Відкладене завантаження модулів JavaScript: організація коду, орієнтована на продуктивність

У світі веб-розробки, що постійно розвивається, продуктивність має першочергове значення. Користувачі очікують на швидкі та чутливі застосунки, незалежно від їхнього місцезнаходження чи пристрою. JavaScript, як основний компонент сучасних веб-застосунків, відіграє вирішальну роль у цьому рівнянні продуктивності. Однією з потужних технік для значного покращення швидкості та ефективності вашого застосунку є відкладене завантаження модулів JavaScript.

Розуміння відкладеного завантаження

Відкладене завантаження, в контексті модулів JavaScript, означає практику завантаження модулів лише тоді, коли вони потрібні. Замість того, щоб завантажувати всі файли JavaScript одразу, що може призвести до тривалого початкового завантаження, відкладене завантаження дозволяє відкласти завантаження певних модулів доти, доки вони не знадобляться для взаємодії з користувачем або логіки застосунку. Ця стратегія зменшує початковий обсяг даних, що призводить до швидшого завантаження сторінки та кращого користувацького досвіду.

Проблема: час початкового завантаження

Традиційні JavaScript-застосунки часто завантажують усі необхідні скрипти одночасно. Цей підхід, хоч і простий, може негативно впливати на продуктивність, особливо для великих застосунків із численними модулями. Браузеру потрібно завантажити, розібрати та виконати всі ці скрипти, перш ніж користувач зможе взаємодіяти із застосунком. Цей процес може зайняти багато часу, що призводить до:

• Повільного початкового завантаження сторінок: Користувачі відчувають затримку перед тим, як застосунок стає придатним для використання.
• Збільшення часу до інтерактивності (TTI): Час, необхідний для того, щоб сторінка стала повністю інтерактивною, збільшується.
• Поганого користувацького досвіду: Повільне завантаження може розчарувати користувачів і призвести до того, що вони покинуть сайт.

Рішення: переваги відкладеного завантаження

Відкладене завантаження вирішує ці проблеми шляхом вибіркового завантаження модулів JavaScript. Ключові переваги включають:

• Швидший час початкового завантаження: Спочатку завантажуються лише найважливіші модулі.
• Зменшення початкового обсягу даних: Мінімізується кількість даних, які браузеру потрібно завантажити.
• Покращена продуктивність: Застосунок стає більш чутливим.
• Покращений користувацький досвід: Користувачі отримують швидший та плавніший застосунок.
• Ефективне використання ресурсів: Ресурси використовуються лише за необхідності.

Техніки реалізації відкладеного завантаження

Для реалізації відкладеного завантаження у ваших JavaScript-проєктах можна використовувати кілька технік. Вибір методу часто залежить від інструментів збірки та фреймворку, який ви використовуєте. Ось деякі з найпопулярніших підходів:

1. Динамічні імпорти (модулі ES)

Динамічні імпорти, представлені в ECMAScript 2020, надають нативний спосіб асинхронного завантаження модулів JavaScript. Вони використовують функцію import(), яка повертає Promise, що вирішується з модулем після його завантаження. Це є пріоритетним методом, оскільки він є частиною самої мови JavaScript.

            
// Synchronous import (traditional)
import { myFunction } from './my-module';

// Dynamic import (lazy loading)
async function loadModule() {
  const module = await import('./my-module');
  module.myFunction();
}

// Call the function when the module is needed.
loadModule();

            

              
                Copy
              
            
          

У цьому прикладі './my-module' завантажується лише тоді, коли виконується функція loadModule(). Це особливо корисно для завантаження модулів на основі взаємодії з користувачем (наприклад, натискання кнопки) або умовного рендерингу.

2. Розділення коду за допомогою збирачів (Webpack, Parcel, Rollup)

Сучасні збирачі JavaScript, такі як Webpack, Parcel та Rollup, пропонують потужні можливості розділення коду. Розділення коду автоматично ділить ваш JavaScript-код на менші частини (чанки), які можна завантажувати за вимогою. Зазвичай це досягається за допомогою динамічних імпортів.

Приклад з Webpack:

Webpack — популярний збирач модулів. Щоб реалізувати розділення коду з Webpack, зазвичай використовують синтаксис динамічного імпорту.

