Servera puses renderēšana: JavaScript hidratācija un ietekme uz veiktspēju

Servera puses renderēšana (SSR) ir kļuvusi par mūsdienu tīmekļa izstrādes stūrakmeni, piedāvājot būtiskas priekšrocības veiktspējas, SEO un lietotāja pieredzes ziņā. Tomēr JavaScript hidratācijas process, kas atdzīvina SSR renderēto saturu klienta pusē, var radīt arī veiktspējas sastrēgumus. Šis raksts sniedz visaptverošu pārskatu par SSR, hidratācijas procesu, tā iespējamo ietekmi uz veiktspēju un optimizācijas stratēģijām.

Kas ir servera puses renderēšana?

Servera puses renderēšana ir tehnika, kurā tīmekļa lietojumprogrammas saturs tiek renderēts serverī, pirms tas tiek nosūtīts uz klienta pārlūkprogrammu. Atšķirībā no klienta puses renderēšanas (CSR), kur pārlūkprogramma lejupielādē minimālu HTML lapu un pēc tam renderē saturu, izmantojot JavaScript, SSR nosūta pilnībā renderētu HTML lapu. Tas piedāvā vairākas galvenās priekšrocības:

• Uzlabota SEO: Meklētājprogrammu rāpuļprogrammas var viegli indeksēt pilnībā renderēto saturu, kas nodrošina labākas pozīcijas meklētājprogrammu rezultātos.
• Ātrāka pirmā satura attēlošana (FCP): Lietotāji redz saturu gandrīz acumirklī, uzlabojot uztverto veiktspēju un lietotāja pieredzi.
• Labāka veiktspēja mazjaudīgās ierīcēs: Serveris veic renderēšanu, samazinot slodzi uz klienta ierīci, padarot lietojumprogrammu pieejamu lietotājiem ar vecākām vai mazāk jaudīgām ierīcēm.
• Uzlabota kopīgošana sociālajos tīklos: Sociālo mediju platformas var viegli iegūt metadatus un parādīt satura priekšskatījumus.

Ietvari, piemēram, Next.js (React), Angular Universal (Angular) un Nuxt.js (Vue.js), ir ievērojami atvieglojuši SSR ieviešanu, abstrahējot daudzas ar to saistītās sarežģītības.

Izpratne par JavaScript hidratāciju

Lai gan SSR nodrošina sākotnēji renderētu HTML, JavaScript hidratācija ir process, kas padara renderēto saturu interaktīvu. Tas ietver JavaScript koda, kas sākotnēji tika izpildīts serverī, atkārtotu izpildi klienta pusē. Šis process pievieno notikumu klausītājus, izveido komponentu stāvokli un ļauj lietojumprogrammai reaģēt uz lietotāja mijiedarbību.

Šeit ir tipiskā hidratācijas procesa sadalījums:

1. HTML lejupielāde: Pārlūkprogramma lejupielādē HTML no servera. Šis HTML satur sākotnēji renderēto saturu.
2. JavaScript lejupielāde un parsēšana: Pārlūkprogramma lejupielādē un parsē lietojumprogrammai nepieciešamos JavaScript failus.
3. Hidratācija: JavaScript ietvars (piem., React, Angular, Vue.js) atkārtoti renderē lietojumprogrammu klienta pusē, saskaņojot DOM struktūru ar serverī renderēto HTML. Šis process pievieno notikumu klausītājus un inicializē lietojumprogrammas stāvokli.
4. Interaktīva lietojumprogramma: Kad hidratācija ir pabeigta, lietojumprogramma kļūst pilnībā interaktīva un reaģē uz lietotāja ievadi.

Ir svarīgi saprast, ka hidratācija nav vienkārši "notikumu klausītāju pievienošana". Tas ir pilnīgs atkārtotas renderēšanas process. Ietvars salīdzina serverī renderēto DOM ar klienta pusē renderēto DOM, labojot jebkādas atšķirības. Pat ja serveris un klients renderē *tieši tādu pašu* izvadi, šis process *joprojām* prasa laiku.

