Súboj vo výkone JavaScriptových frameworkov: Reálne benchmarky pre moderné aplikácie

V dynamickom svete webového vývoja je debata o tom, ktorý JavaScriptový framework je „ten najlepší“, neustála. Vývojári často obhajujú svojich favoritov, pričom uvádzajú vývojársku skúsenosť, veľkosť ekosystému alebo krivku učenia. Pre koncových používateľov a podniky však jedna metrika často prevyšuje ostatné: výkon. Rýchla a responzívna aplikácia môže byť rozdielom medzi konverziou a odchodom zo stránky, medzi radosťou používateľa a jeho frustráciou.

Hoci syntetické benchmarky ako TodoMVC majú svoje miesto, často nedokážu zachytiť zložitosť modernej webovej aplikácie. Testujú izolované funkcie vo vákuu, čo je scenár, s ktorým sa v produkcii stretávame len zriedka. Tento článok má iný prístup. Ponoríme sa hlboko do benchmarku reálnej aplikácie a porovnáme titanov front-endového sveta — React, Vue a Angular — spolu s vyzývateľmi novej generácie, Svelte a SolidJS. Naším cieľom je prekročiť teoretické argumenty a poskytnúť konkrétne dáta, ktoré vám pomôžu urobiť informované rozhodnutie pre váš ďalší projekt.

Prečo záleží na reálnych benchmarkoch

Predtým, ako predstavíme dáta, je kľúčové pochopiť rozdiel medzi syntetickými a reálnymi benchmarkmi. Syntetické testy sa často zameriavajú na jednu opakujúcu sa úlohu, ako je vytvorenie a zničenie 1000 položiek v zozname úloh. Je to vynikajúce na záťažové testovanie renderovacieho enginu frameworku, ale málo vám to povie o:

• Výkon pri úvodnom načítaní: Ako rýchlo sa aplikácia stane použiteľnou pre prvého návštevníka na mobilnej sieti? To zahŕňa veľkosť balíka (bundle size), čas na parsovanie a stratégiu hydratácie.
• Správa komplexného stavu: Ako framework zvláda interakcie medzi viacerými, nesúvisiacimi komponentmi, ktoré zdieľajú globálny stav?
• Integrácia latencie API: Aký je pocit z aplikácie, keď musí načítať dáta, zobraziť stavy načítavania a potom vykresliť výsledky?
• Výkon routingu: Ako rýchlo a plynulo sa môže používateľ pohybovať medzi rôznymi stránkami alebo zobrazeniami v rámci single-page aplikácie (SPA)?

Reálny benchmark sa snaží simulovať tieto scenáre. Vytvorením identickej, stredne zložitej aplikácie v každom frameworku môžeme merať metriky výkonu, ktoré priamo ovplyvňujú používateľský zážitok a následne aj obchodné ciele. Tieto metriky sú úzko spojené s Core Web Vitals (CWV) od Googlu, súborom faktorov, ktoré sú teraz súčasťou jeho algoritmu pre hodnotenie vo vyhľadávaní. Stručne povedané, výkon nie je len technická záležitosť; je to SEO a obchodný imperatív.

Súťažiaci: Stručný prehľad

Vybrali sme päť najvýznamnejších a najzaujímavejších frameworkov v dnešnom ekosystéme. Každý má inú filozofiu a architektúru, čo priamo ovplyvňuje jeho výkonnostné charakteristiky.

React (v18)

React, vyvíjaný a udržiavaný spoločnosťou Meta, je nesporným lídrom na trhu. Spopularizoval komponentovú architektúru a Virtual DOM (VDOM). VDOM funguje ako reprezentácia reálneho DOM v pamäti, čo umožňuje Reactu efektívne dávkovať aktualizácie. Jeho masívny ekosystém a dostupnosť talentov z neho robia predvolenú voľbu pre mnohé spoločnosti po celom svete.

