Дельта-оновлення серверних компонентів React: революція в інкрементальному потоковому передаванні компонентів

Сфера фронтенд-розробки перебуває у стані постійної еволюції, що зумовлена невпинним прагненням до кращої продуктивності, покращення користувацького досвіду та більш ефективних робочих процесів розробки. Протягом багатьох років фреймворки та бібліотеки боролися з притаманними компромісами між інтерактивністю на стороні клієнта та рендерингом на стороні сервера. Традиційні підходи часто передбачали повне перезавантаження сторінки або складний процес гідратації на стороні клієнта, що призводило до помітних затримок і потенційного розчарування користувачів, особливо в повільних мережах або на менш потужних пристроях. Серверні компоненти React (RSC) з'явилися як потужне рішення, що докорінно змінило спосіб створення та доставки застосунків React. Тепер, з появою дельта-оновлень та інкрементального потокового передавання компонентів, RSC готові започаткувати нову еру в архітектурі веб-застосунків, забезпечуючи неперевершену швидкість та плавність.

Еволюція серверного рендерингу з React

Перш ніж заглиблюватися в деталі дельта-оновлень, важливо зрозуміти шлях, який привів нас сюди. Серверний рендеринг (SSR) давно є технікою для покращення часу початкового завантаження сторінки та SEO шляхом рендерингу HTML на сервері та відправлення його клієнту. Однак традиційний SSR часто мав власні проблеми:

• Повні перерендери сторінки: Навігація між сторінками зазвичай вимагала повного циклу запит-відповідь від сервера та повного перерендерингу сторінки на клієнті, що могло здаватися повільним.
• Проблеми з гідратацією: Клієнтський JavaScript повинен був "гідратувати" статичний HTML, прикріплюючи обробники подій і роблячи сторінку інтерактивною. Цей процес гідратації міг бути значним вузьким місцем, особливо для великих і складних застосунків, що призводило до періоду, коли сторінка видима, але не повністю функціональна.
• Дублювання коду: Часто одна й та сама логіка компонентів мала існувати як на сервері, так і на клієнті, що призводило до дублювання коду та збільшення розміру пакетів.

Односторінкові застосунки (SPA), що використовують клієнтський рендеринг (CSR), вирішили деякі з цих проблем, забезпечуючи плавний, схожий на застосунок досвід після початкового завантаження. Однак вони страждали від повільнішого початкового завантаження та потенційних недоліків для SEO через порожній HTML, що спочатку надсилався до браузера.

Представляємо серверні компоненти React (RSC)

Серверні компоненти React, представлені як експериментальна функція, а тепер широко прийняті, являють собою зміну парадигми. Вони дозволяють розробникам створювати компоненти, що виконуються виключно на сервері. Це має кілька глибоких наслідків:

• Зменшення обсягу клієнтського JavaScript: Компоненти, що рендеряться лише на сервері, не потрібно надсилати клієнту, що значно зменшує кількість JavaScript, яку браузер має завантажувати, аналізувати та виконувати. Це величезний виграш у продуктивності, особливо на мобільних пристроях та в регіонах з обмеженою пропускною здатністю.
• Прямий доступ до даних: Серверні компоненти можуть безпосередньо отримувати доступ до серверних ресурсів, таких як бази даних та файлові системи, без необхідності викликів API, що спрощує отримання даних та покращує продуктивність.
• Нульовий вплив на розмір бандлу: Бібліотеки, які використовуються лише серверними компонентами, не впливають на розмір клієнтського бандлу.

Однак RSC також запровадили нові архітектурні міркування. Початковий рендеринг все ще потрібно було надсилати клієнту, а наступні взаємодії або оновлення даних вимагали механізмів для оновлення UI без повного перезавантаження сторінки.

Виклик: подолання розриву за допомогою динамічних оновлень

Справжня сила RSC розкривається, коли вони можуть динамічно оновлювати UI у відповідь на взаємодію користувача або зміни даних. Саме тут поняття інкрементального потокового передавання компонентів та дельта-оновлень стає критично важливим. Уявіть користувача, який взаємодіє зі складною інформаційною панеллю, що відображає дані в реальному часі з різних джерел. У традиційній SSR-конфігурації оновлення невеликої частини цієї панелі могло б вимагати звернення до сервера та перерендерингу значної частини сторінки. З RSC мета полягає в тому, щоб оновити лише ті конкретні компоненти, які змінилися.