Hidratācijas ietekme uz veiktspēju

Lai gan SSR sniedz sākotnējās veiktspējas priekšrocības, slikti optimizēta hidratācija var noliegt šīs priekšrocības un pat radīt jaunas veiktspējas problēmas. Dažas izplatītākās veiktspējas problēmas, kas saistītas ar hidratāciju, ietver:

• Palielināts laiks līdz interaktivitātei (TTI): Ja hidratācija aizņem pārāk ilgu laiku, lietojumprogramma var šķist ātri ielādēta (pateicoties SSR), bet lietotāji nevar ar to mijiedarboties, kamēr hidratācija nav pabeigta. Tas var radīt nepatīkamu lietotāja pieredzi.
• Klienta puses CPU sastrēgumi: Hidratācija ir CPU ietilpīgs process. Sarežģītas lietojumprogrammas ar lieliem komponentu kokiem var noslogot klienta CPU, izraisot lēnu veiktspēju, īpaši mobilajās ierīcēs.
• JavaScript pakotnes izmērs: Lielas JavaScript pakotnes palielina lejupielādes un parsēšanas laiku, aizkavējot hidratācijas procesa sākumu. Pārpildītas pakotnes arī palielina atmiņas lietojumu.
• Nestilizēta satura uzplaiksnījums (FOUC) vai nepareiza satura uzplaiksnījums (FOIC): Dažos gadījumos var būt īss periods, kurā klienta puses stili vai saturs atšķiras no serverī renderētā HTML, radot vizuālas neatbilstības. Tas ir izplatītāk, ja klienta puses stāvoklis pēc hidratācijas būtiski maina lietotāja saskarni.
• Trešo pušu bibliotēkas: Liela skaita trešo pušu bibliotēku izmantošana var ievērojami palielināt JavaScript pakotnes izmēru un ietekmēt hidratācijas veiktspēju.

Piemērs: Sarežģīta e-komercijas vietne

Iedomājieties e-komercijas vietni ar tūkstošiem produktu. Produktu sarakstu lapas tiek renderētas, izmantojot SSR, lai uzlabotu SEO un sākotnējo ielādes laiku. Tomēr katra produkta kartīte satur interaktīvus elementus, piemēram, "pievienot grozam" pogas, zvaigznīšu vērtējumus un ātrā skata opcijas. Ja JavaScript kods, kas atbild par šiem interaktīvajiem elementiem, nav optimizēts, hidratācijas process var kļūt par sastrēgumu. Lietotāji var ātri redzēt produktu sarakstus, bet klikšķis uz "pievienot grozam" pogas var nereaģēt vairākas sekundes, līdz hidratācija ir pabeigta.

Hidratācijas veiktspējas optimizācijas stratēģijas

Lai mazinātu hidratācijas ietekmi uz veiktspēju, apsveriet šādas optimizācijas stratēģijas:

1. Samaziniet JavaScript pakotnes izmēru

Jo mazāka ir JavaScript pakotne, jo ātrāk pārlūkprogramma var lejupielādēt, parsēt un izpildīt kodu. Šeit ir dažas metodes, kā samazināt pakotnes izmēru:

• Koda sadalīšana: Sadaliet lietojumprogrammu mazākos gabalos, kas tiek ielādēti pēc pieprasījuma. Tas nodrošina, ka lietotāji lejupielādē tikai to kodu, kas nepieciešams pašreizējai lapai vai funkcijai. Ietvari, piemēram, React (ar `React.lazy` un `Suspense`) un Vue.js (ar dinamisko importu), nodrošina iebūvētu atbalstu koda sadalīšanai. Webpack un citi saiņotāji arī piedāvā koda sadalīšanas iespējas.
• Koda attīrīšana (Tree Shaking): Likvidējiet neizmantoto kodu no JavaScript pakotnes. Mūsdienu saiņotāji, piemēram, Webpack un Parcel, var automātiski noņemt lieko kodu būvēšanas procesā. Pārliecinieties, ka jūsu kods ir rakstīts ES moduļos (izmantojot `import` un `export`), lai iespējotu koda attīrīšanu.
• Minifikācija un saspiešana: Samaziniet JavaScript failu izmēru, noņemot nevajadzīgās rakstzīmes (minifikācija) un saspiežot failus, izmantojot gzip vai Brotli. Lielākajai daļai saiņotāju ir iebūvēts atbalsts minifikācijai, un tīmekļa serverus var konfigurēt, lai saspiestu failus.
• Noņemiet nevajadzīgās atkarības: Rūpīgi pārskatiet sava projekta atkarības un noņemiet visas bibliotēkas, kas nav būtiskas. Apsveriet iespēju izmantot mazākas, vieglākas alternatīvas izplatītiem uzdevumiem. Rīki, piemēram, `bundle-analyzer`, var palīdzēt vizualizēt katras atkarības izmēru jūsu pakotnē.
• Izmantojiet efektīvas datu struktūras un algoritmus: Rūpīgi izvēlieties datu struktūras un algoritmus, lai minimizētu atmiņas lietojumu un CPU apstrādi hidratācijas laikā. Piemēram, apsveriet nemainīgu datu struktūru izmantošanu, lai izvairītos no nevajadzīgām atkārtotām renderēšanām.

2. Progresīvā hidratācija

Progresīvā hidratācija ietver tikai to interaktīvo komponentu hidratāciju, kas sākotnēji ir redzami ekrānā. Atlikušie komponenti tiek hidratēti pēc pieprasījuma, kad lietotājs ritina vai mijiedarbojas ar tiem. Tas ievērojami samazina sākotnējo hidratācijas laiku un uzlabo TTI.

Ietvari, piemēram, React, nodrošina eksperimentālas funkcijas, piemēram, selektīvo hidratāciju, kas ļauj kontrolēt, kuras lietojumprogrammas daļas tiek hidratētas un kādā secībā. Bibliotēkas, piemēram, `react-intersection-observer`, var izmantot, lai aktivizētu hidratāciju, kad komponenti kļūst redzami skatlogā.

3. Daļēja hidratācija

Daļēja hidratācija iet soli tālāk par progresīvo hidratāciju, hidratējot tikai komponenta interaktīvās daļas, atstājot statiskās daļas nehidratētas. Tas ir īpaši noderīgi komponentiem, kas satur gan interaktīvus, gan neinteraktīvus elementus.

Piemēram, emuāra ierakstā jūs varētu hidratēt tikai komentāru sadaļu un "patīk" pogu, atstājot raksta saturu nehidratētu. Tas var ievērojami samazināt hidratācijas radīto slodzi.

Daļējas hidratācijas sasniegšana parasti prasa rūpīgu komponentu dizainu un tādu metožu kā Salu arhitektūra (Islands Architecture) izmantošanu, kur atsevišķas interaktīvas "salas" tiek progresīvi hidratētas statiska satura jūrā.

4. Straumēšanas SSR

Tā vietā, lai gaidītu, kamēr visa lapa tiek renderēta serverī, pirms to nosūtīt klientam, straumēšanas SSR nosūta HTML pa daļām, kamēr tas tiek renderēts. Tas ļauj pārlūkprogrammai sākt parsēt un attēlot saturu ātrāk, uzlabojot uztverto veiktspēju.

React 18 ieviesa straumēšanas SSR atbalstu, ļaujot straumēt HTML un progresīvi hidratēt lietojumprogrammu.

