Разбираемся в React Flight: сериализуемый протокол, лежащий в основе серверных компонентов

Мир веб-разработки находится в состоянии постоянной эволюции. В течение многих лет преобладающей парадигмой было одностраничное приложение (SPA), где на клиент отправляется минимальная HTML-оболочка, которая затем получает данные и отрисовывает весь пользовательский интерфейс с помощью JavaScript. Хотя эта модель была мощной, она породила такие проблемы, как большие размеры бандлов, каскады запросов данных между клиентом и сервером и сложное управление состоянием. В ответ на это сообщество наблюдает значительный сдвиг обратно к серверно-ориентированным архитектурам, но с современным подходом. В авангарде этой эволюции находится революционная функция от команды React: серверные компоненты React (RSC).

Но как эти компоненты, которые работают исключительно на сервере, волшебным образом появляются и бесшовно интегрируются в клиентское приложение? Ответ кроется в менее известной, но критически важной технологии: React Flight. Это не тот API, который вы будете использовать напрямую каждый день, но его понимание — ключ к раскрытию полного потенциала современной экосистемы React. Этот пост проведет вас через глубокое погружение в протокол React Flight, демистифицируя движок, который приводит в действие следующее поколение веб-приложений.

Что такое серверные компоненты React? Краткое напоминание

Прежде чем мы разберем протокол, давайте кратко вспомним, что такое серверные компоненты React и почему они важны. В отличие от традиционных компонентов React, которые выполняются в браузере, RSC — это новый тип компонентов, предназначенный для выполнения исключительно на сервере. Они никогда не отправляют свой JavaScript-код клиенту.

Это исключительно серверное выполнение предоставляет несколько кардинальных преимуществ:

• Нулевой размер бандла: Поскольку код компонента никогда не покидает сервер, он ничего не добавляет в ваш клиентский JavaScript-бандл. Это огромный выигрыш в производительности, особенно для сложных, насыщенных данными компонентов.
• Прямой доступ к данным: RSC могут напрямую обращаться к серверным ресурсам, таким как базы данных, файловые системы или внутренние микросервисы, без необходимости предоставлять API-эндпоинт. Это упрощает получение данных и устраняет каскады запросов между клиентом и сервером.
• Автоматическое разделение кода: Поскольку вы можете динамически выбирать, какие компоненты рендерить на сервере, вы фактически получаете автоматическое разделение кода. В браузер отправляется только код для интерактивных клиентских компонентов.

Крайне важно отличать RSC от серверного рендеринга (SSR). SSR предварительно рендерит все ваше приложение React в строку HTML на сервере. Клиент получает этот HTML, отображает его, а затем загружает весь JavaScript-бандл для «гидратации» страницы и придания ей интерактивности. В отличие от этого, RSC рендерятся в специальное, абстрактное описание UI — не в HTML, — которое затем потоком передается клиенту и согласовывается с существующим деревом компонентов. Это позволяет осуществлять гораздо более гранулярный и эффективный процесс обновления.

Представляем React Flight: основной протокол

Итак, если серверный компонент не отправляет ни HTML, ни свой собственный JavaScript, что же он отправляет? Здесь на сцену выходит React Flight. React Flight — это специально созданный протокол сериализации, предназначенный для передачи отрендеренного дерева компонентов React с сервера на клиент.

Думайте о нем как о специализированной, потоковой версии JSON, которая понимает примитивы React. Это «формат передачи данных по сети», который устраняет разрыв между вашей серверной средой и браузером пользователя. Когда вы рендерите RSC, React не генерирует HTML. Вместо этого он создает поток данных в формате React Flight.

Почему не использовать просто HTML или JSON?

Естественный вопрос: зачем изобретать совершенно новый протокол? Почему нельзя было использовать существующие стандарты?

• Почему не HTML? Отправка HTML — это область SSR. Проблема с HTML в том, что это конечное представление. Оно теряет структуру компонентов и контекст. Вы не можете легко интегрировать новые куски потокового HTML в существующее интерактивное клиентское приложение React без полной перезагрузки страницы или сложных манипуляций с DOM. React должен знать, какие части являются компонентами, каковы их пропсы и где находятся интерактивные «острова» (клиентские компоненты).
• Почему не стандартный JSON? JSON отлично подходит для данных, но он не может нативно представлять UI-компоненты, JSX или такие концепции, как границы Suspense. Можно было бы попытаться создать схему JSON для представления дерева компонентов, но это было бы громоздко и не решило бы проблему представления компонента, который нужно динамически загружать и рендерить на клиенте.