Vue (v3)

Vue je často opisovaný ako progresívny framework. Je známy svojou prístupnou krivkou učenia, vynikajúcou dokumentáciou a flexibilitou. Vue 3 prinieslo významné vylepšenia výkonu s novým systémom reaktivity postaveným na JavaScript Proxies a kompilátorom, ktorý dokáže vysoko optimalizovať šablóny. Podobne ako React, tiež používa Virtual DOM.

Angular (v16)

Angular od Googlu je skôr platforma než knižnica. Je to komplexný, názorovo vyhranený (opinionated) framework, ktorý poskytuje riešenia na všetko od routingu po správu stavu hneď po inštalácii. Hoci bol v minulosti známy väčšími veľkosťami balíkov, nedávne verzie s kompilátorom Ivy, tree-shakingom a zavedením signálov a samostatných komponentov ho urobili oveľa konkurencieschopnejším z hľadiska výkonu.

Svelte (v4)

Svelte má radikálny prístup. Je to kompilátor, ktorý beží v čase zostavovania (build time) a konvertuje vaše Svelte komponenty na vysoko optimalizovaný, imperatívny JavaScriptový kód, ktorý priamo manipuluje s DOM. To znamená, že vo vašom produkčnom balíku nie je žiadny Virtual DOM a takmer žiadny runtime kód špecifický pre framework. Filozofiou je presunúť prácu z prehliadača do kroku zostavovania.

SolidJS (v1.7)

SolidJS často vedie v rebríčkoch výkonnosti a získava značnú popularitu. Používa JSX, takže je pre vývojárov Reactu povedomý, ale nepoužíva Virtual DOM. Namiesto toho využíva jemnozrnný (fine-grained) systém reaktivity, podobne ako tabuľkový procesor. Keď sa zmení nejaký údaj, aktualizujú sa len presné časti DOM, ktoré na ňom závisia, bez opätovného spúšťania celých funkcií komponentov. To vedie k chirurgickej presnosti a neuveriteľnej rýchlosti.

Benchmarková aplikácia: „Global Insight Dashboard“

Na otestovanie týchto frameworkov sme vytvorili vzorovú aplikáciu s názvom „Global Insight Dashboard“. Táto aplikácia je navrhnutá tak, aby reprezentovala mnohé dátovo orientované obchodné nástroje. Zahŕňa nasledujúce funkcie:

• Autentifikácia: Fiktívny proces prihlásenia/odhlásenia.
• Hlavná stránka dashboardu: Zobrazuje niekoľko súhrnných kariet a grafov s dátami načítanými z fiktívneho API.
• Stránka s veľkou dátovou tabuľkou: Stránka, ktorá načíta a vykreslí tabuľku s 1000 riadkami a 10 stĺpcami dát.
• Interaktívne funkcie tabuľky: Triedenie, filtrovanie a výber riadkov na strane klienta.
• Detailné zobrazenie: Klientský routing na detailnú stránku pre vybraný riadok v tabuľke.
• Globálny stav: Zdieľaný stav pre autentifikovaného používateľa a tému UI (svetlá/tmavá).

Toto nastavenie nám umožňuje merať všetko od úvodného načítania a vykresľovania dát z API až po responzívnosť zložitých UI interakcií na veľkom súbore dát.

Metodológia: Ako sme merali výkon

Transparentnosť a konzistentnosť sú pre spravodlivé porovnanie prvoradé. Tu je naše testovacie nastavenie:

• Nástroje: Google Lighthouse (spustený v inkognito okne) a profiler výkonu v Chrome DevTools.
• Prostredie: Všetky aplikácie boli zostavené pre produkciu a servírované lokálne.
• Testovacie podmienky: Na simuláciu reálneho mobilného používateľa boli všetky testy spustené so 4x spomalením CPU a obmedzením siete na Rýchle 3G. Tým sa zabráni skresleniu výsledkov špičkovým hardvérom vývojárov.
• Kľúčové merané metriky:
  • Počiatočná veľkosť JS balíka (gzipped): Množstvo JavaScriptu, ktoré musí prehliadač stiahnuť, spracovať a spustiť pri prvej návšteve.
  • First Contentful Paint (FCP): Označuje čas, kedy je vykreslený prvý kus obsahu DOM.
  • Largest Contentful Paint (LCP): Meria, kedy je vykreslený najväčší viditeľný prvok obsahu vo viewporte. Kľúčový Core Web Vital.
  • Time to Interactive (TTI): Čas, ktorý trvá, kým sa stránka stane plne interaktívnou.
  • Total Blocking Time (TBT): Meria celkový čas, počas ktorého bol hlavný thread zablokovaný, čím sa bránilo používateľskému vstupu. Priamo súvisí s novým Core Web Vital INP (Interaction to Next Paint).
  • Využitie pamäte: Veľkosť haldy (heap size) meraná po úvodnom načítaní a po niekoľkých interakciách.

Výsledky: Priame porovnanie

Zrieknutie sa zodpovednosti: Tieto výsledky sú založené na našej špecifickej benchmarkovej aplikácii. Čísla ilustrujú výkonnostné charakteristiky každého frameworku, ale architektúra vašej vlastnej aplikácie by mohla priniesť odlišné výsledky.

1. kolo: Úvodné načítanie a veľkosť balíka

Pre nového používateľa je prvý dojem všetkým. Toto kolo sa zameriava na to, ako rýchlo sa dá aplikácia stiahnuť a vykresliť do použiteľného stavu.

• Svelte: Víťaz. S gzipped JS balíkom veľkým len ~9 KB bol Svelte jasným lídrom. Jeho FCP a LCP skóre boli vynikajúce, keďže prehliadač musel spracovať veľmi málo kódu frameworku. Dashboard sa zobrazil takmer okamžite.
• SolidJS: Tesne druhý. Veľkosť balíka bola o niečo väčšia, ~12 KB. Výkon bol takmer identický so Svelte, poskytujúc extrémne rýchly zážitok pri úvodnom načítaní.
• Vue: Silný výkon. Balík Vue mal úctyhodných ~35 KB. Jeho optimalizácie kompilátora sa prejavili, poskytujúc rýchle LCP a TTI, ktoré boli vysoko konkurencieschopné.
• React: Stred poľa. Kombinácia `react` a `react-dom` viedla k balíku o veľkosti ~48 KB. Hoci to v žiadnom prípade nebolo pomalé, TTI bolo citeľne dlhšie ako u lídrov kvôli práci potrebnej na vytvorenie VDOM a hydratáciu aplikácie.
• Angular: Zlepšený, ale stále najväčší. Balík Angularu bol najväčší s ~65 KB. Hoci je to obrovské zlepšenie oproti starším verziám, počiatočné náklady na parsovanie a bootstrapping boli stále najvyššie, čo viedlo k najpomalším FCP a LCP v tomto teste.

Postreh: Pre projekty, kde je čas úvodného načítania absolútne kritický (napr. e-commerce landing pages, marketingové stránky), majú frameworky založené na kompilátore ako Svelte a Solid zreteľnú, merateľnú výhodu vďaka svojej minimálnej stope za behu (runtime footprint).

2. kolo: Výkon za behu a pri interakciách

Keď je aplikácia načítaná, aký je pocit ju používať? Testovali sme to vykonaním intenzívnych operácií na našej dátovej tabuľke s 1000 riadkami: triedenie podľa stĺpca a aplikovanie textového filtra, ktorý prehľadával všetky bunky.

