JavaScript importēšanas fāze: moduļu ielādes kontroles apgūšana

JavaScript moduļu sistēma ir mūsdienu tīmekļa izstrādes pamatā. Izpratne par to, kā moduļi tiek ielādēti, parsēti un izpildīti, ir būtiska, lai veidotu efektīvas un uzturamas lietojumprogrammas. Šis visaptverošais ceļvedis pēta JavaScript importēšanas fāzi, aptverot moduļu ielādes stratēģijas, labākās prakses un progresīvas tehnikas veiktspējas optimizēšanai un atkarību pārvaldībai.

Kas ir JavaScript moduļi?

JavaScript moduļi ir pašpietiekamas koda vienības, kas iekapsulē funkcionalitāti un atklāj konkrētas šīs funkcionalitātes daļas izmantošanai citos moduļos. Tas veicina koda atkārtotu izmantošanu, modularitāti un uzturamību. Pirms moduļiem JavaScript kods bieži tika rakstīts lielos, monolītos failos, kas noveda pie nosaukumvietu piesārņojuma, koda dublēšanās un grūtībām pārvaldīt atkarības. Moduļi risina šīs problēmas, nodrošinot skaidru un strukturētu veidu, kā organizēt un koplietot kodu.

JavaScript vēsturē ir vairākas moduļu sistēmas:

• CommonJS: Galvenokārt izmanto Node.js, CommonJS izmanto require() un module.exports sintaksi.
• Asinhronā moduļu definīcija (AMD): Paredzēta asinhronai ielādei pārlūkprogrammās, AMD izmanto tādas funkcijas kā define(), lai definētu moduļus un to atkarības.
• ECMAScript moduļi (ES moduļi): Standartizētā moduļu sistēma, kas ieviesta ECMAScript 2015 (ES6), izmantojot import un export sintaksi. Šis ir mūsdienu standarts, un to dabiski atbalsta vairums pārlūkprogrammu un Node.js.

Importēšanas fāze: padziļināts ieskats

Importēšanas fāze ir process, kurā JavaScript vide (piemēram, pārlūkprogramma vai Node.js) atrod, iegūst, parsē un izpilda moduļus. Šis process ietver vairākus galvenos soļus:

1. Moduļa izšķiršana

Moduļa izšķiršana ir process, kurā tiek atrasta moduļa fiziskā atrašanās vieta, pamatojoties uz tā specifikatoru (virkni, ko izmanto import priekšrakstā). Šis ir sarežģīts process, kas atkarīgs no vides un izmantotās moduļu sistēmas. Lūk, sadalījums:

• Plikie moduļu specifikatori: Tie ir moduļu nosaukumi bez ceļa (piemēram, import React from 'react'). Vide izmanto iepriekš definētu algoritmu, lai meklētu šos moduļus, parasti meklējot node_modules direktorijās vai izmantojot moduļu kartes, kas konfigurētas būvēšanas rīkos.
• Relatīvie moduļu specifikatori: Tie norāda ceļu attiecībā pret pašreizējo moduli (piemēram, import utils from './utils.js'). Vide atrisina šos ceļus, pamatojoties uz pašreizējā moduļa atrašanās vietu.
• Absolūtie moduļu specifikatori: Tie norāda pilnu ceļu uz moduli (piemēram, import config from '/path/to/config.js'). Tie ir retāk sastopami, bet var būt noderīgi noteiktās situācijās.

Piemērs (Node.js): Node.js moduļa izšķiršanas algoritms meklē moduļus šādā secībā:

1. Kodola moduļi (piem., fs, http).
2. Moduļi pašreizējās direktorijas node_modules direktorijā.
3. Moduļi vecākdirektoriju node_modules direktorijās, rekursīvi.
4. Moduļi globālajās node_modules direktorijās (ja konfigurēts).

Piemērs (Pārlūkprogrammas): Pārlūkprogrammās moduļu izšķiršanu parasti veic moduļu pakotājs (piemēram, Webpack, Parcel vai Rollup) vai izmantojot importēšanas kartes. Importēšanas kartes ļauj definēt kartējumus starp moduļu specifikatoriem un to atbilstošajiem URL.