            
// webpack.config.js
module.exports = {
  entry: './src/index.js',
  output: {
    filename: 'bundle.js',
    path: path.resolve(__dirname, 'dist'),
  },
  //... other webpack config
};

// src/index.js
const button = document.getElementById('myButton');
button.addEventListener('click', () => {
  import('./myModule.js')
    .then(module => {
      module.default(); // Assuming a default export
    });
});

// src/myModule.js
export default function() {
  console.log('Module loaded!');
}

            

              
                Copy
              
            
          

У цьому прикладі `myModule.js` завантажується при натисканні на кнопку. Webpack автоматично створює окремі файли JavaScript (чанки) для кожного динамічно імпортованого модуля, оптимізуючи процес завантаження.

Приклад з Parcel:

Parcel — це збирач з нульовою конфігурацією. Розділення коду з Parcel часто відбувається автоматично за допомогою синтаксису динамічного імпорту.

            
// index.html
<button id="myButton">Load Module</button>
<script type="module" src="index.js"></script>

// index.js
const button = document.getElementById('myButton');
button.addEventListener('click', async () => {
  const module = await import('./myModule.js');
  module.default();
});

// myModule.js
export default function() {
  console.log('Module loaded!');
}

            

              
                Copy
              
            
          

Parcel обробляє розділення коду без будь-якої додаткової конфігурації. Після збірки Parcel створює окремі чанки для динамічно імпортованих модулів.

Приклад з Rollup:

Rollup — це збирач, орієнтований на створення менших та ефективніших бандлів. Rollup також використовує динамічні імпорти.

            
// rollup.config.js
import resolve from '@rollup/plugin-node-resolve';
import commonjs from '@rollup/plugin-commonjs';

export default {
  input: 'src/index.js',
  output: {
    file: 'dist/bundle.js',
    format: 'es',
  },
  plugins: [resolve(), commonjs()],
};

// src/index.js
const button = document.getElementById('myButton');
button.addEventListener('click', async () => {
  const module = await import('./myModule.js');
  module.default();
});

// myModule.js
export default function() {
  console.log('Module loaded!');
}

            

              
                Copy
              
            
          

Rollup, як і інші, використовує синтаксис динамічного імпорту для розділення коду. Конфігурація може відрізнятися. Вище наведено базову конфігурацію.

3. Використання бібліотек та фреймворків

Багато JavaScript-фреймворків, таких як React, Angular та Vue.js, надають вбудовану підтримку або рекомендовані практики для відкладеного завантаження. Ці фреймворки часто мають власні механізми для розділення коду та відкладеного завантаження на рівні компонентів.

Приклад з React (з використанням React.lazy та Suspense):

            
import React, { Suspense } from 'react';

const MyComponent = React.lazy(() => import('./MyComponent'));

function App() {
  return (
    <div>
      <Suspense fallback={<div>Loading...</div>}>
        <MyComponent />
      </Suspense>
    </div>
  );
}

export default App;

            

              
                Copy
              
            
          

У React, React.lazy дозволяє відкладено завантажувати компоненти, а компонент Suspense дозволяє відображати резервний контент (наприклад, індикатор завантаження), поки компонент завантажується. Це часто використовується для великих, складних компонентів або частин вашого застосунку, які не є критичними для початкового завантаження.

Приклад з Angular (з використанням Angular Router та `loadChildren`):

            
// app-routing.module.ts
import { NgModule } from '@angular/core';
import { RouterModule, Routes } from '@angular/router';

const routes: Routes = [
  { path: 'feature', loadChildren: () => import('./feature/feature.module').then(m => m.FeatureModule) }
];

@NgModule({
  imports: [RouterModule.forRoot(routes)],
  exports: [RouterModule]
})
export class AppRoutingModule { }

            

              
                Copy
              
            
          

У Angular, Angular Router можна використовувати для відкладеного завантаження модулів. Властивість `loadChildren` у конфігурації маршрутизації завантажує вказаний модуль лише тоді, коли активується маршрут. Це ефективний спосіб розділити ваш застосунок на логічні частини та завантажувати їх за вимогою, покращуючи час початкового завантаження.