Дельта-оновлення: ключова інновація

Дельта-оновлення є двигуном, що забезпечує динамічну природу RSC. Замість того, щоб надсилати все нове дерево компонентів з сервера клієнту, дельта-оновлення надсилають лише відмінності або зміни, що відбулися з моменту останнього рендерингу. Це аналогічно тому, як системи контролю версій, наприклад Git, відстежують зміни в коді. Коли компонент на сервері перерендериться через оновлені дані або зміну свого стану, React обчислює різницю між попереднім відрендереним виводом та новим.

Ця дельта потім серіалізується та надсилається клієнту. Клієнтський рантайм React отримує цю дельту і застосовує її до існуючого дерева компонентів у DOM. Цей процес є неймовірно ефективним, оскільки він дозволяє уникнути перерендерингу незачеплених частин UI та мінімізує обсяг даних, що передаються по мережі.

Як дельта-оновлення працюють на практиці:

1. Перерендеринг на сервері: Серверний компонент перерендериться на сервері через подію (наприклад, отримання даних, надсилання форми).
2. Порівняння: React на сервері порівнює новий вивід з раніше надісланим виводом для цього компонента.
3. Серіалізація дельти: Відмінності (дельта) серіалізуються в компактний формат.
4. Передача по мережі: Ця дельта надсилається клієнту.
5. Патчинг на клієнті: Клієнтський рантайм React отримує дельту та ефективно оновлює відповідні частини UI без перерендерингу всього компонента чи сторінки.

Інкрементальне потокове передавання компонентів: ефективна доставка дельти

Хоча дельта-оновлення описують, що змінюється, інкрементальне потокове передавання компонентів описує, як ці зміни доставляються. Замість того, щоб чекати, поки все дерево RSC буде відрендерено на сервері, а потім надіслано клієнту за один раз, інкрементальне потокове передавання дозволяє серверу передавати вивід RSC потоково, у міру його готовності. Це означає, що різні частини вашого застосунку можуть рендеритися в різний час і передаватися клієнту незалежно одна від одної.

Подумайте про це як про пряму трансляцію новин у порівнянні з попередньо записаною програмою. З інкрементальним потоковим передаванням клієнт починає рендерити контент, як тільки перші частини надходять з сервера, що призводить до відчуття швидшого завантаження та більш чутливого користувацького досвіду. Це особливо корисно для складних застосунків з багатьма незалежними компонентами.

Ключові переваги інкрементального потокового передавання:

• Покращений час до інтерактивності (TTI): Користувачі бачать і можуть взаємодіяти з частинами застосунку раніше, оскільки їм не потрібно чекати, поки вся сторінка відрендериться на сервері.
• Прогресивний рендеринг: UI поступово будується на клієнті в міру надходження даних, створюючи більш плавний та динамічний досвід.
• Стійкість до повільних компонентів: Якщо один компонент на сервері рендериться довго, він не блокує рендеринг та потокове передавання інших, швидших компонентів.
• Зменшення часу очікування на сервері: Сервер може надсилати шматки даних, як тільки вони готові, замість того, щоб затримувати всю відповідь.

Синергія: Дельта-оновлення + Інкрементальне потокове передавання

Справжня магія відбувається, коли дельта-оновлення та інкрементальне потокове передавання компонентів поєднуються. Інкрементальне потокове передавання гарантує, що початковий рендеринг RSC та наступні оновлення доставляються клієнту якомога швидше. Потім дельта-оновлення гарантують, що ці доставки є максимально ефективними, надсилаючи лише необхідні зміни.