2. Moduļa iegūšana

Kad moduļa atrašanās vieta ir atrasta, vide iegūst moduļa kodu. Pārlūkprogrammās tas parasti ietver HTTP pieprasījuma veikšanu serverim. Node.js tas ietver moduļa faila lasīšanu no diska.

Piemērs (Pārlūkprogramma ar ES moduļiem):

<script type="module">
  import { myFunction } from './my-module.js';
  myFunction();
</script>

Pārlūkprogramma iegūs my-module.js no servera.

3. Moduļa parsēšana

Pēc moduļa koda iegūšanas vide parsē kodu, lai izveidotu abstraktu sintakses koku (AST). Šis AST attēlo koda struktūru un tiek izmantots turpmākai apstrādei. Parsēšanas process nodrošina, ka kods ir sintaktiski pareizs un atbilst JavaScript valodas specifikācijai.

4. Moduļa sasaiste

Moduļa sasaiste ir process, kurā tiek savienotas importētās un eksportētās vērtības starp moduļiem. Tas ietver saišu izveidi starp moduļa eksportiem un importējošā moduļa importiem. Sasaistes process nodrošina, ka, izpildot moduli, ir pieejamas pareizās vērtības.

Piemērs:

// my-module.js
export const myVariable = 42;

// main.js
import { myVariable } from './my-module.js';
console.log(myVariable); // Izvadīs: 42

Sasaistes laikā vide savieno myVariable eksportu no my-module.js ar myVariable importu main.js.

5. Moduļa izpilde

Visbeidzot, modulis tiek izpildīts. Tas ietver moduļa koda palaišanu un tā stāvokļa inicializēšanu. Moduļu izpildes secību nosaka to atkarības. Moduļi tiek izpildīti topoloģiskā secībā, nodrošinot, ka atkarības tiek izpildītas pirms moduļiem, kas no tām ir atkarīgi.

Importēšanas fāzes kontrole: stratēģijas un tehnikas

Lai gan importēšanas fāze lielākoties ir automatizēta, ir vairākas stratēģijas un tehnikas, kuras varat izmantot, lai kontrolētu un optimizētu moduļu ielādes procesu.

1. Dinamiskie importi

Dinamiskie importi (izmantojot import() funkciju) ļauj ielādēt moduļus asinhroni un nosacīti. Tas var būt noderīgi:

• Koda sadalīšana: Ielādējot tikai to kodu, kas nepieciešams konkrētai lietojumprogrammas daļai.
• Nosacīta ielāde: Moduļu ielāde, pamatojoties uz lietotāja mijiedarbību vai citiem izpildlaika nosacījumiem.
• Slinkā ielāde: Moduļu ielādes atlikšana līdz brīdim, kad tie patiešām ir nepieciešami.

Piemērs:

async function loadModule() {
  try {
    const module = await import('./my-module.js');
    module.myFunction();
  } catch (error) {
    console.error('Neizdevās ielādēt moduli:', error);
  }
}

loadModule();

Dinamiskie importi atgriež solījumu (promise), kas atrisinās ar moduļa eksportiem. Tas ļauj apstrādāt ielādes procesu asinhroni un graciozi apstrādāt kļūdas.

2. Moduļu pakotāji

Moduļu pakotāji (piemēram, Webpack, Parcel un Rollup) ir rīki, kas apvieno vairākus JavaScript moduļus vienā failā (vai nelielā skaitā failu) izvietošanai. Tas var ievērojami uzlabot veiktspēju, samazinot HTTP pieprasījumu skaitu un optimizējot kodu pārlūkprogrammai.

Moduļu pakotāju priekšrocības:

• Atkarību pārvaldība: Pakotāji automātiski atrisina un iekļauj visas jūsu moduļu atkarības.
• Koda optimizācija: Pakotāji var veikt dažādas optimizācijas, piemēram, minifikāciju, koka kratīšanu (tree shaking - neizmantotā koda noņemšana) un koda sadalīšanu.
• Resursu pārvaldība: Pakotāji var apstrādāt arī cita veida resursus, piemēram, CSS, attēlus un fontus.