Приклад з Vue.js (з використанням асинхронних компонентів):

            
// main.js
import { createApp } from 'vue'
import App from './App.vue'

const app = createApp(App)

// Lazy load a component
const AsyncComponent = {
  extends: { 
    template: '<div>Async Component Content</div>'  
  },
  setup() {
    return () => h(resolveComponent('MyAsyncComponent'))
  }
}

import {
  defineAsyncComponent,
  h,
  resolveComponent
} from 'vue'

app.component('AsyncComponent', {
  extends: defineAsyncComponent(() => import('./components/AsyncComponent.vue'))
})


app.mount('#app')

            

              
                Copy
              
            
          

Vue.js надає `defineAsyncComponent` та динамічні імпорти для відкладеного завантаження компонентів, що дозволяє розділяти код та завантажувати компоненти за потребою. Це підвищує чутливість застосунку.

Практичні приклади та випадки використання

Відкладене завантаження застосовується в різних сценаріях. Ось кілька поширених випадків використання з ілюстративними прикладами:

1. Завантаження компонентів за вимогою

У односторінкових застосунках (SPA) у вас може бути кілька компонентів, деякі з яких потрібні лише за певних умов. Відкладене завантаження цих компонентів може значно покращити час початкового завантаження.

Приклад: Розглянемо веб-сайт електронної комерції з детальною сторінкою продукту. Компонент, що відображає відгуки про продукт, може знадобитися лише тоді, коли користувач прокрутить сторінку донизу або натисне кнопку 'Показати відгуки'. Ви можете відкладено завантажити цей компонент, використовуючи вищезгадані підходи.

2. Завантаження коду для різних маршрутів

При створенні застосунків з кількома маршрутами ви можете відкладено завантажувати код, пов'язаний з кожним маршрутом. Це означає, що спочатку завантажується лише код, необхідний для початкового маршруту (наприклад, домашньої сторінки). Наступні маршрути завантажуються за вимогою, коли користувач переходить по них.

Приклад: Застосунок з маршрутами для `home`, `about` та `contact` може завантажувати JavaScript-код для сторінок `about` та `contact` лише тоді, коли користувач переходить на ці сторінки. Це особливо корисно, якщо ці сторінки містять складні функціональні можливості.

3. Завантаження великих бібліотек та плагінів

Якщо ваш застосунок використовує великі бібліотеки або плагіни, ви можете завантажувати їх відкладено. Це особливо корисно, якщо бібліотека або плагін потрібні лише для певної функції або частини застосунку.

Приклад: Розглянемо веб-сайт, що використовує велику бібліотеку для карт, таку як Leaflet або Google Maps. Ви можете відкладено завантажити бібліотеку, коли користувач взаємодіє з картою або переходить на сторінку, що містить карту. Це запобігає впливу бібліотеки на час початкового завантаження сторінки, якщо це не є абсолютно необхідним. Наприклад, веб-сайт з Іспанії може завантажувати елементи карти лише тоді, коли користувач взаємодіє з ними. Аналогічна ситуація може виникнути на японському веб-сайті, де компоненти перекладу завантажуються лише тоді, коли користувач обирає опцію перекладу.

4. Розділення коду на основі взаємодії з користувачем

Відкладене завантаження може бути викликане діями користувача, такими як натискання кнопки, наведення курсору на елемент або прокручування. Це дозволяє створити дуже чутливий застосунок, оскільки код завантажується лише тоді, коли він потрібен.

Приклад: Платформа соціальних мереж може відкладено завантажувати код для функції 'Створити допис'. Код завантажується лише тоді, коли користувач натискає кнопку 'Створити допис', що покращує досвід завантаження для користувачів, які не мають наміру створювати допис. Аналогічно, на глобально доступному новинному сайті секція коментарів (з пов'язаним JavaScript) для статей може завантажуватися відкладено, покращуючи початкову продуктивність завантаження для користувачів, які можуть не читати коментарі.

