Демістифікація React Flight: серіалізований протокол, що лежить в основі серверних компонентів

Світ веб-розробки перебуває у стані постійної еволюції. Роками панівною парадигмою був односторінковий застосунок (SPA), де мінімальна HTML-оболонка надсилається клієнту, який потім отримує дані та рендерить весь користувацький інтерфейс за допомогою JavaScript. Хоча ця модель є потужною, вона породила такі проблеми, як великі розміри бандлів, каскади запитів даних між клієнтом і сервером та складне управління станом. У відповідь спільнота спостерігає значний зсув назад до сервер-центричних архітектур, але з сучасним підходом. На передньому краї цієї еволюції знаходиться революційна функція від команди React: Серверні Компоненти React (RSC).

Але як ці компоненти, що виконуються виключно на сервері, магічним чином з'являються та безшовно інтегруються в клієнтський застосунок? Відповідь криється в менш відомій, але критично важливій технології: React Flight. Це не той API, який ви будете використовувати безпосередньо щодня, але його розуміння є ключем до розкриття повного потенціалу сучасної екосистеми React. Ця публікація проведе вас у глибоке занурення в протокол React Flight, демістифікуючи рушій, що живить наступне покоління веб-застосунків.

Що таке Серверні Компоненти React? Короткий огляд

Перш ніж ми розберемо протокол, давайте коротко згадаємо, що таке Серверні Компоненти React і чому вони важливі. На відміну від традиційних компонентів React, які працюють у браузері, RSC — це новий тип компонентів, призначений для виконання виключно на сервері. Вони ніколи не надсилають свій JavaScript-код клієнту.

Таке виконання лише на сервері надає кілька революційних переваг:

• Нульовий розмір бандлу: Оскільки код компонента ніколи не покидає сервер, він нічого не додає до вашого клієнтського JavaScript-бандлу. Це величезний виграш у продуктивності, особливо для складних, насичених даними компонентів.
• Прямий доступ до даних: RSC можуть безпосередньо звертатися до серверних ресурсів, таких як бази даних, файлові системи або внутрішні мікросервіси, без необхідності створювати кінцеву точку API. Це спрощує отримання даних та усуває каскади запитів між клієнтом і сервером.
• Автоматичне розділення коду: Оскільки ви можете динамічно обирати, які компоненти рендерити на сервері, ви фактично отримуєте автоматичне розділення коду. До браузера надсилається лише код для інтерактивних Клієнтських Компонентів.

Критично важливо відрізняти RSC від Рендерингу на стороні сервера (SSR). SSR попередньо рендерить весь ваш застосунок React у рядок HTML на сервері. Клієнт отримує цей HTML, відображає його, а потім завантажує весь JavaScript-бандл, щоб 'гідратувати' сторінку та зробити її інтерактивною. Натомість RSC рендеряться в спеціальний, абстрактний опис UI, а не в HTML, який потім передається потоком на клієнт і узгоджується з існуючим деревом компонентів. Це дозволяє здійснювати значно більш гранулярний та ефективний процес оновлення.

Представляємо React Flight: Основний протокол

Отже, якщо Серверний Компонент не надсилає HTML або власний JavaScript, що він надсилає? Саме тут на сцену виходить React Flight. React Flight — це спеціально розроблений протокол серіалізації, призначений для передачі відрендереного дерева компонентів React з сервера на клієнт.

Уявіть його як спеціалізовану, потокову версію JSON, яка розуміє примітиви React. Це 'формат передачі даних', що долає розрив між вашим серверним середовищем та браузером користувача. Коли ви рендерите RSC, React не генерує HTML. Замість цього він генерує потік даних у форматі React Flight.

Чому б не використовувати просто HTML або JSON?

Природне запитання: навіщо винаходити абсолютно новий протокол? Чому ми не могли використовувати існуючі стандарти?

• Чому не HTML? Надсилання HTML — це сфера SSR. Проблема з HTML полягає в тому, що це кінцеве представлення. Воно втрачає структуру компонентів та контекст. Ви не можете легко інтегрувати нові шматки потокового HTML в існуючий інтерактивний клієнтський застосунок React без повного перезавантаження сторінки або складних маніпуляцій з DOM. React повинен знати, які частини є компонентами, які в них пропси, і де знаходяться інтерактивні 'острови' (Клієнтські Компоненти).
• Чому не стандартний JSON? JSON чудово підходить для даних, але він не може нативно представляти UI-компоненти, JSX або такі концепції, як межі Suspense. Можна було б спробувати створити JSON-схему для представлення дерева компонентів, але вона була б громіздкою і не вирішила б проблему представлення компонента, який потрібно динамічно завантажувати та рендерити на клієнті.