Piemērs (Webpack konfigurācija):

// webpack.config.js
module.exports = {
  entry: './src/index.js',
  output: {
    filename: 'bundle.js',
    path: path.resolve(__dirname, 'dist'),
  },
  mode: 'production',
};

Šī konfigurācija norāda Webpack sākt pakošanu no ./src/index.js un izvadīt rezultātu uz ./dist/bundle.js.

3. Koka kratīšana (Tree Shaking)

Koka kratīšana (Tree shaking) ir tehnika, ko moduļu pakotāji izmanto, lai noņemtu neizmantoto kodu no jūsu gala pakotnes. Tas var ievērojami samazināt jūsu pakotnes izmēru un uzlabot veiktspēju. Koka kratīšana balstās uz jūsu koda statisko analīzi, lai noteiktu, kuri eksporti patiešām tiek izmantoti citos moduļos.

Piemērs:

// my-module.js
export const myFunction = () => { console.log('myFunction'); };
export const myUnusedFunction = () => { console.log('myUnusedFunction'); };

// main.js
import { myFunction } from './my-module.js';
myFunction();

Šajā piemērā myUnusedFunction netiek izmantota main.js. Moduļu pakotājs ar ieslēgtu koka kratīšanu noņems myUnusedFunction no gala pakotnes.

4. Koda sadalīšana

Koda sadalīšana ir tehnika, kas sadala jūsu lietojumprogrammas kodu mazākos gabalos, kurus var ielādēt pēc pieprasījuma. Tas var ievērojami uzlabot jūsu lietojumprogrammas sākotnējo ielādes laiku, ielādējot tikai to kodu, kas nepieciešams sākotnējam skatam.

Koda sadalīšanas veidi:

• Ieejas punktu sadalīšana: Lietojumprogrammas sadalīšana vairākos ieejas punktos, katrs atbilst atšķirīgai lapai vai funkcijai.
• Dinamiskie importi: Dinamisku importu izmantošana, lai ielādētu moduļus pēc pieprasījuma.

Piemērs (Webpack ar dinamiskiem importiem):

// index.js
button.addEventListener('click', async () => {
  const module = await import('./my-module.js');
  module.myFunction();
});

Webpack izveidos atsevišķu gabalu (chunk) priekš my-module.js un ielādēs to tikai tad, kad tiks noklikšķināts uz pogas.

5. Importēšanas kartes

Importēšanas kartes ir pārlūkprogrammas funkcija, kas ļauj kontrolēt moduļu izšķiršanu, definējot kartējumus starp moduļu specifikatoriem un to atbilstošajiem URL. Tas var būt noderīgi:

• Centralizēta atkarību pārvaldība: Visu moduļu kartējumu definēšana vienā vietā.
• Versiju pārvaldība: Viegli pārslēgties starp dažādām moduļu versijām.
• CDN izmantošana: Moduļu ielāde no CDN.

Piemērs:

<script type="importmap">
{
  "imports": {
    "react": "https://cdn.jsdelivr.net/npm/react@17.0.2/umd/react.production.min.js",
    "react-dom": "https://cdn.jsdelivr.net/npm/react-dom@17.0.2/umd/react-dom.production.min.js"
  }
}
</script>

<script type="module">
  import React from 'react';
  import ReactDOM from 'react-dom';

  ReactDOM.render(
    <h1>Sveika, pasaule!</h1>,
    document.getElementById('root')
  );
</script>

Šī importēšanas karte norāda pārlūkprogrammai ielādēt React un ReactDOM no norādītajiem CDN.

6. Moduļu priekšielāde

Moduļu priekšielāde var uzlabot veiktspēju, iegūstot moduļus, pirms tie patiešām ir nepieciešami. Tas var samazināt laiku, kas nepieciešams moduļu ielādei, kad tie beidzot tiek importēti.

