stāvokli (state).
Straumējams: UI var nosūtīt pa daļām, ļaujot klientam sākt renderēšanu, pirms ir pieejama pilna atbilde. Tas ir fundamentāli integrācijai ar Suspense.
React-zinošs: Tam ir pirmklasīgs atbalsts React konceptiem, piemēram, komponentēm, kontekstam un klienta puses koda slinkajai ielādei (lazy-loading).

Kā darbojas React Flight: Soli pa solim analīze

React Flight izmantošanas process ietver saskaņotu deju starp serveri un klientu. Apskatīsim pieprasījuma dzīves ciklu lietojumprogrammā, kas izmanto RSC.

Uz servera

Pieprasījuma iniciēšana: Lietotājs pāriet uz lapu jūsu lietojumprogrammā (piem., Next.js App Router lapa).
Komponenšu renderēšana: React sāk renderēt šīs lapas servera komponenšu koku.
Datu ielāde: Pārvietojoties pa koku, tas sastop komponentes, kas ielādē datus (piem., `async function MyServerComponent() { ... }`). Tas gaida šo datu ielādi.
Serializācija Flight straumē: Tā vietā, lai radītu HTML, React renderētājs ģenerē teksta straumi. Šis teksts ir React Flight krava (payload). Katra komponenšu koka daļa — `div`, `p`, teksta virkne, atsauce uz klienta komponenti — tiek kodēta noteiktā formātā šajā straumē.
Atbildes straumēšana: Serveris negaida, kamēr viss koks tiks renderēts. Tiklīdz pirmās UI daļas ir gatavas, tas sāk straumēt Flight kravu klientam, izmantojot HTTP. Ja tas sastop Suspense robežu, tas nosūta vietturi un turpina renderēt apturēto saturu fonā, nosūtot to vēlāk tajā pašā straumē, kad tas ir gatavs.

Klienta pusē

Straumēšanas saņemšana: React izpildlaika vide (runtime) pārlūkprogrammā saņem Flight straumi. Tas nav viens dokuments, bet gan nepārtraukta instrukciju plūsma.
Parsēšana un saskaņošana: Klienta puses React kods parsē Flight straumi pa daļām. Tas ir līdzīgi kā saņemt rasējumu komplektu, lai izveidotu vai atjauninātu UI.
Koka rekonstrukcija: Katrai instrukcijai React atjaunina savu virtuālo DOM. Tas var izveidot jaunu `div`, ievietot tekstu vai — vissvarīgāk — identificēt vietturi klienta komponentei.
Klienta komponenšu ielāde: Kad straume satur atsauci uz klienta komponenti (atzīmēta ar "use client" direktīvu), Flight krava ietver informāciju par to, kuru JavaScript saiņojumu lejupielādēt. React tad ielādē šo saiņojumu, ja tas vēl nav kešatmiņā.
Hidratācija un interaktivitāte: Kad klienta komponentes kods ir ielādēts, React to renderē norādītajā vietā un hidratē, pievienojot notikumu klausītājus un padarot to pilnībā interaktīvu. Šis process ir ļoti mērķtiecīgs un notiek tikai interaktīvajām lapas daļām.

Šis straumēšanas un selektīvās hidratācijas modelis ir ievērojami efektīvāks nekā tradicionālais SSR modelis, kas bieži prasa "viss vai neko" hidratāciju visai lapai.

React Flight kravas anatomija

Lai patiesi saprastu React Flight, ir noderīgi apskatīt tā radīto datu formātu. Lai gan jūs parasti tieši nesadarbosieties ar šo neapstrādāto izvadi, tās struktūras redzēšana atklāj, kā tā darbojas. Krava ir ar jaunrindu atdalītu JSON līdzīgu virkņu straume. Katra rinda jeb daļa (chunk) apzīmē informācijas gabalu.