React Flight був створений для вирішення саме цих проблем. Він розроблений так, щоб бути:

1. Серіалізованим: Здатним представляти все дерево компонентів, включаючи пропси та стан.
2. Потоковим: UI може надсилатися частинами, дозволяючи клієнту почати рендеринг до того, як буде доступна повна відповідь. Це є фундаментальним для інтеграції з Suspense.
3. Обізнаним про React: Він має першокласну підтримку концепцій React, таких як компоненти, контекст та ліниве завантаження коду на стороні клієнта.

Як працює React Flight: Покроковий розбір

Процес використання React Flight включає скоординований танок між сервером і клієнтом. Давайте пройдемося життєвим циклом запиту в застосунку, що використовує RSC.

На сервері

1. Ініціація запиту: Користувач переходить на сторінку у вашому застосунку (наприклад, сторінку Next.js App Router).
2. Рендеринг компонентів: React починає рендерити дерево Серверних Компонентів для цієї сторінки.
3. Отримання даних: Проходячи по дереву, він зустрічає компоненти, які отримують дані (наприклад, `async function MyServerComponent() { ... }`). Він очікує завершення цих запитів даних.
4. Серіалізація в потік Flight: Замість створення HTML, рендерер React генерує текстовий потік. Цей текст є корисним навантаженням React Flight. Кожна частина дерева компонентів — `div`, `p`, рядок тексту, посилання на Клієнтський Компонент — кодується в певний формат у цьому потоці.
5. Потокова передача відповіді: Сервер не чекає, поки буде відрендерено все дерево. Як тільки перші частини UI готові, він починає передавати потік Flight клієнту через HTTP. Якщо він зустрічає межу Suspense, він надсилає плейсхолдер і продовжує рендерити призупинений контент у фоновому режимі, надсилаючи його пізніше в тому ж потоці, коли він буде готовий.

На клієнті

1. Отримання потоку: Runtime React у браузері отримує потік Flight. Це не єдиний документ, а безперервний потік інструкцій.
2. Парсинг та узгодження: Клієнтський код React розбирає потік Flight шматок за шматком. Це схоже на отримання набору креслень для побудови або оновлення UI.
3. Реконструкція дерева: Для кожної інструкції React оновлює свій віртуальний DOM. Він може створити новий `div`, вставити текст або — що найважливіше — ідентифікувати плейсхолдер для Клієнтського Компонента.
4. Завантаження Клієнтських Компонентів: Коли потік містить посилання на Клієнтський Компонент (позначений директивою "use client"), корисне навантаження Flight включає інформацію про те, який JavaScript-бандл потрібно завантажити. React потім завантажує цей бандл, якщо він ще не кешований.
5. Гідратація та інтерактивність: Після завантаження коду Клієнтського Компонента, React рендерить його у визначеному місці та гідратує, прикріплюючи обробники подій і роблячи його повністю інтерактивним. Цей процес є дуже цілеспрямованим і відбувається лише для інтерактивних частин сторінки.

Ця модель потокової передачі та вибіркової гідратації є значно ефективнішою за традиційну модель SSR, яка часто вимагає гідратації всієї сторінки за принципом "все або нічого".

Анатомія корисного навантаження React Flight

Щоб по-справжньому зрозуміти React Flight, корисно подивитися на формат даних, які він генерує. Хоча ви зазвичай не будете взаємодіяти з цим сирим виводом безпосередньо, бачення його структури розкриває, як він працює. Корисне навантаження — це потік JSON-подібних рядків, розділених символом нового рядка. Кожен рядок, або чанк, представляє частину інформації.

Розглянемо простий приклад. Уявіть, що у нас є такий Серверний Компонент:

app/page.js (Серверний компонент)

<!-- Припустимо, що це блок коду в реальному блозі --> async function Page() { const userData = await fetchUser(); // Отримує { name: 'Alice' } return ( <div> <h1>Welcome, {userData.name}</h1> <p>Here is your dashboard.</p> <InteractiveButton text="Click Me" /> </div> ); }

І Клієнтський Компонент:

components/InteractiveButton.js (Клієнтський компонент)

<!-- Припустимо, що це блок коду в реальному блозі --> '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> ); }

Потік React Flight, надісланий з сервера на клієнт для цього UI, може виглядати приблизно так (спрощено для ясності):

<!-- Спрощений приклад потоку 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 розберемо цей загадковий вивід:

• Рядки `M` (Метадані модуля): Рядок, що починається з `M1:`, є посиланням на модуль. Він говорить клієнту: "Компонент, на який посилається ID `@1`, є дефолтним експортом з файлу `./components/InteractiveButton.js`. Щоб завантажити його, вам потрібно завантажити JavaScript-файл `chunk-abcde.js`." Так обробляються динамічні імпорти та розділення коду.
• Рядки `J` (Дані JSON): Рядок, що починається з `J0:`, містить серіалізоване дерево компонентів. Погляньмо на його структуру: `["$","div",null,{...}]`.
• Символ `$` : Це спеціальний ідентифікатор, що позначає Елемент React (по суті, JSX). Формат зазвичай такий: `["$", тип, ключ, пропси]`.
• Структура дерева компонентів: Ви можете бачити вкладену структуру HTML. `div` має проп `children`, який є масивом, що містить `h1`, `p` та ще один Елемент React.
• Інтеграція даних: Зверніть увагу, що ім'я `"Alice"` безпосередньо вбудоване в потік. Результат запиту даних на сервері серіалізується прямо в опис UI. Клієнту не потрібно знати, як ці дані були отримані.
• Символ `@` (Посилання на Клієнтський Компонент): Найцікавіша частина — `["$","@1",null,{"text":"Click Me"}]`. `@1` — це посилання. Воно говорить клієнту: "У цьому місці дерева вам потрібно відрендерити Клієнтський Компонент, описаний метаданими модуля `M1`. І коли ви його рендерите, передайте йому такі пропси: `{ text: 'Click Me' }`."

Це корисне навантаження є повним набором інструкцій. Воно точно вказує клієнту, як побудувати UI, який статичний контент відобразити, де розмістити інтерактивні компоненти, як завантажити їхній код і які пропси їм передати. Все це робиться в компактному, потоковому форматі.

Ключові переваги протоколу React Flight

Дизайн протоколу Flight безпосередньо забезпечує ключові переваги парадигми RSC. Розуміння протоколу робить очевидним, чому ці переваги можливі.

Потокова передача та нативна підтримка Suspense

Оскільки протокол є потоком, розділеним новими рядками, сервер може надсилати UI в міру його рендерингу. Якщо компонент призупинено (наприклад, в очікуванні даних), сервер може надіслати інструкцію-плейсхолдер у потоці, надіслати решту UI сторінки, а потім, коли дані будуть готові, надіслати нову інструкцію в тому ж потоці, щоб замінити плейсхолдер фактичним контентом. Це забезпечує першокласний досвід потокової передачі без складної логіки на стороні клієнта.

Нульовий розмір бандлу для серверної логіки

Дивлячись на корисне навантаження, ви можете бачити, що жоден код з самого компонента `Page` не присутній. Логіка отримання даних, будь-які складні бізнес-обчислення або залежності, такі як великі бібліотеки, що використовуються лише на сервері, повністю відсутні. Потік містить лише *результат* цієї логіки. Це фундаментальний механізм, що стоїть за обіцянкою "нульового розміру бандлу" RSC.

Колокація (спільне розміщення) запитів даних

Запит `userData` відбувається на сервері, і лише його результат (`'Alice'`) серіалізується в потік. Це дозволяє розробникам писати код для отримання даних прямо всередині компонента, який їх потребує — концепція, відома як колокація. Цей патерн спрощує код, покращує його підтримку та усуває каскади запитів між клієнтом і сервером, які є проблемою для багатьох SPA.

Вибіркова гідратація

Явне розрізнення в протоколі між відрендереними HTML-елементами та посиланнями на Клієнтські Компоненти (`@`) — це те, що уможливлює вибіркову гідратацію. Клієнтський runtime React знає, що лише `@` компоненти потребують відповідного JavaScript, щоб стати інтерактивними. Він може ігнорувати статичні частини дерева, заощаджуючи значні обчислювальні ресурси при початковому завантаженні сторінки.

React Flight у порівнянні з альтернативами: Глобальний погляд

Щоб оцінити інноваційність React Flight, корисно порівняти його з іншими підходами, що використовуються у світовій спільноті веб-розробників.

Порівняння з традиційним SSR + Гідратація

Як вже згадувалося, традиційний SSR надсилає повний HTML-документ. Клієнт потім завантажує великий JavaScript-бандл і "гідратує" весь документ, прикріплюючи обробники подій до статичного HTML. Це може бути повільно і крихко. Одна помилка може перешкодити всій сторінці стати інтерактивною. Потокова та вибіркова природа React Flight є більш стійкою та продуктивною еволюцією цієї концепції.

Порівняння з GraphQL/REST API

Поширеною плутаниною є питання, чи замінюють RSC такі API для даних, як GraphQL або REST. Відповідь — ні; вони є взаємодоповнюючими. React Flight — це протокол для серіалізації дерева UI, а не мова запитів даних загального призначення. Насправді, Серверний Компонент часто буде використовувати GraphQL або REST API на сервері для отримання своїх даних перед рендерингом. Ключова відмінність полягає в тому, що цей виклик API відбувається між серверами, що зазвичай набагато швидше та безпечніше, ніж виклик з клієнта на сервер. Клієнт отримує кінцевий UI через потік Flight, а не сирі дані.