Найкращі практики та міркування

Ефективна реалізація відкладеного завантаження вимагає ретельного планування та виконання. Ось деякі найкращі практики та міркування, які слід враховувати:

1. Проаналізуйте свій застосунок

Перш ніж впроваджувати відкладене завантаження, проаналізуйте кодову базу вашого застосунку, щоб визначити частини, які можуть отримати від цього користь. Профілюйте продуктивність вашого застосунку за допомогою інструментів розробника в браузері (наприклад, Chrome DevTools, Firefox Developer Tools), щоб виявити вузькі місця та області для оптимізації. Визначте модулі, які не є критичними для початкового завантаження і можуть бути завантажені за вимогою.

2. Стратегія розділення коду

Розробіть чітку стратегію розділення коду на основі структури вашого застосунку та потоку користувачів. Враховуйте такі фактори, як залежності компонентів, маршрутизація та взаємодія з користувачем, щоб визначити, які модулі слід завантажувати відкладено. Групуйте пов'язаний код у логічні чанки. Розгляньте, які дії користувача викликають виконання певного коду, щоб приймати ефективні рішення щодо завантаження.

3. Впроваджуйте резервні варіанти (індикатори завантаження)

Надавайте візуальний зворотний зв'язок користувачеві під час завантаження модулів. Відображайте індикатори завантаження (наприклад, спінери, прогрес-бари), щоб уникнути враження зламаного або нечутливого застосунку. Це особливо важливо для модулів, які завантажуються довше. Використовуйте резервний інтерфейс, щоб підтримувати позитивний користувацький досвід під час процесу завантаження.

4. Обробка помилок

Впроваджуйте надійну обробку помилок для коректного управління потенційними проблемами під час завантаження модулів. Надавайте інформативні повідомлення про помилки та розглядайте альтернативні стратегії завантаження, якщо модуль не вдалося завантажити. Це підвищує надійність вашого застосунку, запобігаючи несподіваній поведінці. Обробляйте потенційні мережеві помилки або збої під час отримання модулів. Надайте резервний механізм, можливо, завантажуючи кешовану версію або інформуючи користувача про проблему із завантаженням.

5. Тестування продуктивності

Після впровадження відкладеного завантаження ретельно протестуйте продуктивність вашого застосунку, щоб переконатися, що зміни покращили час завантаження та загальну продуктивність. Використовуйте інструменти для тестування продуктивності (наприклад, Lighthouse, WebPageTest) для вимірювання ключових метрик, таких як Time to Interactive (TTI), First Contentful Paint (FCP) та Largest Contentful Paint (LCP). Постійно відстежуйте та вдосконалюйте свою стратегію відкладеного завантаження на основі даних про продуктивність. Регулярно вимірюйте час завантаження, розміри бандлів та споживання ресурсів для оптимізації процесу завантаження.

6. Розгляньте рендеринг на стороні сервера (SSR)

Якщо ваш застосунок отримує переваги від рендерингу на стороні сервера (SSR), ретельно розгляньте, як відкладене завантаження взаємодіє з SSR. Рендеринг на стороні сервера може вимагати коригувань, щоб забезпечити наявність необхідних модулів на сервері для рендерингу початкової сторінки. Переконайтеся, що ваш процес рендерингу на стороні сервера оптимізований для роботи з відкладено завантаженими компонентами. Забезпечте плавний перехід від початкового стану, відрендереного на сервері, до модулів, завантажених на клієнті.

7. Оптимізація для різних пристроїв та мереж

Враховуйте, що користувачі будуть отримувати доступ до вашого застосунку з різних пристроїв та мереж, кожен з яких має різні можливості. Оптимізуйте реалізацію відкладеного завантаження для різних пропускних здатностей та типів пристроїв. Використовуйте принципи адаптивного дизайну та розглядайте такі техніки, як оптимізація зображень, щоб мінімізувати вплив часу завантаження на мобільних пристроях. Подумайте про різні умови мережі по всьому світу. Адаптуйте свою стратегію завантаження на основі пристрою користувача та швидкості з'єднання.

Глобальні міркування та адаптації

При створенні веб-застосунків для глобальної аудиторії важливо враховувати кілька факторів, які можуть вплинути на ефективність відкладеного завантаження.

