Demystifikácia React Flight: Serializovateľný protokol, ktorý poháňa serverové komponenty

Svet vývoja webu je v neustálom stave vývoja. Roky prevládajúcou paradigmo bola aplikácia s jednou stránkou (SPA), kde sa klientovi posiela minimálna HTML shell, ktorý potom získava dáta a vykresľuje celé používateľské rozhranie pomocou JavaScriptu. Hoci je to silné, tento model zaviedol výzvy ako veľké veľkosti balíkov, dátové vodopády klient-server a komplexná správa stavu. V reakcii na to je komunita svedkom významného posunu späť smerom k server-centrickým architektúram, ale s moderným nádychom. V popredí tejto evolúcie je prelomová funkcia od tímu React: React Server Components (RSC).

Ako sa však tieto komponenty, ktoré bežia výlučne na serveri, magicky objavujú a bezproblémovo sa integrujú do aplikácie na strane klienta? Odpoveď spočíva v menej známej, ale kriticky dôležitej časti technológie: React Flight. Nie je to API, ktoré budete používať priamo každý deň, ale jeho pochopenie je kľúčom k odomknutiu plného potenciálu moderného ekosystému React. Tento príspevok vás vezme na hlboký ponor do protokolu React Flight a demystifikuje engine, ktorý poháňa ďalšiu generáciu webových aplikácií.

Čo sú React Server Components? Rýchla rekapitulácia

Predtým, ako rozoberieme protokol, poďme si v krátkosti zhrnúť, čo sú React Server Components a prečo sú dôležité. Na rozdiel od tradičných komponentov React, ktoré bežia v prehliadači, sú RSCs novým typom komponentu navrhnutým tak, aby sa vykonával výlučne na serveri. Nikdy neodosielajú svoj kód JavaScriptu klientovi.

Toto serverové vykonávanie poskytuje niekoľko výhod, ktoré menia hru:

• Nulová veľkosť balíka: Keďže kód komponentu nikdy neopúšťa server, neprispieva ničím k vášmu balíku JavaScriptu na strane klienta. Je to obrovské víťazstvo pre výkon, najmä pre komplexné komponenty náročné na dáta.
• Priamy prístup k údajom: RSCs môžu priamo pristupovať k prostriedkom na strane servera, ako sú databázy, súborové systémy alebo interné mikroslužby, bez toho, aby bolo potrebné vystavovať koncový bod API. To zjednodušuje získavanie údajov a eliminuje vodopády požiadaviek klient-server.
• Automatické rozdelenie kódu: Pretože si môžete dynamicky vybrať, ktoré komponenty sa majú vykresliť na serveri, efektívne získate automatické rozdelenie kódu. Do prehliadača sa kedykoľvek odošle iba kód pre interaktívne klientske komponenty.

Je nevyhnutné odlíšiť RSCs od vykresľovania na strane servera (SSR). SSR vopred vykresľuje celú vašu aplikáciu React do reťazca HTML na serveri. Klient dostane tento HTML, zobrazí ho a potom stiahne celý balík JavaScriptu, aby 'hydratoval' stránku a urobil ju interaktívnou. Naopak, RSCs sa vykresľujú do špeciálneho, abstraktného popisu používateľského rozhrania – nie HTML – ktorý sa potom streamuje klientovi a zosúlaďuje s existujúcim stromom komponentov. To umožňuje oveľa granulárnejší a efektívnejší proces aktualizácie.

Predstavujeme React Flight: Jadrový protokol

Takže, ak serverový komponent neodosiela HTML alebo svoj vlastný JavaScript, čo posiela? Tu prichádza React Flight. React Flight je účelovo vytvorený serializačný protokol určený na prenos vykresleného stromu komponentov React zo servera na klienta.

Predstavte si to ako špecializovanú, streamovateľnú verziu JSON, ktorá rozumie primitívam React. Je to 'formát prenosu', ktorý spája medzeru medzi prostredím vášho servera a prehliadačom používateľa. Keď vykresľujete RSC, React negeneruje HTML. Namiesto toho generuje stream údajov vo formáte React Flight.

Prečo nepoužiť iba HTML alebo JSON?

Prirodzená otázka znie, prečo vymýšľať úplne nový protokol? Prečo by sme nemohli použiť existujúce štandardy?