Розглянемо сценарій, коли користувач переглядає сайт електронної комерції, створений за допомогою RSC:

• Початкове завантаження: Сервер потоково передає сторінку зі списком товарів. Компоненти, такі як картки товарів та навігація, рендеряться на сервері, надсилаються клієнту та відображаються.
• Взаємодія користувача: Користувач додає товар до кошика. Це викликає перерендеринг компонента лічильника кошика та, можливо, модального вікна кошика.
• Дельта-оновлення: Замість перерендерингу всього заголовка та відправки його назад, сервер обчислює дельту для лічильника кошика (наприклад, збільшити на 1). Ця невелика дельта потоково передається клієнту.
• Оновлення на клієнті: Клієнтський React отримує дельту і оновлює лише число лічильника кошика. Решта сторінки залишається недоторканою.
• Подальша взаємодія: Користувач переходить на сторінку деталізації товару. Сервер потоково передає нові деталі товару. Якщо деякі компоненти на сторінці є спільними (наприклад, заголовок), надсилається лише дельта для заголовка (якщо є зміни), а не весь компонент знову.

Ця безшовна інтеграція призводить до досвіду, який відчувається неймовірно швидким та чутливим, подібно до нативного десктопного або мобільного застосунку, навіть у веб-браузері.

Вплив на глобальні застосунки та різноманітну аудиторію

Переваги дельта-оновлень та інкрементального потокового передавання компонентів особливо посилюються при розгляді глобальної аудиторії з різними умовами мережі та можливостями пристроїв.

Вирішення проблеми нестабільності мережі:

У багатьох частинах світу стабільний, високошвидкісний інтернет не є даністю. Користувачі на ринках, що розвиваються, або ті, хто покладається на мобільні дані, часто стикаються з повільнішими та менш надійними з'єднаннями. Інкрементальне потокове передавання означає, що користувачі можуть почати взаємодіяти з застосунком набагато раніше, навіть при поганому з'єднанні, оскільки важливий контент доставляється частинами. Дельта-оновлення додатково зменшують розмір корисного навантаження для подальших взаємодій, роблячи застосунок більш зручним у використанні та менш вимогливим до даних.

Покращення користувацького досвіду на різних пристроях:

Потужність та продуктивність пристроїв значно відрізняються по всьому світу. Висококласний ноутбук у розвиненій країні оброблятиме JavaScript набагато швидше, ніж бюджетний смартфон в іншому регіоні. Переносячи рендеринг та обчислення на сервер і мінімізуючи виконання JavaScript на стороні клієнта за допомогою RSC та дельта-оновлень, застосунки стають більш доступними для користувачів на ширшому спектрі пристроїв. Це сприяє інклюзивності та забезпечує послідовний досвід для всіх користувачів, незалежно від їхнього обладнання.

Зменшення затримки для міжнародних користувачів:

Для застосунків з глобальною базою користувачів географічна відстань до серверів може спричиняти значну затримку. Хоча CDN допомагають, доставка динамічного контенту все ще може бути проблемою. Інкрементальне потокове передавання дозволяє серверу надсилати початковий HTML, а потім потоково передавати оновлення компонентів, як тільки вони готові, потенційно з сервера, що знаходиться ближче до користувача, зменшуючи відчутну затримку оновлень. Малий розмір дельта-оновлень додатково пом'якшує вплив мережевої затримки.

Приклади з усього світу:

• Електронна комерція в Південно-Східній Азії: Платформа електронної комерції одягу в таких країнах, як Індонезія чи В'єтнам, де проникнення мобільного інтернету високе, але швидкість може бути змінною, може використовувати RSC з дельта-оновленнями для забезпечення плавного перегляду. Користувачі можуть швидко бачити зображення та деталі товарів, додавати їх до кошика та бачити, як кошик миттєво оновлюється, без довгих очікувань на перезавантаження сторінки.
• Новини та медіа в Південній Америці: Великий новинний портал, що обслуговує користувачів по всій Латинській Америці, може використовувати інкрементальне потокове передавання для доставки термінових новин, як тільки вони публікуються. Навіть якщо користувач має повільне з'єднання, він бачитиме, як заголовки та початковий контент з'являються поступово, а потім багатший медіаконтент у міру його надходження. Подальші взаємодії, такі як збереження статті або коментування, будуть відчуватися миттєвими завдяки дельта-оновленням.
• Платформи SaaS в Африці: Застосунок "Програмне забезпечення як послуга" (SaaS), що використовується бізнесом у різних африканських країнах, може запропонувати чутливий досвід роботи з інформаційною панеллю. Візуалізації даних та метрики в реальному часі можуть ефективно оновлюватися, при цьому передаються лише змінені дані через дельта-оновлення, що робить застосунок придатним для використання навіть при менш надійних інтернет-з'єднаннях.