• SolidJS: Víťaz. Výkon Solidu bol tu fenomenálny. Triedenie a filtrovanie pôsobili okamžite. Jeho jemnozrnná reaktivita znamenala, že sa dotklo len tých uzlov DOM, ktoré sa potrebovali zmeniť. TBT bolo neuveriteľne nízke, čo naznačovalo neblokujúce UI aj počas náročných výpočtov.
• Svelte: Vynikajúci výkon. Svelte bol tesne za Solidom. Jeho kompilované, priame manipulácie s DOM sa ukázali ako extrémne efektívne. Používateľský zážitok bol plynulý a responzívny, s veľmi nízkym TBT.
• Vue: Veľmi dobrý výkon. Systém reaktivity Vue zvládal aktualizácie efektívne. Pri filtrovaní bolo cítiť veľmi malé, takmer nepostrehnuteľné oneskorenie v porovnaní so Solidom a Svelte, ale celkový zážitok bol vynikajúci a uspokojil by drvivú väčšinu prípadov použitia.
• React: Dobrý, ale vyžaduje optimalizáciu. Bez ďalších úprav ukázala implementácia v Reacte citeľné oneskorenie pri filtrovaní veľkej tabuľky. Hlavný thread bol na krátky čas zablokovaný, keďže prekreslenie komponentu s 1000 riadkami bolo náročné. Tento problém sa dal vyriešiť manuálnym použitím optimalizácií ako `React.memo` pre komponenty riadkov a `useMemo` pre logiku filtrovania. S optimalizáciou sa výkon stal dobrým, ale vyžadovalo si to dodatočné úsilie vývojára.
• Angular: Dobrý, s nuansami. Predvolený mechanizmus detekcie zmien v Angulare mal tiež mierne problémy s úlohou filtrovania, podobne ako React. Avšak, presunutie komponentu tabuľky na použitie stratégie detekcie zmien `OnPush` výrazne zlepšilo výkon a urobilo ho veľmi responzívnym. Nová funkcia signálov v Angulare by ho pravdepodobne vyrovnala s lídrami.

Postreh: Pre vysoko interaktívne, dátovo náročné aplikácie poskytujú architektúry Solidu a Svelte najlepší výkon vo svojej triede hneď po inštalácii. Knižnice založené na VDOM ako React a Vue sú úplne schopné, ale môžu vyžadovať, aby si vývojári boli viac vedomí techník optimalizácie výkonu s rastúcou zložitosťou.

3. kolo: Využitie pamäte

Hoci je to menší problém na moderných desktopoch, využitie pamäte je stále kritické pre menej výkonné mobilné zariadenia a dlhotrvajúce aplikácie, aby sa predišlo spomaleniu a pádom.

• Svelte & SolidJS: Nerozhodne na prvom mieste s najnižšou pamäťovou stopou. Bez VDOM v pamäti a s minimálnym runtime boli štíhle a efektívne.
• Vue: Spotrebovalo o niečo viac pamäte ako lídri, čo možno pripísať jeho VDOM a systému reaktivity, ale zostalo veľmi efektívne.
• React: Mal vyššiu pamäťovú stopu kvôli VDOM a réžii fiber architektúry.
• Angular: Zaznamenal najvyššie využitie pamäte, čo je dôsledok jeho komplexnej štruktúry frameworku a Zone.js pre detekciu zmien.

Postreh: Pre aplikácie cielené na zariadenia s obmedzenými zdrojmi alebo určené na dlhodobé otvorenie môže byť nižšia pamäťová réžia Svelte a Solidu významnou výhodou.

Okrem čísel: Kvalitatívne faktory

Benchmarky výkonu rozprávajú kľúčovú časť príbehu, ale nie celý príbeh. Voľba frameworku tiež veľmi závisí od vášho tímu, rozsahu projektu a dlhodobých cieľov.

Vývojársky zážitok (DX) a krivka učenia

• Vue a Svelte sú často chválené za najpríjemnejší DX a najmiernejšie krivky učenia. Ich syntax je intuitívna a dokumentácia je špičková.
• Model založený na React JSX a hookoch je silný, ale môže mať strmšiu krivku učenia, najmä okolo konceptov ako memoizácia a závislosti efektov.
• SolidJS je pre vývojárov Reactu syntakticky ľahko uchopiteľný, ale vyžaduje si zmenu mentálneho modelu na pochopenie jeho jemnozrnnej reaktivity.
• Angularova názorovo vyhranená povaha a spoliehanie sa na TypeScript a koncepty ako dependency injection predstavujú najstrmšiu krivku učenia, ale táto štruktúra môže presadzovať konzistentnosť vo veľkých tímoch.