Piemērs (izmantojot <link rel="preload">):

<link rel="preload" href="/my-module.js" as="script">

Tas norāda pārlūkprogrammai sākt iegūt my-module.js pēc iespējas ātrāk, pat pirms tas tiek faktiski importēts.

Labākās prakses moduļu ielādei

Šeit ir dažas labākās prakses moduļu ielādes procesa optimizēšanai:

• Lietojiet ES moduļus: ES moduļi ir standartizēta moduļu sistēma JavaScript un piedāvā vislabāko veiktspēju un funkcijas.
• Lietojiet moduļu pakotāju: Moduļu pakotāji var ievērojami uzlabot veiktspēju, samazinot HTTP pieprasījumu skaitu un optimizējot kodu.
• Ieslēdziet koka kratīšanu: Koka kratīšana var samazināt jūsu pakotnes izmēru, noņemot neizmantoto kodu.
• Lietojiet koda sadalīšanu: Koda sadalīšana var uzlabot jūsu lietojumprogrammas sākotnējo ielādes laiku, ielādējot tikai to kodu, kas nepieciešams sākotnējam skatam.
• Lietojiet importēšanas kartes: Importēšanas kartes var vienkāršot atkarību pārvaldību un ļaut jums viegli pārslēgties starp dažādām moduļu versijām.
• Veiciet moduļu priekšielādi: Moduļu priekšielāde var samazināt laiku, kas nepieciešams moduļu ielādei, kad tie beidzot tiek importēti.
• Samaziniet atkarības: Samaziniet atkarību skaitu savos moduļos, lai samazinātu pakotnes izmēru.
• Optimizējiet atkarības: Izmantojiet optimizētas savu atkarību versijas (piemēram, minificētas versijas).
• Pārraugiet veiktspēju: Regulāri pārraugiet sava moduļu ielādes procesa veiktspēju un identificējiet jomas, kurās nepieciešami uzlabojumi.

Reāli piemēri

Apskatīsim dažus reālus piemērus, kā šīs tehnikas var pielietot.

1. E-komercijas vietne

E-komercijas vietne var izmantot koda sadalīšanu, lai ielādētu dažādas vietnes daļas pēc pieprasījuma. Piemēram, produktu saraksta lapa, produkta detalizētās informācijas lapa un norēķinu lapa var tikt ielādētas kā atsevišķi gabali. Dinamiskos importus var izmantot, lai ielādētu moduļus, kas nepieciešami tikai konkrētās lapās, piemēram, modulis produktu atsauksmju apstrādei vai modulis integrācijai ar maksājumu vārteju.

Koka kratīšanu var izmantot, lai noņemtu neizmantoto kodu no vietnes JavaScript pakotnes. Piemēram, ja konkrēts komponents vai funkcija tiek izmantota tikai vienā lapā, to var noņemt no pakotnes citām lapām.

Priekšielādi var izmantot, lai iepriekš ielādētu moduļus, kas nepieciešami vietnes sākotnējam skatam. Tas var uzlabot vietnes uztverto veiktspēju un samazināt laiku, līdz vietne kļūst interaktīva.

2. Vienas lapas lietojumprogramma (SPA)

Vienas lapas lietojumprogramma var izmantot koda sadalīšanu, lai ielādētu dažādus maršrutus vai funkcijas pēc pieprasījuma. Piemēram, sākumlapa, “Par mums” lapa un kontaktu lapa var tikt ielādētas kā atsevišķi gabali. Dinamiskos importus var izmantot, lai ielādētu moduļus, kas nepieciešami tikai konkrētiem maršrutiem, piemēram, modulis veidlapu iesniegšanas apstrādei vai modulis datu vizualizāciju attēlošanai.

Koka kratīšanu var izmantot, lai noņemtu neizmantoto kodu no lietojumprogrammas JavaScript pakotnes. Piemēram, ja konkrēts komponents vai funkcija tiek izmantota tikai vienā maršrutā, to var noņemt no pakotnes citiem maršrutiem.

Priekšielādi var izmantot, lai iepriekš ielādētu moduļus, kas nepieciešami lietojumprogrammas sākotnējam maršrutam. Tas var uzlabot lietojumprogrammas uztverto veiktspēju un samazināt laiku, līdz lietojumprogramma kļūst interaktīva.