Архітектурні міркування та робочий процес розробки

Впровадження RSC з дельта-оновленнями та інкрементальним потоковим передаванням компонентів вимагає зміни у підході до архітектури застосунків. Розробникам потрібно:

• Розуміти межу між сервером та клієнтом: Чітко розмежовувати, які компоненти виконуються на сервері (Серверні компоненти), а які на клієнті (Клієнтські компоненти, зазвичай для інтерактивності).
• Оптимізувати отримання даних: Використовувати серверні компоненти для прямого доступу до даних, щоб уникнути непотрібних викликів API на стороні клієнта.
• Використовувати асинхронні операції: Серверні компоненти природно працюють з асинхронним отриманням даних, і це має бути основною частиною патерну розробки.
• Ретельно керувати станом: Хоча серверні компоненти є безстановими в традиційному сенсі, їх поведінка перерендерингу керується пропсами та контекстом. Управління станом на клієнті все ще існує для інтерактивних елементів.
• Тестувати в реалістичних умовах: Важливо тестувати застосунки на різних швидкостях мережі та пристроях, щоб по-справжньому оцінити та оптимізувати переваги цих можливостей потокового передавання.

Ключові технології та фреймворки:

Фреймворки, такі як Next.js, були на передовій впровадження та популяризації серверних компонентів React та їхніх можливостей потокового передавання. App Router від Next.js широко використовує ці концепції, забезпечуючи надійну основу для створення сучасних, продуктивних застосунків React. Основний протокол потокового передавання (часто з використанням WebSockets або Server-Sent Events) та формат серіалізації для дельта-оновлень є ключовими для загальної ефективності.

Майбутні наслідки та потенціал

Досягнення в RSC з дельта-оновленнями та інкрементальним потоковим передаванням компонентів — це не просто поступові покращення; вони являють собою фундаментальне переосмислення того, як веб-застосунки створюються та доставляються. Ми можемо очікувати:

• Більш витончені патерни UI: Розробники зможуть створювати неймовірно багаті та динамічні інтерфейси, які раніше були неможливі через обмеження продуктивності.
• Подальше зменшення клієнтських бандлів: У міру перенесення більшої кількості логіки на сервер, клієнтські бандли JavaScript продовжуватимуть зменшуватися, що призведе до швидшого початкового завантаження.
• Покращений досвід розробника: Хоча архітектурний зсув вимагає навчання, потенціал для простішого отримання даних та більш передбачуваного рендерингу на сервері може призвести до кращого досвіду розробки.
• Більша доступність: Виграші в продуктивності безпосередньо перетворюються на більшу доступність для користувачів у всьому світі, долаючи цифровий розрив.

Шлях серверних компонентів React далекий від завершення. У міру того, як технологія зріє, а розуміння розробників поглиблюється, ми побачимо ще більше інноваційних застосунків, які використовують потужність дельта-оновлень та інкрементального потокового передавання компонентів для надання виняткового досвіду користувачам скрізь.

Висновок

Серверні компоненти React, що працюють на основі дельта-оновлень та інкрементального потокового передавання компонентів, є монументальним кроком уперед в архітектурі фронтенду. Вони вирішують давні проблеми веб-продуктивності, особливо для динамічних застосунків та глобальних аудиторій. Дозволяючи серверу рендерити компоненти та надсилати лише необхідні зміни інкрементально, ці технології обіцяють швидший час завантаження, більш чутливі UI та більш інклюзивний веб для користувачів у різних мережевих умовах та на різних пристроях. Прийняття цієї зміни парадигми є ключовим для розробників, які прагнуть створити наступне покоління високопродуктивних, захоплюючих та доступних веб-застосунків для глобалізованого світу.