Apskatīsim vienkāršu piemēru. Iedomājieties, ka mums ir šāda servera komponente:

app/page.js (Servera komponente)


<!-- Assume this is a code block in a real blog -->
async function Page() {
  const userData = await fetchUser(); // Fetches { name: 'Alice' }
  return (
    <div>
      <h1>Welcome, {userData.name}</h1>
      <p>Here is your dashboard.</p>
      <InteractiveButton text="Click Me" />
    </div>
  );
}

Un klienta komponente:

components/InteractiveButton.js (Klienta komponente)


<!-- Assume this is a code block in a real blog -->
'use client';

import { useState } from 'react';

export default function InteractiveButton({ text }) {
  const [count, setCount] = useState(0);
  return (
    <button onClick={() => setCount(count + 1)}>
      {text} ({count})
    </button>
  );
}

React Flight straume, kas tiek nosūtīta no servera uz klientu šim UI, varētu izskatīties apmēram šādi (vienkāršots skaidrības labad):


<!-- Simplified example of a Flight stream -->
M1:{"id":"./components/InteractiveButton.js","chunks":["chunk-abcde.js"],"name":"default"}
J0:["$","div",null,{"children":[["$","h1",null,{"children":["Welcome, ","Alice"]}],["$","p",null,{"children":"Here is your dashboard."}],["$","@1",null,{"text":"Click Me"}]]}]

Sadalīsim šo mīklaino izvadi:

`M` rindas (Moduļa metadati): Rinda, kas sākas ar `M1:`, ir moduļa atsauce. Tā klientam saka: "Komponente, uz kuru atsaucas ID `@1`, ir noklusējuma eksports no faila `./components/InteractiveButton.js`. Lai to ielādētu, jums ir jālejupielādē JavaScript fails `chunk-abcde.js`." Tā tiek apstrādāti dinamiskie importi un koda sadalīšana.
`J` rindas (JSON dati): Rinda, kas sākas ar `J0:`, satur serializētu komponenšu koku. Apskatīsim tās struktūru: `["$","div",null,{...}]`.
Simbols `$`: Šis ir īpašs identifikators, kas norāda uz React elementu (būtībā JSX). Formāts parasti ir `["$", tips, atslēga, parametri]`.
Komponenšu koka struktūra: Jūs varat redzēt ligzdoto HTML struktūru. `div` elementam ir `children` parametrs, kas ir masīvs, kurā ir `h1`, `p` un vēl viens React elements.
Datu integrācija: Ievērojiet, ka vārds `"Alice"` ir tieši iegults straumē. Servera datu ielādes rezultāts tiek serializēts tieši UI aprakstā. Klientam nav jāzina, kā šie dati tika iegūti.
Simbols `@` (Klienta komponentes atsauce): Interesantākā daļa ir `["$","@1",null,{"text":"Click Me"}]`. `@1` ir atsauce. Tā klientam saka: "Šajā vietā kokā jums ir jārenderē klienta komponente, ko apraksta moduļa metadati `M1`. Un, kad jūs to renderējat, nododiet tai šos parametrus: `{ text: 'Click Me' }`."

Šī krava ir pilns instrukciju komplekts. Tā klientam precīzi norāda, kā izveidot UI, kādu statisko saturu attēlot, kur novietot interaktīvas komponentes, kā ielādēt to kodu un kādus parametrus tām nodot. Tas viss tiek darīts kompaktā, straumējamā formātā.

React Flight protokola galvenās priekšrocības

Flight protokola dizains tieši nodrošina RSC paradigmas galvenās priekšrocības. Izprotot protokolu, kļūst skaidrs, kāpēc šīs priekšrocības ir iespējamas.

Straumēšana un dabiskais Suspense

Tā kā protokols ir ar jaunrindām atdalīta straume, serveris var nosūtīt UI tā renderēšanas laikā. Ja komponente tiek apturēta (piem., gaida datus), serveris var nosūtīt viettura instrukciju straumē, nosūtīt pārējo lapas UI un tad, kad dati ir gatavi, nosūtīt jaunu instrukciju tajā pašā straumē, lai aizstātu vietturi ar faktisko saturu. Tas nodrošina pirmklasīgu straumēšanas pieredzi bez sarežģītas klienta puses loģikas.

Nulles saiņa izmērs servera loģikai

Aplūkojot kravu, var redzēt, ka tajā nav nekāda koda no pašas `Page` komponentes. Datu ielādes loģika, jebkādi sarežģīti biznesa aprēķini vai atkarības, piemēram, lielas bibliotēkas, kas tiek izmantotas tikai serverī, ir pilnībā pazudušas. Straume satur tikai šīs loģikas *rezultātu*. Tas ir fundamentālais mehānisms, kas stāv aiz RSC solījuma par "nulles saiņa izmēru".