Порівняння з іншими сучасними фреймворками

Інші фреймворки в глобальній екосистемі також вирішують проблему розділення між сервером і клієнтом. Наприклад:

• Острови Astro: Astro використовує схожу архітектуру 'островів', де більша частина сайту є статичним HTML, а інтерактивні компоненти завантажуються індивідуально. Концепція аналогічна Клієнтським Компонентам у світі RSC. Однак, Astro переважно надсилає HTML, тоді як React надсилає структурований опис UI через Flight, що дозволяє більш безшовну інтеграцію з клієнтським станом React.
• Qwik та відновлюваність: Qwik використовує інший підхід, що називається відновлюваністю. Він серіалізує весь стан застосунку в HTML, тому клієнту не потрібно повторно виконувати код при запуску (гідратація). Він може 'відновити' роботу з того місця, де зупинився сервер. React Flight та вибіркова гідратація мають на меті досягти схожої мети швидкого часу до інтерактивності, але через інший механізм завантаження та запуску лише необхідного інтерактивного коду.

Практичні наслідки та найкращі практики для розробників

Хоча ви не будете писати корисне навантаження React Flight вручну, розуміння протоколу впливає на те, як ви повинні створювати сучасні застосунки на React.

Використовуйте `"use server"` та `"use client"`

У фреймворках, таких як Next.js, директива `"use client"` є вашим основним інструментом для контролю межі між сервером і клієнтом. Це сигнал для системи збірки, що компонент та його дочірні елементи слід розглядати як інтерактивний острів. Його код буде включено в бандл і надіслано в браузер, а React Flight серіалізує посилання на нього. І навпаки, відсутність цієї директиви (або використання `"use server"` для серверних дій) залишає компоненти на сервері. Опануйте цю межу, щоб створювати ефективні застосунки.

Мислите компонентами, а не кінцевими точками

З RSC сам компонент може бути контейнером для даних. Замість створення кінцевої точки API `/api/user` та клієнтського компонента, який робить до неї запит, ви можете створити єдиний Серверний Компонент ``, який отримує дані всередині себе. Це спрощує архітектуру та заохочує розробників думати про UI та його дані як про єдину, цілісну одиницю.

Безпека — це турбота серверної сторони

Оскільки RSC — це серверний код, вони мають серверні привілеї. Це потужно, але вимагає дисциплінованого підходу до безпеки. Весь доступ до даних, використання змінних середовища та взаємодія з внутрішніми сервісами відбуваються тут. Ставтеся до цього коду з такою ж суворістю, як і до будь-якого бекенд-API: санітизуйте всі вхідні дані, використовуйте підготовлені запити для баз даних і ніколи не розкривайте чутливі ключі або секрети, які можуть бути серіалізовані в корисне навантаження Flight.

Налагодження нового стеку

Налагодження змінюється у світі RSC. Помилка в UI може виникати через логіку рендерингу на сервері або гідратацію на клієнті. Вам потрібно буде комфортно перевіряти як серверні логи (для RSC), так і консоль розробника в браузері (для Клієнтських Компонентів). Вкладка Network також стає важливішою, ніж будь-коли. Ви можете перевірити сирий потік відповіді Flight, щоб точно побачити, що сервер надсилає клієнту, що може бути неоціненним для усунення несправностей.

Майбутнє веб-розробки з React Flight

React Flight та архітектура Серверних Компонентів, яку він уможливлює, представляють фундаментальне переосмислення того, як ми створюємо веб-продукти. Ця модель поєднує найкраще з обох світів: простий, потужний досвід розробки UI на основі компонентів та продуктивність і безпеку традиційних застосунків, що рендеряться на сервері.

У міру дозрівання цієї технології ми можемо очікувати появи ще більш потужних патернів. Серверні Дії (Server Actions), які дозволяють клієнтським компонентам викликати захищені функції на сервері, є яскравим прикладом функції, побудованої на цьому каналі комунікації між сервером і клієнтом. Протокол є розширюваним, що означає, що команда React може додавати нові можливості в майбутньому, не порушуючи основної моделі.

Висновок

React Flight — це невидимий, але незамінний кістяк парадигми Серверних Компонентів React. Це високоспеціалізований, ефективний та потоковий протокол, який перетворює відрендерене на сервері дерево компонентів у набір інструкцій, які клієнтський застосунок React може зрозуміти та використати для створення багатого, інтерактивного користувацького інтерфейсу. Переносячи компоненти та їхні дорогі залежності з клієнта на сервер, він уможливлює швидші, легші та потужніші веб-застосунки.

Для розробників у всьому світі розуміння того, що таке React Flight і як він працює, — це не просто академічна вправа. Це надає ключову ментальну модель для архітектури застосунків, прийняття рішень щодо продуктивності та налагодження проблем у цю нову еру UI, керованих сервером. Зрушення вже відбувається, і React Flight — це протокол, що прокладає шлях уперед.