Порівняння продуктивності JavaScript-фреймворків: бенчмарки на реальних застосунках

У світі веб-розробки, що постійно змінюється, вибір правильного JavaScript-фреймворку є вирішальним рішенням. Цей вибір впливає не лише на швидкість розробки та зручність підтримки, але й, що часто є критично важливим, на продуктивність вашого застосунку. Ця стаття надає комплексне порівняння продуктивності найпопулярніших JavaScript-фреймворків, аналізуючи їхні сильні та слабкі сторони, а також придатність для різних типів проєктів. Ми заглибимося в бенчмарки реальних застосунків, щоб надати вам погляд, що ґрунтується на даних, і дозволить вам зробити обґрунтований вибір для вашого наступного проєкту.

Розуміння важливості продуктивності JavaScript-фреймворків

Продуктивність у веб-застосунках безпосередньо впливає на користувацький досвід. Швидкий та чутливий застосунок призводить до більшого залучення користувачів, покращення SEO-рейтингів і, в кінцевому підсумку, до більшого успіху. Повільне завантаження, затримки у взаємодії та неефективний рендеринг можуть відштовхнути користувачів. Тому оцінка характеристик продуктивності різних JavaScript-фреймворків є надзвичайно важливою.

Кілька факторів впливають на продуктивність JavaScript-фреймворку:

• Розмір бандла: Розмір JavaScript-файлів, що завантажуються браузером. Менші бандли призводять до швидшого початкового завантаження.
• Швидкість рендерингу: Час, необхідний фреймворку для оновлення користувацького інтерфейсу у відповідь на зміни даних або дії користувача.
• Використання пам'яті: Кількість пам'яті, яку споживає фреймворк, що впливає на продуктивність, особливо на пристроях з обмеженими ресурсами.
• Маніпуляція DOM: Ефективність, з якою фреймворк взаємодіє з Document Object Model (DOM).
• Накладні витрати фреймворку: Внутрішня обчислювальна вартість самого фреймворку.

Цей аналіз розгляне кожну з цих областей, щоб запропонувати цілісну картину продуктивності.

Фреймворки, що розглядаються

Ми зосередимося на наступних популярних JavaScript-фреймворках для нашого порівняння продуктивності:

• React: Розроблений та підтримуваний Facebook (Meta), React — це компонентно-орієнтована бібліотека для створення користувацьких інтерфейсів. Вона відома своїм віртуальним DOM, що дозволяє ефективно виконувати оновлення.
• Angular: Розроблений та підтримуваний Google, Angular — це комплексний фреймворк, що використовує TypeScript і пропонує структурований підхід до створення складних веб-застосунків.
• Vue.js: Прогресивний фреймворк, відомий своєю гнучкістю та простотою у використанні. Він набирає популярності завдяки низькому порогу входження та продуктивності.
• Svelte: Компілятор, що перетворює код на високооптимізований ванільний JavaScript під час збірки. Він прагне до виняткової продуктивності, усуваючи потребу у віртуальному DOM.

Методологія та інструменти тестування

Для забезпечення справедливого та надійного порівняння ми будемо використовувати наступну методологію тестування:

• Бенчмарки реальних застосунків: Ми проаналізуємо продуктивність фреймворків, використовуючи бенчмарки, що імітують сценарії реальних застосунків. Це включає такі завдання, як:
• Рендеринг великого списку елементів (наприклад, відображення каталогів товарів).
• Обробка взаємодій з користувачем (наприклад, фільтрація, сортування та пошук даних).
• Оновлення користувацького інтерфейсу при частих змінах даних (наприклад, потоки даних у реальному часі).
• Аналіз часу початкового завантаження.
• Інструменти: Ми будемо використовувати стандартні галузеві інструменти для вимірювання продуктивності, зокрема:
• WebPageTest: Безкоштовний інструмент з відкритим кодом для вимірювання та аналізу продуктивності веб-сайтів, що надає детальну інформацію про час завантаження, метрики рендерингу та інше.
• Lighthouse: Автоматизований інструмент з відкритим кодом для покращення продуктивності, якості та коректності ваших веб-застосунків. Він проводить аудити продуктивності, доступності, прогресивних веб-застосунків, SEO тощо.
• Вкладка Performance у Chrome DevTools: Дозволяє проводити поглиблений аналіз продуктивності, включаючи використання ЦП, розподіл пам'яті та статистику рендерингу.
• Власні скрипти для тестування: Ми створимо власні скрипти для тестування за допомогою таких бібліотек, як benchmark.js, для вимірювання конкретних аспектів продуктивності в контрольованому середовищі.
• Контрольоване середовище: Тестування проводитиметься на однаковій апаратній та програмній конфігурації для мінімізації зовнішніх змінних. Це включає використання однакових браузерів, мережевих умов (імітованих) та операційних систем. Ми також забезпечимо оптимізацію рушія JavaScript для цільового браузера.