• Prečo nie HTML? Odosielanie HTML je doménou SSR. Problém s HTML je, že je to konečné vyjadrenie. Stráca štruktúru a kontext komponentu. Nemôžete ľahko integrovať nové kusy streamovaného HTML do existujúcej, interaktívnej aplikácie React na strane klienta bez úplného opätovného načítania stránky alebo komplexnej manipulácie s DOM. React potrebuje vedieť, ktoré časti sú komponenty, aké sú ich vlastnosti a kde sa nachádzajú interaktívne „ostrovy“ (klient Components).
• Prečo nie štandardný JSON? JSON je vynikajúci pre dáta, ale natívne nemôže reprezentovať komponenty používateľského rozhrania, JSX alebo koncepty ako hranice pozastavenia. Mohli by ste sa pokúsiť vytvoriť schému JSON na reprezentáciu stromu komponentov, ale bol by rozsiahly a nevyriešil by problém, ako reprezentovať komponent, ktorý je potrebné dynamicky načítať a vykresliť na klientovi.

React Flight bol vytvorený na vyriešenie týchto konkrétnych problémov. Je navrhnutý tak, aby bol:

1. Serializovateľný: Schopný reprezentovať celý strom komponentov vrátane vlastností a stavu.
2. Streamovateľný: Používateľské rozhranie je možné odosielať po častiach, čo umožňuje klientovi začať vykresľovať predtým, ako je k dispozícii úplná odpoveď. To je zásadné pre integráciu s pozastavením.
3. React-Aware: Má prvotriednu podporu pre koncepty React, ako sú komponenty, kontext a lenivé načítavanie kódu na strane klienta.

Ako React Flight funguje: Rozpis krok za krokom

Proces používania React Flight zahŕňa koordinovaný tanec medzi serverom a klientom. Poďme si prejsť životným cyklom žiadosti v aplikácii, ktorá používa RSCs.

Na serveri

1. Iniciácia požiadavky: Používateľ prejde na stránku vo vašej aplikácii (napr. stránka Next.js App Router).
2. Vykresľovanie komponentov: React začne vykresľovať strom Server Component pre túto stránku.
3. Získavanie údajov: Keď prechádza stromom, stretáva komponenty, ktoré získavajú dáta (napr. async function MyServerComponent() { ... }). Očakáva tieto získavania údajov.
4. Serializácia do Flight Stream: Namiesto vytvárania HTML generuje renderovací nástroj React stream textu. Tento text je náklad React Flight. Každá časť stromu komponentov – div, p, reťazec textu, odkaz na klientsky komponent – je zakódovaná do špecifického formátu v tomto streame.
5. Streamovanie odpovede: Server nečaká na vykreslenie celého stromu. Hneď ako sú pripravené prvé časti používateľského rozhrania, začne streamovať náklad Flight klientovi cez HTTP. Ak narazí na hranicu pozastavenia, odošle zástupný symbol a pokračuje vo vykresľovaní pozastaveného obsahu na pozadí, pričom ho odošle neskôr v rovnakom streame, keď je pripravený.

Na klientovi

1. Prijímanie streamu: Runtime React v prehliadači dostáva stream Flight. Nie je to jeden dokument, ale nepretržitý tok inštrukcií.
2. Parsovanie a zosúladenie: Kód React na strane klienta parsuje stream Flight po častiach. Je to ako prijímať súbor návrhov na zostavenie alebo aktualizáciu používateľského rozhrania.
3. Rekonštrukcia stromu: Pre každú inštrukciu React aktualizuje svoj virtuálny DOM. Môže vytvoriť nový div, vložiť nejaký text alebo – čo je najdôležitejšie – identifikovať zástupný symbol pre klientsky komponent.
4. Načítavanie klientskych komponentov: Keď stream obsahuje odkaz na klientsky komponent (označený direktívou „use client“), náklad Flight obsahuje informácie o tom, ktorý balík JavaScriptu sa má stiahnuť. React potom načíta tento balík, ak už nie je uložený v cache.
5. Hydratácia a interaktivita: Po načítaní kódu klientskeho komponentu ho React vykreslí na určenom mieste a hydratuje ho, pripojí obslužné programy udalostí a urobí ho plne interaktívnym. Tento proces je vysoko cielený a prebieha iba pre interaktívne časti stránky.