1. Умови мережі

Швидкість Інтернету значно відрізняється по всьому світу. Хоча високошвидкісний Інтернет поширений у деяких регіонах, в інших можуть бути повільніші або менш надійні з'єднання. Розробляйте свою стратегію відкладеного завантаження так, щоб вона відповідала різним умовам мережі. Пріоритезуйте завантаження критичних ресурсів для швидкого початкового досвіду та поступово завантажуйте менш важливі ресурси. Оптимізуйте для повільніших швидкостей мережі, використовуючи менші зображення, мінімізуючи розмір початкового бандла JavaScript та попередньо завантажуючи критичні активи. Розгляньте можливість використання мережі доставки контенту (CDN) для обслуговування ваших активів ближче до користувачів по всьому світу, покращуючи час завантаження.

2. Можливості пристроїв

Користувачі отримують доступ до Інтернету через широкий спектр пристроїв, від висококласних смартфонів та планшетів до бюджетних пристроїв з обмеженою обчислювальною потужністю. Переконайтеся, що ваш застосунок є чутливим та оптимізованим для різних типів пристроїв. Пріоритезуйте завантаження ресурсів таким чином, щоб підтримувати ці пристрої. Розгляньте можливість надання різних бандлів, оптимізованих для різних можливостей пристроїв. Впроваджуйте адаптивні стратегії завантаження для динамічного завантаження ресурсів на основі характеристик пристрою.

3. Локалізація та інтернаціоналізація

Враховуйте різноманітні мовні та культурні контексти вашої глобальної аудиторії. Надавайте багатомовну підтримку, включаючи локалізований контент та переклади. Відкладено завантажуйте мовні пакети або ресурси перекладу за вимогою. Проєктуйте свій застосунок таким чином, щоб полегшити локалізацію. Забезпечте правильне відображення різних наборів символів та напрямків тексту (наприклад, мови з письмом справа наліво, як-от арабська). Використовуйте техніки інтернаціоналізації (i18n) та локалізації (l10n). Враховуйте вплив різних часових поясів та регіональних відмінностей.

4. Культурна чутливість

Враховуйте культурну чутливість у дизайні та контенті вашого застосунку. Уникайте використання зображень, символів або мови, які можуть бути образливими або недоречними в певних культурах. Адаптуйте ваш UI/UX, щоб він відповідав різним культурним уподобанням. Досліджуйте культурні норми та очікування, щоб уникнути помилок. Розумійте культурний контекст ваших глобальних користувачів і створюйте дизайн, який є культурно доречним. Подумайте про принципи інклюзивного дизайну. Пріоритезуйте доступність для користувачів з обмеженими можливостями, враховуючи різноманітні візуальні, слухові та когнітивні потреби.

5. Мережі доставки контенту (CDN)

CDN є неоціненними для швидкої доставки контенту користувачам по всьому світу. CDN розподіляє активи вашого застосунку на кількох серверах, розташованих у різних географічних регіонах. Коли користувач запитує ресурс, CDN обслуговує його з сервера, найближчого до місцезнаходження користувача, зменшуючи затримку та покращуючи час завантаження. Використовуйте CDN для розповсюдження активів вашого застосунку, включаючи файли JavaScript, зображення та CSS. Інфраструктура CDN прискорює доставку контенту по всьому світу.

Висновок

Відкладене завантаження модулів JavaScript є критично важливою технікою для оптимізації продуктивності сучасних веб-застосунків. Вибірково завантажуючи модулі за вимогою, ви можете значно скоротити час початкового завантаження, покращити користувацький досвід та підвищити загальну продуктивність застосунку. Впроваджуючи техніки, найкращі практики та глобальні міркування, викладені в цьому посібнику, ви можете створювати веб-застосунки, які забезпечують швидкий, чутливий та приємний досвід для користувачів по всьому світу. Застосування відкладеного завантаження — це не просто оптимізація продуктивності, це фундаментальний елемент створення продуктивних, глобально-орієнтованих веб-застосунків. Переваги поширюються на краще SEO, нижчі показники відмов та щасливіших користувачів. У безперервному розвитку вебу, застосування відкладеного завантаження є важливою практикою, яку повинен освоїти будь-який сучасний розробник.