Datu ielādes kolokācija

`userData` ielāde notiek serverī, un tikai tās rezultāts (`'Alice'`) tiek serializēts straumē. Tas ļauj izstrādātājiem rakstīt datu ielādes kodu tieši tajā komponentē, kurai tas ir nepieciešams — šo konceptu sauc par kolokāciju. Šis modelis vienkāršo kodu, uzlabo uzturējamību un novērš klientu-servera ūdenskritumus, kas nomoka daudzas SPA.

Selektīvā hidratācija

Protokola skaidrā atšķirība starp renderētiem HTML elementiem un klienta komponenšu atsaucēm (`@`) ir tas, kas nodrošina selektīvo hidratāciju. Klienta puses React izpildlaika vide zina, ka tikai `@` komponentēm ir nepieciešams to atbilstošais JavaScript, lai tās kļūtu interaktīvas. Tā var ignorēt statiskās koka daļas, ietaupot ievērojamus skaitļošanas resursus sākotnējās lapas ielādes laikā.

React Flight salīdzinājumā ar alternatīvām: globāla perspektīva

Lai novērtētu React Flight inovāciju, ir noderīgi to salīdzināt ar citām pieejām, ko izmanto globālajā tīmekļa izstrādes kopienā.

vs. Traditional SSR + Hydration

Kā minēts, tradicionālā SSR nosūta pilnu HTML dokumentu. Pēc tam klients lejupielādē lielu JavaScript saiņojumu un "hidratē" visu dokumentu, pievienojot notikumu klausītājus statiskajam HTML. Tas var būt lēni un trausli. Viena kļūda var liegt visai lapai kļūt interaktīvai. React Flight straumējamā un selektīvā daba ir izturīgāka un veiktspējīgāka šī koncepta evolūcija.

vs. GraphQL/REST APIs

Bieži rodas neskaidrības, vai RSC aizstāj datu API, piemēram, GraphQL vai REST. Atbilde ir nē; tās ir papildinošas. React Flight ir protokols UI koka serializēšanai, nevis vispārējas nozīmes datu vaicājumu valoda. Patiesībā servera komponente bieži izmantos GraphQL vai REST API serverī, lai ielādētu savus datus pirms renderēšanas. Galvenā atšķirība ir tā, ka šis API izsaukums notiek no servera uz serveri, kas parasti ir daudz ātrāk un drošāk nekā izsaukums no klienta uz serveri. Klients saņem galīgo UI, izmantojot Flight straumi, nevis neapstrādātus datus.

vs. Other Modern Frameworks

Arī citi ietvari globālajā ekosistēmā risina servera un klienta sadalījuma problēmu. Piemēram:

Astro Islands: Astro izmanto līdzīgu 'salu' arhitektūru, kur lielākā daļa vietnes ir statisks HTML, un interaktīvās komponentes tiek ielādētas individuāli. Koncepcija ir līdzīga klienta komponentēm RSC pasaulē. Tomēr Astro galvenokārt sūta HTML, kamēr React sūta strukturētu UI aprakstu, izmantojot Flight, kas ļauj nodrošināt vienmērīgāku integrāciju ar klienta puses React stāvokli.
Qwik un atsākamība (Resumability): Qwik izmanto citu pieeju, ko sauc par atsākamību. Tas serializē visu lietojumprogrammas stāvokli HTML kodā, tāpēc klientam nav nepieciešams atkārtoti izpildīt kodu startēšanas laikā (hidratācija). Tas var 'atsākt' darbu tur, kur serveris to pārtrauca. React Flight un selektīvā hidratācija mērķē uz līdzīgu ātras interaktivitātes sasniegšanas mērķi, bet ar citu mehānismu, ielādējot un darbinot tikai nepieciešamo interaktīvo kodu.

Praktiskā ietekme un labākā prakse izstrādātājiem

Lai gan jūs nerakstīsiet React Flight kravas ar roku, protokola izpratne nosaka, kā jums vajadzētu veidot modernas React lietojumprogrammas.