Tento model streamovania a selektívnej hydratácie je oveľa efektívnejší ako tradičný model SSR, ktorý často vyžaduje „všetko alebo nič“ hydratáciu celej stránky.

Anatómia nákladu React Flight

Ak chcete skutočne pochopiť React Flight, pomáha pozrieť sa na formát údajov, ktoré produkuje. Aj keď s týmto surovým výstupom zvyčajne nebudete priamo komunikovať, jeho štruktúra odhaľuje, ako to funguje. Náklad je stream reťazcov podobných JSON, oddelených novými riadkami. Každý riadok alebo časť predstavuje informácie.

Uvažujme o jednoduchom príklade. Predstavte si, že máme serverový komponent ako tento:

app/page.js (Server Component)

<!-- Predpokladajme, že ide o blok kódu v skutočnom blogu --> async function Page() { const userData = await fetchUser(); // Získa { meno: 'Alice' } return ( <div> <h1>Vitajte, {userData.name}</h1> <p>Tu je váš dashboard.</p> <InteractiveButton text="Kliknite sem" /> </div> ); }

A klientsky komponent:

components/InteractiveButton.js (Client Component)

<!-- Predpokladajme, že ide o blok kódu v skutočnom blogu --> '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> ); }

Stream React Flight odoslaný zo servera klientovi pre toto používateľské rozhranie by mohol vyzerať nejako takto (zjednodušené pre prehľadnosť):

<!-- Zjednodušený príklad streamu Flight --> M1:{"id":"./components/InteractiveButton.js","chunks":["chunk-abcde.js"],"name":"default"} J0:["$","div",null,{"children":[["$","h1",null,{"children":["Vitajte, ","Alice"]}],["$","p",null,{"children":"Tu je váš dashboard."}],["$","@1",null,{"text":"Kliknite sem"}]]}]

Rozoberme tento záhadný výstup:

• Riadky `M` (Metadata modulu): Riadok začínajúci na `M1:` je referencia na modul. Hovorí klientovi: „Komponent, na ktorý odkazuje ID `@1`, je predvolený export zo súboru `./components/InteractiveButton.js`. Ak ho chcete načítať, musíte stiahnuť súbor JavaScript `chunk-abcde.js`." Takto sa spracúvajú dynamické importy a rozdelenie kódu.
• Riadky `J` (Údaje JSON): Riadok začínajúci na `J0:` obsahuje serializovaný strom komponentov. Pozrime sa na jeho štruktúru: `["$","div",null,{...}]`.
• Symbol `$` : Toto je špeciálny identifikátor označujúci prvok React (v podstate JSX). Formát je zvyčajne `["$", typ, kľúč, vlastnosti]`.
• Štruktúra stromu komponentov: Vidíte vnorenú štruktúru HTML. div má vlastnosť `children`, čo je pole obsahujúce h1, p a ďalší prvok React.
• Integrácia údajov: Všimnite si, že meno "Alice" je priamo vložené do streamu. Výsledok získavania údajov zo servera je serializovaný priamo do popisu používateľského rozhrania. Klient nepotrebuje vedieť, ako sa tieto dáta získali.
• Symbol `@` (Referencia na klientsky komponent): Najzaujímavejšia časť je ["$","@1",null,{"text":"Kliknite sem"}]. @1 je referencia. Hovorí klientovi: „Na tomto mieste v strome musíte vykresliť klientsky komponent popísaný metadátami modulu M1. A keď ho vykreslíte, odovzdajte mu tieto vlastnosti: { text: 'Kliknite sem' }.“

Táto záťaž je kompletný súbor inštrukcií. Hovorí klientovi presne, ako zostaviť používateľské rozhranie, aký statický obsah zobraziť, kam umiestniť interaktívne komponenty, ako načítať ich kód a aké vlastnosti im odovzdať. To všetko sa deje v kompaktnom, streamovateľnom formáte.

Kľúčové výhody protokolu React Flight

Dizajn protokolu Flight priamo umožňuje základné výhody RSC paradigmy. Pochopenie protokolu objasňuje, prečo sú tieto výhody možné.

Streamovanie a natívne pozastavenie

Keďže protokol je stream ohraničený novými riadkami, server môže odosielať používateľské rozhranie počas jeho vykresľovania. Ak je komponent pozastavený (napr. čaká na údaje), server môže v streame odoslať inštrukciu zástupného symbolu, odoslať zvyšok používateľského rozhrania stránky a potom, keď budú údaje pripravené, odoslať novú inštrukciu v rovnakom streame na nahradenie zástupného symbolu skutočným obsahom. To poskytuje prvotriedny zážitok zo streamingu bez zložitej logiky na strane klienta.