Примітка: Конкретні результати будуть відрізнятися залежно від таких факторів, як складність застосунку, використані методи оптимізації, а також апаратне забезпечення та мережеве з'єднання кінцевого користувача. Тому результати слід інтерпретувати як рекомендації, а не абсолютні значення.

Порівняння продуктивності: ключові висновки

Порівняння продуктивності буде представлено за наступними ключовими напрямками:

1. Розмір бандла та час початкового завантаження

Менші розміри бандлів зазвичай корелюють із швидшим часом початкового завантаження. Розгляньмо мініфіковані та стиснені (gzipped) розміри бандлів кожного фреймворку та їхній вплив на час початкового рендерингу. Для цього базового порівняння ми використовуємо простий застосунок "Hello World".

• React: Зазвичай має більший розмір бандла порівняно з Vue.js або Svelte, особливо якщо враховувати потребу в React DOM та інших пов'язаних бібліотеках. Час початкового завантаження може бути повільнішим, ніж у Svelte, але використання розділення коду та лінивого завантаження може пом'якшити цю проблему.
• Angular: Через свою комплексну природу та TypeScript, застосунки на Angular, як правило, мають більші розміри бандлів, ніж на React або Vue.js, хоча в останніх версіях були зроблені значні покращення.
• Vue.js: Vue.js пропонує хороший баланс, часто приводячи до менших розмірів бандлів, ніж у React або Angular, що забезпечує швидший час початкового завантаження.
• Svelte: Оскільки Svelte компілює код під час збірки, кінцевий розмір бандла часто є найменшим серед чотирьох фреймворків, що призводить до дуже швидкого початкового завантаження.

Приклад: Розглянемо застосунок для електронної комерції. Менший початковий розмір бандла для списків товарів є вирішальним для швидкого залучення уваги користувача. Якщо користувач у Японії зіткнеться з повільним завантаженням сайту, це може призвести до втрати потенційного продажу. Ця ж концепція застосовується до користувача в Бразилії чи Канаді. Кожна секунда має значення в усьому світі!

2. Продуктивність рендерингу

Продуктивність рендерингу вимірює, наскільки швидко фреймворк оновлює користувацький інтерфейс у відповідь на зміни даних або дії користувача. Це включає як початковий рендеринг, так і повторний рендеринг після оновлень. Ключові метрики включають час до першого відображення контенту (TTFCP), час до інтерактивності (TTI) та кількість кадрів на секунду (FPS).

• React: Віртуальний DOM дозволяє ефективно виконувати повторний рендеринг, однак продуктивність може залежати від складності дерева компонентів та ефективності технік оптимізації компонентів, таких як React.memo та useMemo.
• Angular: Механізм виявлення змін в Angular можна оптимізувати за допомогою таких технік, як виявлення змін OnPush, але продуктивність може постраждати у великих, складних застосунках, якщо не керувати цим процесом ретельно.
• Vue.js: Система реактивності та віртуальний DOM у Vue.js роблять його загалом продуктивним, і він часто пропонує хороший баланс між швидкістю та простотою розробки.
• Svelte: Svelte компілює код у високооптимізований ванільний JavaScript. Це призводить до дуже високої швидкості рендерингу, оскільки він уникає накладних витрат часу виконання, пов'язаних із узгодженням віртуального DOM. Це робить його дуже конкурентоспроможним у продуктивності рендерингу.

Приклад: Інформаційна панель у реальному часі, що відображає ціни на акції. І React, і Vue можна оптимізувати для ефективної обробки частих оновлень; однак архітектура Svelte дозволяє йому досягати кращих результатів. Для користувача з Лондона повільне оновлення панелі може означати втрачені торгові можливості. Тому висока продуктивність є критично важливою.

3. Використання пам'яті

Використання пам'яті — ще один важливий аспект продуктивності. Високе споживання пам'яті може призвести до погіршення продуктивності, особливо на мобільних пристроях або в застосунках, що працюють в середовищах з обмеженими ресурсами. Вимірювання обсягу пам'яті під час початкового рендерингу, взаємодії з користувачем та повторного рендерингу є вкрай важливим.

• React: React іноді може споживати більше пам'яті порівняно з деякими іншими фреймворками, особливо в застосунках, що обробляють велику кількість даних.
• Angular: Angular через свої можливості та складність іноді може мати більший обсяг пам'яті, ніж Vue або Svelte.
• Vue.js: Vue.js зазвичай має менший обсяг пам'яті, ніж React та Angular.
• Svelte: Svelte часто має найменший обсяг пам'яті завдяки своєму підходу до компіляції та мінімізованим накладним витратам часу виконання.