Ekosystém a komunitná podpora

• React je tu bezkonkurenčným lídrom. Nájdete knižnicu, nástroj alebo tutoriál na prakticky akýkoľvek problém, s ktorým sa môžete stretnúť. Táto masívna globálna komunita poskytuje neuveriteľnú záchrannú sieť.
• Vue a Angular majú tiež veľmi veľké, zrelé ekosystémy so silnou korporátnou podporou a množstvom knižníc a komunitných zdrojov.
• Svelte a SolidJS majú menšie, ale rýchlo rastúce ekosystémy. Hoci možno nenájdete hotový komponent pre každý špecifický prípad použitia, ich komunity sú vášnivé a veľmi aktívne.

Záver: Ktorý framework je pre vás ten pravý?

Po analýze dát a zvážení kvalitatívnych faktorov je jasné, že neexistuje jeden „najlepší“ framework. Optimálna voľba závisí výlučne od priorít vášho projektu.

Tu je naše záverečné odporúčanie založené na rôznych scenároch:

• Pre absolútne špičkový výkon a štíhle zostavenia (builds): Vyberte si Svelte alebo SolidJS. Ak je vaším primárnym cieľom najrýchlejší možný čas načítania, najresponzívnejšie UI a najmenšia možná veľkosť balíka (napr. e-commerce stránky, mobilné webové aplikácie, interaktívne vizualizácie), tieto frameworky sú vo svojej vlastnej triede. SolidJS má výhodu pri zložitej, reaktívnej manipulácii s dátami, zatiaľ čo Svelte ponúka o niečo jednoduchší, „magickejší“ vývojársky zážitok.
• Pre masívny ekosystém a dostupnosť vývojárov: Vyberte si React. Ak váš projekt potrebuje prístup k najširšej možnej škále knižníc, nástrojov a vývojárov, React je najbezpečnejšou a najpragmatickejšou voľbou. Jeho výkon je veľmi dobrý a jeho dominancia na trhu práce uľahčuje škálovanie vášho vývojového tímu kdekoľvek na svete.
• Pre rovnováhu medzi výkonom a prístupnosťou: Vyberte si Vue. Vue trafí zlatý stred. Ponúka vynikajúci výkon, ktorý je konkurencieschopný s Reactom, ale s vývojárskym zážitkom, ktorý mnohí považujú za intuitívnejší a ľahšie sa učí. Je to fantastický univerzál pre malé až veľké aplikácie.
• Pre rozsiahle, enterprise aplikácie: Vyberte si Angular. Ak budujete komplexnú, dlhodobú aplikáciu s veľkým tímom vývojárov, štruktúrovaná a názorovo vyhranená povaha Angularu môže byť obrovskou výhodou. Presadzuje konzistentnosť a poskytuje robustnú, komplexnú platformu, ktorá zvládne zložitosť na úrovni enterprise, a jeho výkon sa neustále zlepšuje.

Svet JavaScriptových frameworkov sa vyvíja rýchlejšie ako kedykoľvek predtým. Vzostup kompilátorov a odklon od Virtual DOM u vyzývateľov ako Svelte a SolidJS posúvajú celý ekosystém dopredu. V konečnom dôsledku sú „vojny frameworkov“ dobrou vecou — vedú k inováciám, lepšiemu výkonu a výkonnejším nástrojom pre vývojárov na budovanie novej generácie webových zážitkov. Vyberte si nástroj, ktorý najlepšie vyhovuje jedinečným obmedzeniam a cieľom vášho projektu, a budete na dobrej ceste k úspechu.