5. Optimizējiet klienta puses kodu

Pat ar SSR, klienta puses koda veiktspēja ir izšķiroša hidratācijai un turpmākai mijiedarbībai. Apsveriet šīs optimizācijas metodes:

• Efektīva notikumu apstrāde: Izvairieties no notikumu klausītāju pievienošanas saknes elementam. Tā vietā izmantojiet notikumu deleģēšanu, lai pievienotu klausītājus vecākelementam un apstrādātu notikumus tā bērnelementiem. Tas samazina notikumu klausītāju skaitu un uzlabo veiktspēju.
• Debouncing un Throttling: Ierobežojiet notikumu apstrādātāju izpildes biežumu, īpaši notikumiem, kas tiek aktivizēti bieži, piemēram, ritināšanas, izmēru maiņas un taustiņspiedienu notikumiem. Debouncing aizkavē funkcijas izpildi, līdz ir pagājis noteikts laiks kopš tās pēdējās izsaukšanas. Throttling ierobežo ātrumu, ar kādu funkciju var izpildīt.
• Virtualizācija: Lielu sarakstu vai tabulu renderēšanai izmantojiet virtualizācijas metodes, lai renderētu tikai tos elementus, kas pašlaik ir redzami skatlogā. Tas samazina DOM manipulāciju apjomu un uzlabo veiktspēju. Bibliotēkas, piemēram, `react-virtualized` un `react-window`, nodrošina efektīvus virtualizācijas komponentus.
• Memoizācija: Kešojiet dārgu funkciju izsaukumu rezultātus un atkārtoti izmantojiet tos, kad atkal parādās tie paši ievaddati. React `useMemo` un `useCallback` āķus var izmantot, lai memoizētu vērtības un funkcijas.
• Web Workers: Pārvietojiet skaitļošanas ietilpīgus uzdevumus uz fona pavedienu, izmantojot Web Workers. Tas novērš galvenā pavediena bloķēšanu un uztur lietotāja saskarnes atsaucību.

6. Servera puses kešatmiņa

Renderētā HTML kešošana serverī var ievērojami samazināt servera slodzi un uzlabot atbildes laiku. Ieviesiet kešošanas stratēģijas dažādos līmeņos, piemēram:

• Lapas kešošana: Kešojiet visu HTML izvadi konkrētiem maršrutiem.
• Fragmentu kešošana: Kešojiet atsevišķus komponentus vai lapas fragmentus.
• Datu kešošana: Kešojiet datus, kas iegūti no datu bāzēm vai API.

Izmantojiet satura piegādes tīklu (CDN), lai kešotu un izplatītu statiskos resursus un renderēto HTML lietotājiem visā pasaulē. CDN var ievērojami samazināt latentumu un uzlabot veiktspēju ģeogrāfiski izkliedētiem lietotājiem. Pakalpojumi, piemēram, Cloudflare, Akamai un AWS CloudFront, nodrošina CDN iespējas.

7. Minimizējiet klienta puses stāvokli

Jo vairāk klienta puses stāvokļa ir jāpārvalda hidratācijas laikā, jo ilgāks būs process. Apsveriet šādas stratēģijas, lai minimizētu klienta puses stāvokli:

• Atvasiniet stāvokli no rekvizītiem (props): Kad vien iespējams, atvasiniet stāvokli no rekvizītiem, nevis uzturiet atsevišķus stāvokļa mainīgos. Tas vienkāršo komponentu loģiku un samazina hidratējamo datu apjomu.
• Izmantojiet servera puses stāvokli: Ja noteiktas stāvokļa vērtības ir nepieciešamas tikai renderēšanai, apsveriet to nodošanu no servera kā rekvizītus, nevis to pārvaldīšanu klientā.
• Izvairieties no nevajadzīgām atkārtotām renderēšanām: Rūpīgi pārvaldiet komponentu atjauninājumus, lai izvairītos no nevajadzīgām atkārtotām renderēšanām. Izmantojiet tādas metodes kā `React.memo` un `shouldComponentUpdate`, lai novērstu komponentu atkārtotu renderēšanu, ja to rekvizīti nav mainījušies.