React Flight был создан для решения именно этих проблем. Он спроектирован так, чтобы быть:

1. Сериализуемым: Способным представлять все дерево компонентов, включая пропсы и состояние.
2. Потоковым: UI может отправляться частями, позволяя клиенту начать рендеринг до того, как будет доступен полный ответ. Это фундаментально для интеграции с Suspense.
3. Осведомленным о React: Он имеет первоклассную поддержку концепций React, таких как компоненты, контекст и ленивая загрузка клиентского кода.

Как работает React Flight: пошаговый разбор

Процесс использования React Flight включает в себя скоординированный танец между сервером и клиентом. Давайте пройдемся по жизненному циклу запроса в приложении, использующем RSC.

На сервере

1. Инициация запроса: Пользователь переходит на страницу вашего приложения (например, страницу App Router в Next.js).
2. Рендеринг компонентов: React начинает рендерить дерево серверных компонентов для этой страницы.
3. Получение данных: По мере обхода дерева он встречает компоненты, которые получают данные (например, `async function MyServerComponent() { ... }`). Он ожидает завершения этих запросов данных.
4. Сериализация в поток Flight: Вместо создания HTML, рендерер React генерирует текстовый поток. Этот текст является полезной нагрузкой React Flight. Каждая часть дерева компонентов — `div`, `p`, текстовая строка, ссылка на клиентский компонент — кодируется в определенный формат в этом потоке.
5. Потоковая передача ответа: Сервер не ждет, пока будет отрендерено все дерево. Как только первые части UI готовы, он начинает потоковую передачу полезной нагрузки Flight клиенту по HTTP. Если он встречает границу Suspense, он отправляет плейсхолдер и продолжает рендерить приостановленное содержимое в фоновом режиме, отправляя его позже в том же потоке, когда оно будет готово.

На клиенте

1. Получение потока: Среда выполнения React в браузере получает поток Flight. Это не единый документ, а непрерывный поток инструкций.
2. Парсинг и согласование: Клиентский код React парсит поток Flight по частям. Это похоже на получение набора чертежей для создания или обновления UI.
3. Восстановление дерева: Для каждой инструкции React обновляет свой виртуальный DOM. Он может создать новый `div`, вставить текст или — что самое важное — идентифицировать плейсхолдер для клиентского компонента.
4. Загрузка клиентских компонентов: Когда поток содержит ссылку на клиентский компонент (отмеченный директивой "use client"), полезная нагрузка Flight включает информацию о том, какой JavaScript-бандл нужно загрузить. Затем React загружает этот бандл, если он еще не кеширован.
5. Гидратация и интерактивность: Как только код клиентского компонента загружен, React рендерит его в указанном месте и гидратирует, прикрепляя обработчики событий и делая его полностью интерактивным. Этот процесс очень целенаправлен и происходит только для интерактивных частей страницы.

Эта модель потоковой передачи и выборочной гидратации значительно эффективнее традиционной модели SSR, которая часто требует гидратации всей страницы по принципу «все или ничего».

Анатомия полезной нагрузки React Flight

Чтобы по-настоящему понять React Flight, полезно взглянуть на формат данных, которые он производит. Хотя вы обычно не будете взаимодействовать с этим сырым выводом напрямую, его структура показывает, как он работает. Полезная нагрузка представляет собой поток JSON-подобных строк, разделенных новой строкой. Каждая строка, или чанк, представляет собой часть информации.

Рассмотрим простой пример. Представьте, что у нас есть такой серверный компонент:

app/page.js (серверный компонент)

<!-- Предположим, что это блок кода в реальном блоге --> async function Page() { const userData = await fetchUser(); // Получает { name: 'Alice' } return ( <div> <h1>Welcome, {userData.name}</h1> <p>Here is your dashboard.</p> <InteractiveButton text="Click Me" /> </div> ); }

И клиентский компонент:

components/InteractiveButton.js (клиентский компонент)

<!-- Предположим, что это блок кода в реальном блоге --> '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> ); }

Поток React Flight, отправленный с сервера клиенту для этого UI, может выглядеть примерно так (упрощено для ясности):

<!-- Упрощенный пример потока Flight --> 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"}]]}]

Давайте разберем этот загадочный вывод:

• Строки `M` (метаданные модуля): Строка, начинающаяся с `M1:`, является ссылкой на модуль. Она говорит клиенту: «Компонент, на который ссылается ID `@1`, является экспортом по умолчанию из файла `./components/InteractiveButton.js`. Чтобы загрузить его, вам нужно скачать JavaScript-файл `chunk-abcde.js`». Так обрабатываются динамические импорты и разделение кода.
• Строки `J` (данные JSON): Строка, начинающаяся с `J0:`, содержит сериализованное дерево компонентов. Давайте посмотрим на его структуру: `["$","div",null,{...}]`.
• Символ `$`:** Это специальный идентификатор, указывающий на элемент React (по сути, JSX). Формат обычно такой: `["$", type, key, props]`.
• Структура дерева компонентов: Вы можете видеть вложенную структуру HTML. У `div` есть пропс `children`, который является массивом, содержащим `h1`, `p` и еще один элемент React.
• Интеграция данных: Обратите внимание, что имя `"Alice"` встроено прямо в поток. Результат запроса данных на сервере сериализуется прямо в описание UI. Клиенту не нужно знать, как эти данные были получены.
• Символ `@` (ссылка на клиентский компонент): Самая интересная часть — это `["$","@1",null,{"text":"Click Me"}]`. `@1` — это ссылка. Она говорит клиенту: «В этом месте дерева вам нужно отрендерить клиентский компонент, описанный метаданными модуля `M1`. И когда вы его отрендерите, передайте ему следующие пропсы: `{ text: 'Click Me' }`».

Эта полезная нагрузка — полный набор инструкций. Она говорит клиенту, как именно построить UI, какой статический контент отобразить, где разместить интерактивные компоненты, как загрузить их код и какие пропсы им передать. Все это делается в компактном, потоковом формате.

Ключевые преимущества протокола React Flight

Дизайн протокола Flight напрямую обеспечивает основные преимущества парадигмы RSC. Понимание протокола проясняет, почему эти преимущества возможны.

Потоковая передача и нативная поддержка Suspense

Поскольку протокол представляет собой поток, разделенный новыми строками, сервер может отправлять UI по мере его рендеринга. Если компонент приостановлен (например, ожидает данные), сервер может отправить инструкцию-плейсхолдер в потоке, отправить остальную часть UI страницы, а затем, когда данные будут готовы, отправить новую инструкцию в том же потоке, чтобы заменить плейсхолдер фактическим содержимым. Это обеспечивает первоклассный опыт потоковой передачи без сложной логики на стороне клиента.

Нулевой размер бандла для серверной логики

Глядя на полезную нагрузку, можно увидеть, что в ней отсутствует какой-либо код из самого компонента `Page`. Логика получения данных, любые сложные бизнес-вычисления или зависимости, такие как большие библиотеки, используемые только на сервере, полностью отсутствуют. Поток содержит только *результат* этой логики. Это фундаментальный механизм, стоящий за обещанием «нулевого размера бандла» RSC.

Совместное размещение получения данных

Запрос `userData` происходит на сервере, и только его результат (`'Alice'`) сериализуется в поток. Это позволяет разработчикам писать код для получения данных прямо внутри компонента, который в них нуждается, — концепция, известная как совместное размещение (colocation). Этот паттерн упрощает код, улучшает его поддержку и устраняет каскады запросов клиент-сервер, которые мешают многим SPA.

Выборочная гидратация

Явное различие в протоколе между отрендеренными HTML-элементами и ссылками на клиентские компоненты (`@`) — это то, что обеспечивает выборочную гидратацию. Среда выполнения React на стороне клиента знает, что только `@`-компонентам нужен соответствующий JavaScript, чтобы стать интерактивными. Она может игнорировать статические части дерева, экономя значительные вычислительные ресурсы при начальной загрузке страницы.

React Flight в сравнении с альтернативами: глобальный взгляд

Чтобы оценить инновационность React Flight, полезно сравнить его с другими подходами, используемыми в мировом сообществе веб-разработчиков.

vs. Традиционный SSR + гидратация

Как уже упоминалось, традиционный SSR отправляет полный HTML-документ. Затем клиент загружает большой JavaScript-бандл и «гидратирует» весь документ, прикрепляя обработчики событий к статическому HTML. Это может быть медленно и хрупко. Одна ошибка может помешать всей странице стать интерактивной. Потоковая и выборочная природа React Flight является более устойчивой и производительной эволюцией этой концепции.

vs. GraphQL/REST API

Часто возникает путаница, заменяют ли RSC API данных, такие как GraphQL или REST. Ответ — нет; они дополняют друг друга. React Flight — это протокол для сериализации дерева UI, а не язык запросов данных общего назначения. На самом деле, серверный компонент часто будет использовать GraphQL или REST API на сервере для получения своих данных перед рендерингом. Ключевое отличие в том, что этот вызов API происходит между серверами, что обычно намного быстрее и безопаснее, чем вызов клиент-сервер. Клиент получает конечный UI через поток Flight, а не сырые данные.

vs. Другие современные фреймворки

Другие фреймворки в глобальной экосистеме также решают проблему разделения между сервером и клиентом. Например:

• Astro Islands: Astro использует похожую архитектуру «островов», где большая часть сайта — это статический HTML, а интерактивные компоненты загружаются индивидуально. Концепция аналогична клиентским компонентам в мире RSC. Однако Astro в основном отправляет HTML, тогда как React отправляет структурированное описание UI через Flight, что позволяет более бесшовно интегрироваться с состоянием React на стороне клиента.
• Qwik и возобновляемость (Resumability): Qwik использует другой подход, называемый возобновляемостью. Он сериализует все состояние приложения в HTML, так что клиенту не нужно повторно выполнять код при запуске (гидратация). Он может «возобновить» работу с того места, где остановился сервер. React Flight и выборочная гидратация стремятся к достижению аналогичной цели быстрого времени до интерактивности, но через другой механизм загрузки и запуска только необходимого интерактивного кода.

Практические выводы и лучшие практики для разработчиков

Хотя вы не будете писать полезные нагрузки React Flight вручную, понимание протокола влияет на то, как вы должны создавать современные приложения на React.

Используйте `"use server"` и `"use client"`

Во фреймворках, таких как Next.js, директива `"use client"` — ваш основной инструмент для контроля границы между сервером и клиентом. Это сигнал для системы сборки, что компонент и его дочерние элементы должны рассматриваться как интерактивный остров. Его код будет собран в бандл и отправлен в браузер, а React Flight сериализует ссылку на него. И наоборот, отсутствие этой директивы (или использование `"use server"` для серверных действий) оставляет компоненты на сервере. Овладейте этой границей, чтобы создавать эффективные приложения.

Мыслите компонентами, а не эндпоинтами

С RSC сам компонент может быть контейнером данных. Вместо создания API-эндпоинта `/api/user` и клиентского компонента, который из него получает данные, вы можете создать один серверный компонент ``, который получает данные внутри себя. Это упрощает архитектуру и побуждает разработчиков думать об UI и его данных как о едином, целостном блоке.

Безопасность — это забота серверной стороны

Поскольку RSC — это серверный код, у них есть серверные привилегии. Это мощно, но требует дисциплинированного подхода к безопасности. Весь доступ к данным, использование переменных окружения и взаимодействие с внутренними сервисами происходят здесь. Относитесь к этому коду с той же строгостью, что и к любому бэкенд-API: санируйте все входные данные, используйте подготовленные выражения для запросов к базе данных и никогда не раскрывайте конфиденциальные ключи или секреты, которые могут быть сериализованы в полезную нагрузку Flight.

Отладка нового стека

Отладка в мире RSC меняется. Ошибка в UI может исходить из логики рендеринга на стороне сервера или гидратации на стороне клиента. Вам нужно будет комфортно проверять как серверные логи (для RSC), так и консоль разработчика в браузере (для клиентских компонентов). Вкладка Network также становится важнее, чем когда-либо. Вы можете инспектировать сырой поток ответа Flight, чтобы точно видеть, что сервер отправляет клиенту, что может быть бесценным для устранения неполадок.

Будущее веб-разработки с React Flight

React Flight и архитектура серверных компонентов, которую он обеспечивает, представляют собой фундаментальное переосмысление того, как мы создаем для веба. Эта модель сочетает в себе лучшее из обоих миров: простой и мощный опыт разработки компонентного UI и производительность и безопасность традиционных серверных приложений.

По мере созревания этой технологии мы можем ожидать появления еще более мощных паттернов. Серверные действия (Server Actions), которые позволяют клиентским компонентам вызывать защищенные функции на сервере, являются ярким примером функции, построенной поверх этого канала связи между сервером и клиентом. Протокол является расширяемым, что означает, что команда React может добавлять новые возможности в будущем, не ломая основную модель.

Заключение

React Flight — это невидимый, но незаменимый костяк парадигмы серверных компонентов React. Это узкоспециализированный, эффективный и потоковый протокол, который переводит отрендеренное на сервере дерево компонентов в набор инструкций, которые клиентское приложение React может понять и использовать для создания богатого, интерактивного пользовательского интерфейса. Перемещая компоненты и их дорогостоящие зависимости с клиента на сервер, он позволяет создавать более быстрые, легкие и мощные веб-приложения.

Для разработчиков по всему миру понимание того, что такое React Flight и как он работает, — это не просто академическое упражнение. Оно предоставляет ключевую ментальную модель для архитектуры приложений, принятия компромиссных решений по производительности и отладки проблем в эту новую эру UI, управляемых сервером. Сдвиг уже начался, и React Flight — это протокол, прокладывающий дорогу вперед.