Приклад: Розглянемо мобільний застосунок, який повинен відображати складну карту країни, наприклад Індії. Низьке використання пам'яті є вирішальним для хорошого користувацького досвіду та запобігає збоям застосунку. Подібні проблеми можуть впливати на користувачів у всьому світі, наприклад, у густонаселених міських районах з менш потужними пристроями.

4. Маніпуляція DOM

Ефективна маніпуляція DOM є критично важливою для швидкого рендерингу та чутливості. Те, як фреймворк взаємодіє з DOM, є основним визначальним фактором продуктивності. Нам потрібно оцінити, як фреймворки обробляють створення, оновлення та видалення елементів DOM.

• React: React використовує віртуальний DOM для пакетної обробки оновлень та мінімізації прямих маніпуляцій з DOM.
• Angular: Механізм виявлення змін в Angular та здатність вносити оновлення у великий DOM можуть впливати на продуктивність маніпуляцій з DOM.
• Vue.js: Vue.js використовує віртуальний DOM, а також надає оптимізації для покращення ефективності оновлення DOM.
• Svelte: Svelte повністю уникає віртуального DOM. Він виконує прямі маніпуляції з DOM під час компіляції, що призводить до оптимізованих оновлень.

Приклад: Інтерактивні застосунки, які сильно залежать від маніпуляцій з DOM, наприклад, програми для малювання, можуть значно виграти від ефективної обробки DOM. Для художника з Нігерії чи Австралії застосунок із затримками може вплинути на якість його робочого процесу.

5. Накладні витрати фреймворку

Накладні витрати самого фреймворку, тобто ресурси, які він вимагає для функціонування (ЦП, пам'ять), впливають на загальну продуктивність. Це часто пов'язано з внутрішньою складністю фреймворку та його архітектурою. Важливо вимірювати використання ЦП та пам'яті фреймворком під час роботи застосунку.

• React: Накладні витрати фреймворку помірні. Віртуальний DOM React вимагає певного рівня ресурсів для узгодження оновлень.
• Angular: Angular має вищі накладні витрати через свої можливості та дизайн.
• Vue.js: Vue.js має відносно низькі накладні витрати фреймворку.
• Svelte: Svelte, оскільки він компілюється у ванільний JavaScript, має мінімальні накладні витрати фреймворку.

Приклад: Високі накладні витрати є негативним фактором при розгортанні застосунків на малопотужних пристроях, які частіше використовуються в країнах, що розвиваються, наприклад, у Південно-Східній Азії або Південній Америці. Застосунок може працювати повільно.

Порівняльна таблиця

Наступна таблиця підсумовує характеристики продуктивності кожного фреймворку. Значення базуються на типових результатах; фактична продуктивність може відрізнятися залежно від специфіки застосунку.

Характеристика	React	Angular	Vue.js	Svelte
Розмір бандла (менше — краще)	Середній-Великий	Великий	Середній-Малий	Найменший
Час початкового завантаження (швидше — краще)	Середній	Найповільніший	Швидкий	Найшвидший
Швидкість рендерингу (швидше — краще)	Добра	Добра	Дуже добра	Відмінна
Використання пам'яті (менше — краще)	Середнє-Високе	Високе	Середнє	Найнижче
Маніпуляція DOM (швидше — краще)	Ефективна (Virtual DOM)	Ефективна (з оптимізаціями)	Ефективна (Virtual DOM)	Високоефективна (Пряма DOM)
Накладні витрати фреймворку (менше — краще)	Помірні	Високі	Низькі	Дуже низькі

Приклади реальних застосунків та бенчмарки

Щоб проілюструвати відмінності у продуктивності в реальних умовах, розглянемо наступні приклади застосунків з гіпотетичними результатами тестування:

Приклад 1: Сторінка списку товарів в інтернет-магазині

Сценарій: Відображення великого каталогу товарів з фільтрацією, сортуванням та пагінацією. Користувачі знаходяться по всьому світу з різною швидкістю інтернет-з'єднання.

• Бенчмарк: Час завантаження для 1000 товарів.
• Результати (гіпотетичні):
• React: Час завантаження: 1.8 секунди
• Angular: Час завантаження: 2.5 секунди
• Vue.js: Час завантаження: 1.5 секунди
• Svelte: Час завантаження: 1.2 секунди
• Висновки: Швидший час початкового завантаження та рендерингу Svelte забезпечить кращий користувацький досвід, особливо в регіонах з повільним інтернет-з'єднанням. Користувач у сільській місцевості Індії чи Аргентини може отримати вигоду від продуктивності Svelte.

Приклад 2: Інформаційна панель з даними в реальному часі

Сценарій: Фінансова інформаційна панель, що відображає ціни на акції в реальному часі, які часто оновлюються. Користувачі знаходяться в різних світових фінансових центрах.