3. Bibliotēka vai ietvars

Bibliotēka vai ietvars var izmantot koda sadalīšanu, lai nodrošinātu dažādas pakotnes dažādiem lietošanas gadījumiem. Piemēram, bibliotēka var nodrošināt pilnu pakotni, kas ietver visas tās funkcijas, kā arī mazākas pakotnes, kas ietver tikai noteiktas funkcijas.

Koka kratīšanu var izmantot, lai noņemtu neizmantoto kodu no bibliotēkas JavaScript pakotnes. Tas var samazināt pakotnes izmēru un uzlabot to lietojumprogrammu veiktspēju, kas izmanto šo bibliotēku.

Dinamiskos importus var izmantot, lai ielādētu moduļus pēc pieprasījuma, ļaujot izstrādātājiem ielādēt tikai tās funkcijas, kas viņiem ir nepieciešamas. Tas var samazināt viņu lietojumprogrammas izmēru un uzlabot tās veiktspēju.

Progresīvas tehnikas

1. Moduļu federācija

Moduļu federācija ir Webpack funkcija, kas ļauj koplietot kodu starp dažādām lietojumprogrammām izpildlaikā. Tas var būt noderīgi, veidojot mikro-frontendus vai koplietojot kodu starp dažādām komandām vai organizācijām.

Piemērs:

// webpack.config.js (Lietojumprogramma A)
module.exports = {
  // ...
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'app_a',
      exposes: {
        './MyComponent': './src/MyComponent',
      },
    }),
  ],
};

// webpack.config.js (Lietojumprogramma B)
module.exports = {
  // ...
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'app_b',
      remotes: {
        'app_a': 'app_a@http://localhost:3001/remoteEntry.js',
      },
    }),
  ],
};

// Lietojumprogramma B
import MyComponent from 'app_a/MyComponent';

Lietojumprogramma B tagad var izmantot MyComponent komponentu no lietojumprogrammas A izpildlaikā.

2. Servisa darbinieki (Service Workers)

Servisa darbinieki ir JavaScript faili, kas darbojas tīmekļa pārlūkprogrammas fonā, nodrošinot tādas funkcijas kā kešatmiņa un informatīvie paziņojumi (push notifications). Tos var arī izmantot, lai pārtvertu tīkla pieprasījumus un pasniegtu moduļus no kešatmiņas, uzlabojot veiktspēju un nodrošinot bezsaistes funkcionalitāti.

Piemērs:

// service-worker.js
self.addEventListener('fetch', event => {
  event.respondWith(
    caches.match(event.request).then(response => {
      return response || fetch(event.request);
    })
  );
});

Šis servisa darbinieks kešos visus tīkla pieprasījumus un pasniegs tos no kešatmiņas, ja tie ir pieejami.

Secinājums

Izpratne un kontrole pār JavaScript importēšanas fāzi ir būtiska, lai veidotu efektīvas un uzturamas tīmekļa lietojumprogrammas. Izmantojot tādas tehnikas kā dinamiskie importi, moduļu pakotāji, koka kratīšana, koda sadalīšana, importēšanas kartes un priekšielāde, jūs varat ievērojami uzlabot savu lietojumprogrammu veiktspēju un nodrošināt labāku lietotāja pieredzi. Ievērojot šajā rokasgrāmatā izklāstītās labākās prakses, jūs varat nodrošināt, ka jūsu moduļi tiek ielādēti efektīvi un produktīvi.

Atcerieties vienmēr pārraudzīt sava moduļu ielādes procesa veiktspēju un identificēt jomas, kurās nepieciešami uzlabojumi. Tīmekļa izstrādes ainava pastāvīgi attīstās, tāpēc ir svarīgi sekot līdzi jaunākajām tehnikām un tehnoloģijām.

Papildu resursi

• MDN Web Docs: JavaScript moduļi
• Webpack dokumentācija
• Parcel dokumentācija
• Rollup dokumentācija