8. Pārraugiet un mēriet veiktspēju

Regulāri pārraugiet un mēriet savas SSR lietojumprogrammas veiktspēju, lai identificētu potenciālos sastrēgumus un sekotu līdzi optimizācijas pasākumu efektivitātei. Izmantojiet tādus rīkus kā:

• Chrome DevTools: Sniedz detalizētu ieskatu par JavaScript koda ielādi, renderēšanu un izpildi. Izmantojiet veiktspējas paneli, lai profilētu hidratācijas procesu un identificētu uzlabojumu jomas.
• Lighthouse: Automatizēts rīks tīmekļa lapu veiktspējas, pieejamības un SEO auditēšanai. Lighthouse sniedz ieteikumus hidratācijas veiktspējas uzlabošanai.
• WebPageTest: Tīmekļa vietnes veiktspējas testēšanas rīks, kas nodrošina detalizētus rādītājus un ielādes procesa vizualizācijas.
• Reālo lietotāju monitorings (RUM): Vāciet veiktspējas datus no reāliem lietotājiem, lai izprastu viņu pieredzi un identificētu veiktspējas problēmas reālos apstākļos. Pakalpojumi, piemēram, New Relic, Datadog un Sentry, nodrošina RUM iespējas.

Ārpus JavaScript: Alternatīvu izpēte hidratācijai

Lai gan JavaScript hidratācija ir standarta pieeja, lai padarītu SSR saturu interaktīvu, parādās alternatīvas stratēģijas, kuru mērķis ir samazināt vai novērst nepieciešamību pēc hidratācijas:

• Salu arhitektūra (Islands Architecture): Kā minēts iepriekš, Salu arhitektūra koncentrējas uz tīmekļa lapu veidošanu kā neatkarīgu, interaktīvu "salu" kopumu statiskā HTML jūrā. Katra sala tiek hidratēta neatkarīgi, minimizējot kopējās hidratācijas izmaksas. Ietvari, piemēram, Astro, izmanto šo pieeju.
• Servera komponentes (React Server Components): React servera komponentes (RSC) ļauj renderēt komponentes pilnībā serverī, nenosūtot klientam nekādu JavaScript kodu. Tiek nosūtīta tikai renderētā izvade, novēršot nepieciešamību pēc šo komponentu hidratācijas. RSC ir īpaši piemērotas lietojumprogrammas sadaļām ar lielu satura apjomu.
• Progresīvā uzlabošana (Progressive Enhancement): Tradicionāla tīmekļa izstrādes tehnika, kas koncentrējas uz funkcionālas vietnes izveidi, izmantojot pamata HTML, CSS un JavaScript, un pēc tam pakāpeniski uzlabo lietotāja pieredzi ar progresīvākām funkcijām. Šī pieeja nodrošina, ka vietne ir pieejama visiem lietotājiem, neatkarīgi no viņu pārlūkprogrammas iespējām vai tīkla apstākļiem.

Secinājums

Servera puses renderēšana piedāvā ievērojamas priekšrocības SEO, sākotnējā ielādes laika un lietotāja pieredzes ziņā. Tomēr JavaScript hidratācija var radīt veiktspējas izaicinājumus, ja tā nav pienācīgi optimizēta. Izprotot hidratācijas procesu, īstenojot šajā rakstā izklāstītās optimizācijas stratēģijas un izpētot alternatīvas pieejas, jūs varat veidot ātras, interaktīvas un SEO draudzīgas tīmekļa lietojumprogrammas, kas nodrošina lielisku lietotāja pieredzi globālai auditorijai. Atcerieties nepārtraukti pārraudzīt un mērīt savas lietojumprogrammas veiktspēju, lai nodrošinātu, ka jūsu optimizācijas centieni ir efektīvi un ka jūs sniedzat vislabāko iespējamo pieredzi saviem lietotājiem neatkarīgi no viņu atrašanās vietas vai ierīces.