• Бенчмарк: Продуктивність при оновленні 1000 точок даних на секунду.
• Результати (гіпотетичні):
• React: FPS: 55
• Angular: FPS: 48
• Vue.js: FPS: 60
• Svelte: FPS: 65
• Висновки: Вища частота кадрів Svelte забезпечує найкращу продуктивність, гарантуючи плавні оновлення. Трейдер у Токіо чи Нью-Йорку оцінить чутливість застосунку при відстеженні волатильних ринків.

Приклад 3: Інтерактивний картографічний застосунок

Сценарій: Інтерактивний картографічний застосунок для відображення географічної інформації з такими функціями, як масштабування, панорамування та власні шари. Користувачі знаходяться по всьому світу.

• Бенчмарк: Продуктивність панорамування по великій площі карти та масштабування.
• Результати (гіпотетичні):
• React: Використання пам'яті: 200МБ
• Angular: Використання пам'яті: 250МБ
• Vue.js: Використання пам'яті: 180МБ
• Svelte: Використання пам'яті: 150МБ
• Висновки: Менше споживання пам'яті Svelte робить його хорошим вибором для мобільних пристроїв та користувачів з обмеженими ресурсами.

Аспекти продуктивності фреймворків, які варто враховувати

При розгляді продуктивності фреймворків пам'ятайте про ці фактори:

• Техніки оптимізації: Усі фреймворки можна оптимізувати за допомогою ретельних практик кодування, таких як розділення коду, ліниве завантаження та мемоізація компонентів.
• Складність проєкту: Вибір фреймворку повинен відповідати складності проєкту. Для великих, складних застосунків структурований підхід Angular може бути перевагою, навіть з урахуванням аспектів продуктивності.
• Досвід команди: Враховуйте знання команди розробників кожного фреймворку. Приріст продуктивності зменшується через недосвідчених розробників.
• Сторонні бібліотеки: Використання сторонніх бібліотек може значно вплинути на продуктивність. Вибирайте оптимізовані та добре підтримувані бібліотеки.
• Сумісність з браузерами: Враховуйте вимоги до сумісності з браузерами. Старіші браузери можуть створювати проблеми з продуктивністю, які потрібно вирішувати.

Практичні поради для розробників

Ось кілька практичних порад для розробників, які прагнуть оптимізувати продуктивність JavaScript-фреймворків:

• Розділення коду: Впроваджуйте розділення коду, щоб завантажувати лише необхідний код для кожної частини вашого застосунку, покращуючи час початкового завантаження. Це особливо важливо для застосунків на Angular.
• Ліниве завантаження: Використовуйте ліниве завантаження для зображень, компонентів та інших ресурсів, щоб відкласти їх завантаження до моменту, коли вони знадобляться.
• Оптимізація компонентів: Використовуйте такі техніки, як мемоізація (React, Vue), виявлення змін OnPush (Angular) та оптимізація компонентів, щоб зменшити непотрібні повторні рендеринги.
• Інструменти профілювання: Регулярно використовуйте інструменти розробника в браузері (Chrome DevTools, Firefox Developer Tools) для виявлення вузьких місць у продуктивності.
• Мінімізуйте маніпуляції з DOM: Зменшуйте прямі маніпуляції з DOM та використовуйте ефективні техніки прив'язки даних, що надаються фреймворком.
• Оптимізація бандла: Використовуйте інструменти збірки та такі техніки, як tree-shaking та мініфікація, щоб зменшити розмір JavaScript-бандлів.
• Вибирайте оптимізовані бібліотеки: Обирайте сторонні бібліотеки, оптимізовані для продуктивності. Уникайте великих, неоптимізованих бібліотек, коли це можливо.
• Тестуйте регулярно: Проводьте тестування продуктивності протягом усього процесу розробки, а не лише в кінці.

Висновок

Вибір JavaScript-фреймворку значно впливає на продуктивність застосунку. Хоча кожен фреймворк має свої сильні сторони, Svelte часто перевершує за розміром бандла та швидкістю рендерингу. React та Vue.js пропонують хорошу продуктивність з гнучкістю, тоді як Angular надає структурований підхід, хоча часто з більшим розміром. Оптимальний вибір залежить від конкретних вимог проєкту, досвіду команди та цілей продуктивності. Розуміючи ці характеристики продуктивності та застосовуючи відповідні методи оптимізації, розробники можуть створювати високопродуктивні, зручні для користувача веб-застосунки для глобальної аудиторії.

Зрештою, найкращий фреймворк — це той, який відповідає потребам вашого проєкту, забезпечуючи при цьому безперебійний та продуктивний користувацький досвід по всьому світу. Розгляньте можливість тестування всіх представлених варіантів, щоб визначити, що найкраще підходить саме вам.