Nulová veľkosť balíka pre logiku servera

Keď sa pozriete na záťaž, vidíte, že žiadny kód zo samotného komponentu Page nie je prítomný. Logika získavania údajov, akékoľvek zložité obchodné výpočty alebo závislosti ako rozsiahle knižnice používané iba na serveri, úplne chýbajú. Stream obsahuje iba výstup tejto logiky. Toto je základný mechanizmus za prísľubom „nulovej veľkosti balíka“ RSCs.

Umiestnenie získavania údajov

Získavanie údajov userData prebieha na serveri a do streamu sa serializuje iba jeho výsledok ('Alice'). To umožňuje vývojárom písať kód na získavanie údajov priamo v komponente, ktorý ho potrebuje, čo je koncept známy ako umiestnenie. Tento vzor zjednodušuje kód, zlepšuje udržiavateľnosť a eliminuje vodopády klient-server, ktoré sužujú mnoho SPA.

Selektívna hydratácia

Explicitné rozlíšenie protokolu medzi vykreslenými prvkami HTML a odkazmi na klientske komponenty (@) umožňuje selektívnu hydratáciu. Runtime React na strane klienta vie, že iba komponenty @ potrebujú zodpovedajúci JavaScript, aby sa stali interaktívnymi. Môže ignorovať statické časti stromu, čo šetrí značné výpočtové zdroje pri prvom načítaní stránky.

React Flight vs. alternatívy: Globálna perspektíva

Ak chcete oceniť inovácie React Flight, je užitočné porovnať ho s inými prístupmi používanými v globálnej komunite vývoja webu.

vs. Tradičný SSR + Hydratácia

Ako už bolo spomenuté, tradičný SSR odosiela celý dokument HTML. Klient potom stiahne rozsiahly balík JavaScriptu a „hydratuje“ celý dokument, pričom k statickému HTML pripája obslužné programy udalostí. To môže byť pomalé a krehké. Jediná chyba môže zabrániť interakcii celej stránky. Streamovateľná a selektívna povaha React Flight je odolnejšia a výkonnejšia evolúcia tohto konceptu.

vs. GraphQL/REST API

Bežným bodom zmätku je, či RSCs nahrádzajú dátové API ako GraphQL alebo REST. Odpoveď je nie; sú komplementárne. React Flight je protokol na serializáciu stromu používateľského rozhrania, nie všeobecný jazyk na vyhľadávanie údajov. V skutočnosti bude serverový komponent často používať GraphQL alebo REST API na serveri na získanie svojich údajov pred vykreslením. Kľúčový rozdiel je v tom, že toto volanie API prebieha medzi servermi, čo je zvyčajne oveľa rýchlejšie a bezpečnejšie ako volanie klient-server. Klient dostane konečné používateľské rozhranie cez stream Flight, nie surové údaje.

vs. Iné moderné rámce

Ostatné frameworky v globálnom ekosystéme sa tiež zaoberajú rozdelením server-klient. Napríklad:

• Astro Islands: Astro používa podobnú architektúru „ostrovy“, kde je väčšina stránky statický HTML a interaktívne komponenty sa načítavajú individuálne. Tento koncept je analógiou ku klientskym komponentom vo svete RSC. Astro však primárne odosiela HTML, zatiaľ čo React odosiela štruktúrovaný popis používateľského rozhrania prostredníctvom Flight, čo umožňuje bezproblémovejšiu integráciu so stavom React na strane klienta.
• Qwik a resúmovateľnosť: Qwik používa iný prístup nazývaný resúmovateľnosť. Serializuje celý stav aplikácie do HTML, takže klient nemusí pri spustení znova spúšťať kód (hydratácia). Môže „pokračovať“ tam, kde server skončil. React Flight a selektívna hydratácia sa snažia dosiahnuť podobný cieľ rýchleho času do interaktivity, ale prostredníctvom iného mechanizmu načítania a spustenia iba potrebného interaktívneho kódu.

Praktické dôsledky a osvedčené postupy pre vývojárov

Hoci nebudete písať náklad React Flight ručne, pochopenie protokolu informuje o tom, ako by ste mali vytvárať moderné aplikácie React.