Pieņemiet `"use server"` un `"use client"`

Ietvaros, piemēram, Next.js, `"use client"` direktīva ir jūsu galvenais rīks, lai kontrolētu robežu starp serveri un klientu. Tas ir signāls būvēšanas sistēmai, ka komponente un tās bērni jāuzskata par interaktīvu salu. Tās kods tiks iekļauts saiņojumā un nosūtīts uz pārlūkprogrammu, un React Flight serializēs atsauci uz to. Un otrādi, šīs direktīvas neesamība (vai `"use server"` izmantošana servera darbībām) saglabā komponentes serverī. Pārvaldiet šo robežu, lai veidotu efektīvas lietojumprogrammas.

Domājiet komponentēs, nevis galapunktos

Ar RSC, pati komponente var būt datu konteiners. Tā vietā, lai izveidotu API galapunktu `/api/user` un klienta puses komponenti, kas no tā ielādē datus, jūs varat izveidot vienu servera komponenti ``, kas ielādē datus iekšēji. Tas vienkāršo arhitektūru un mudina izstrādātājus domāt par UI un tā datiem kā par vienu, vienotu vienību.

Drošība ir servera puses jautājums

Tā kā RSC ir servera kods, tam ir servera privilēģijas. Tas ir spēcīgi, bet prasa disciplinētu pieeju drošībai. Visa datu piekļuve, vides mainīgo izmantošana un mijiedarbība ar iekšējiem pakalpojumiem notiek šeit. Uztveriet šo kodu ar tādu pašu rūpību kā jebkuru aizmugures API: sanitizējiet visus ievaddatus, izmantojiet sagatavotus vaicājumus datubāzes pieprasījumiem un nekad neatklājiet sensitīvas atslēgas vai noslēpumus, kas varētu tikt serializēti Flight kravā.

Jaunās steka atkļūdošana

Atkļūdošana RSC pasaulē mainās. UI kļūda var rasties no servera puses renderēšanas loģikas vai klienta puses hidratācijas. Jums būs jābūt ērti pārbaudīt gan servera žurnālus (RSC gadījumā), gan pārlūkprogrammas izstrādātāja konsoli (klienta komponenšu gadījumā). Arī tīkla (Network) cilne ir svarīgāka nekā jebkad agrāk. Jūs varat pārbaudīt neapstrādāto Flight atbildes straumi, lai precīzi redzētu, ko serveris sūta klientam, kas var būt nenovērtējami problēmu novēršanā.

Tīmekļa izstrādes nākotne ar React Flight

React Flight un Server Components arhitektūra, ko tas nodrošina, pārstāv fundamentālu pārdomu par to, kā mēs veidojam tīmeklim. Šis modelis apvieno labāko no abām pasaulēm: vienkāršu, spēcīgu izstrādātāja pieredzi, ko sniedz uz komponentēm balstīta UI izstrāde, un tradicionālo serverī renderētu lietojumprogrammu veiktspēju un drošību.

Šai tehnoloģijai nobriestot, mēs varam sagaidīt vēl jaudīgāku modeļu parādīšanos. Servera darbības (Server Actions), kas ļauj klienta komponentēm izsaukt drošas funkcijas serverī, ir lielisks piemērs funkcijai, kas balstīta uz šo servera-klienta komunikācijas kanālu. Protokols ir paplašināms, kas nozīmē, ka React komanda nākotnē var pievienot jaunas iespējas, nesalaužot pamatmodeli.

Noslēgums

React Flight ir neredzamais, bet neaizstājamais React Server Components paradigmas mugurkauls. Tas ir augsti specializēts, efektīvs un straumējams protokols, kas pārvērš serverī renderētu komponenšu koku instrukciju kopumā, ko klienta puses React lietojumprogramma var saprast un izmantot, lai izveidotu bagātīgu, interaktīvu lietotāja saskarni. Pārvietojot komponentes un to dārgās atkarības no klienta uz serveri, tas nodrošina ātrākas, vieglākas un jaudīgākas tīmekļa lietojumprogrammas.

Izstrādātājiem visā pasaulē izpratne par to, kas ir React Flight un kā tas darbojas, nav tikai akadēmisks vingrinājums. Tā sniedz būtisku mentālo modeli lietojumprogrammu arhitektūras veidošanai, veiktspējas kompromisu pieņemšanai un problēmu atkļūdošanai šajā jaunajā, uz serveri balstīto UI ērā. Pārmaiņas ir sākušās, un React Flight ir protokols, kas bruģē ceļu uz priekšu.