Použite „use server“ a „use client“

V frameworkoch ako Next.js je direktíva „use client“ vaším primárnym nástrojom na ovládanie hranice medzi serverom a klientom. Je to signál pre systém zostavovania, že s komponentom a jeho podriadenými by sa malo zaobchádzať ako s interaktívnym ostrovom. Jeho kód bude zviazaný a odoslaný do prehliadača a React Flight ho serializuje ako odkaz. Naopak, absencia tejto direktívy (alebo použitie „use server“ pre serverové akcie) ponecháva komponenty na serveri. Ovládnite túto hranicu a vytvoríte efektívne aplikácie.

Premýšľajte v komponentoch, nie v koncových bodoch

S RSCs môže byť dátovým kontajnerom samotný komponent. Namiesto vytvárania koncového bodu API /api/user a klientskeho komponentu, ktorý z neho získava dáta, môžete vytvoriť jeden serverový komponent <UserProfile />, ktorý získava dáta interne. To zjednodušuje architektúru a povzbudzuje vývojárov, aby premýšľali o používateľskom rozhraní a jeho údajoch ako o jednej, súdržnej jednotke.

Zabezpečenie je serverový problém

Keďže RSCs sú serverový kód, majú serverové privilégiá. Toto je výkonné, ale vyžaduje si disciplinovaný prístup k bezpečnosti. Všetok prístup k údajom, používanie premenných prostredia a interakcie s internými službami sa dejú tu. S týmto kódom zaobchádzajte s rovnakou prísnosťou, ako by ste to urobili s akýmkoľvek backend API: sanitujte všetky vstupy, používajte pripravené príkazy pre databázové dopyty a nikdy nevystavujte citlivé kľúče alebo tajomstvá, ktoré by sa dali serializovať do nákladu Flight.

Ladenie nového zásobníka

Ladenie sa mení vo svete RSC. Chyba používateľského rozhrania môže pochádzať z logiky vykresľovania na strane servera alebo hydratácie na strane klienta. Budete sa musieť cítiť komfortne pri kontrole protokolov vášho servera (pre RSCs) a konzoly pre vývojárov v prehliadači (pre klientske komponenty). Karta Sieť je tiež dôležitejšia ako kedykoľvek predtým. Môžete skontrolovať stream surovej odpovede Flight a presne vidieť, čo server posiela klientovi, čo môže byť neoceniteľné pri riešení problémov.

Budúcnosť vývoja webu s React Flight

React Flight a architektúra Server Components, ktorú umožňuje, predstavujú zásadné prehodnotenie toho, ako budujeme pre web. Tento model kombinuje to najlepšie z oboch svetov: jednoduchý, výkonný zážitok vývojára z vývoja používateľského rozhrania založeného na komponentoch a výkon a bezpečnosť tradičných aplikácií vykresľovaných na strane servera.

Ako táto technológia dozrieva, môžeme očakávať, že sa objaví ešte viac výkonných vzorov. Server Actions, ktoré umožňujú klientskym komponentom vyvolávať zabezpečené funkcie na serveri, sú hlavným príkladom funkcie postavenej na tomto komunikačnom kanáli server-klient. Protokol je rozšíriteľný, čo znamená, že tím React môže v budúcnosti pridávať nové schopnosti bez narušenia základného modelu.

Záver

React Flight je neviditeľnou, no nevyhnutnou chrbtovou kosťou paradigmy React Server Components. Je to vysoko špecializovaný, efektívny a streamovateľný protokol, ktorý prekladá strom komponentov vykreslený na serveri do sady pokynov, ktoré môže aplikácia React na strane klienta pochopiť a použiť na vybudovanie bohatého, interaktívneho používateľského rozhrania. Presúvaním komponentov a ich náročných závislostí z klienta na server umožňuje rýchlejšie, ľahšie a výkonnejšie webové aplikácie.

Pre vývojárov na celom svete nie je pochopenie toho, čo je React Flight a ako funguje, len akademickým cvičením. Poskytuje zásadný mentálny model pre navrhovanie aplikácií, vykonávanie kompromisov vo výkone a odstraňovanie problémov v tejto novej ére používateľských rozhraní riadených serverom. Zmena prebieha a React Flight je protokol, ktorý dláždi cestu vpred.