Kiến trúc JAMstack: Giải thích về Tạo trang tĩnh

Bối cảnh của ngành phát triển web không ngừng phát triển, với các kiến trúc và phương pháp mới nổi lên để giải quyết các yêu cầu ngày càng tăng về tốc độ, bảo mật và khả năng mở rộng. Một trong những cách tiếp cận đang thu hút sự chú ý đáng kể là kiến trúc JAMstack. Bài viết blog này cung cấp một cái nhìn tổng quan toàn diện về JAMstack, đặc biệt tập trung vào việc tạo trang tĩnh (static site generation - SSG), khám phá các lợi ích, trường hợp sử dụng và cách triển khai thực tế của nó.

JAMstack là gì?

JAMstack là một kiến trúc web hiện đại dựa trên JavaScript phía máy khách, các API có thể tái sử dụng và Markup được xây dựng sẵn. Tên "JAM" là từ viết tắt của:

• JavaScript: Các chức năng động được xử lý bởi JavaScript, chạy hoàn toàn ở phía máy khách.
• APIs: Logic phía máy chủ và tương tác cơ sở dữ liệu được trừu tượng hóa thành các API có thể tái sử dụng, được truy cập qua HTTPS.
• Markup: Các trang web được phân phát dưới dạng các tệp HTML tĩnh, được xây dựng sẵn trong quá trình build.

Không giống như các kiến trúc web truyền thống dựa vào việc kết xuất phía máy chủ hoặc tạo nội dung động cho mỗi yêu cầu, các trang web JAMstack được kết xuất trước và phân phát trực tiếp từ Mạng phân phối nội dung (CDN). Việc tách biệt frontend khỏi backend này mang lại nhiều lợi thế.

Tìm hiểu về Tạo trang tĩnh (SSG)

Tạo trang tĩnh (SSG) là một thành phần cốt lõi của JAMstack. Nó bao gồm việc xây dựng các tệp HTML tĩnh trong quá trình build, thay vì tạo chúng một cách động cho mỗi yêu cầu của người dùng. Cách tiếp cận này cải thiện đáng kể hiệu suất và bảo mật, vì máy chủ chỉ cần phân phát các tệp đã được kết xuất sẵn.

Cách SSG hoạt động

Quy trình tạo trang tĩnh thường bao gồm các bước sau:

1. Lấy nguồn nội dung: Nội dung được lấy từ nhiều nguồn khác nhau, chẳng hạn như tệp Markdown, các nền tảng headless CMS (ví dụ: Contentful, Netlify CMS, Strapi) hoặc các API.
2. Quy trình Build: Một công cụ tạo trang tĩnh (SSG) (ví dụ: Hugo, Gatsby, Next.js) sẽ lấy nội dung và các mẫu (template) để tạo ra các tệp HTML, CSS và JavaScript tĩnh.
3. Triển khai: Các tệp đã tạo được triển khai lên một CDN, nơi chúng sẽ được phân phát đến người dùng trên toàn thế giới với độ trễ tối thiểu.

Quá trình này xảy ra trong thời gian build, có nghĩa là các thay đổi về nội dung sẽ kích hoạt việc build lại và triển khai lại trang web. Cách tiếp cận "build một lần, triển khai mọi nơi" này đảm bảo tính nhất quán và độ tin cậy.

Lợi ích của JAMstack và Tạo trang tĩnh

Việc áp dụng JAMstack và SSG mang lại một số lợi ích hấp dẫn:

• Cải thiện hiệu suất: Việc phân phát các tệp tĩnh từ CDN nhanh hơn đáng kể so với việc tạo trang động trên máy chủ. Điều này dẫn đến thời gian tải nhanh hơn và trải nghiệm người dùng tốt hơn.
• Tăng cường bảo mật: Không có mã phía máy chủ để thực thi, các trang web JAMstack ít bị tổn thương hơn trước các mối đe dọa bảo mật.
• Tăng khả năng mở rộng: CDN được thiết kế để xử lý lưu lượng truy cập cao, giúp các trang web JAMstack có khả năng mở rộng cao.
• Giảm chi phí: Phân phát các tệp tĩnh từ CDN thường rẻ hơn so với việc vận hành và bảo trì một cơ sở hạ tầng máy chủ động.
• Trải nghiệm nhà phát triển tốt hơn: JAMstack thúc đẩy sự tách biệt rõ ràng các mối quan tâm, giúp việc phát triển và bảo trì các ứng dụng web trở nên dễ dàng hơn. Các nhà phát triển có thể tập trung vào frontend, trong khi các API xử lý logic backend.
• Cải thiện SEO: Thời gian tải nhanh hơn và cấu trúc HTML sạch sẽ có thể cải thiện thứ hạng trên các công cụ tìm kiếm.

Các trường hợp sử dụng cho JAMstack

JAMstack rất phù hợp cho nhiều dự án web khác nhau, bao gồm:

• Blog và trang web cá nhân: Các công cụ tạo trang tĩnh là lựa chọn lý tưởng để tạo các blog nhanh và thân thiện với SEO.
• Trang web tài liệu: JAMstack có thể được sử dụng để tạo các trang web tài liệu từ Markdown hoặc các nguồn nội dung khác.
• Trang web marketing: Thời gian tải nhanh và bảo mật nâng cao làm cho JAMstack trở thành một lựa chọn tốt cho các trang web marketing.
• Trang web thương mại điện tử: Mặc dù theo truyền thống là động, các trang thương mại điện tử có thể hưởng lợi từ việc tạo tĩnh các trang sản phẩm và danh sách danh mục, với chức năng động được xử lý bởi JavaScript và API. Các công ty như Snipcart cung cấp các công cụ để tích hợp chức năng thương mại điện tử vào các trang JAMstack.
• Trang đích (Landing Pages): Tạo các trang đích có tỷ lệ chuyển đổi cao với hiệu suất vượt trội.
• Ứng dụng trang đơn (SPAs): JAMstack có thể được sử dụng để lưu trữ các SPA, với tệp HTML ban đầu được kết xuất trước và các tương tác tiếp theo được xử lý bởi JavaScript.
• Trang web doanh nghiệp: Nhiều tổ chức lớn đang áp dụng JAMstack cho một phần hoặc toàn bộ trang web của họ, tận dụng lợi ích về khả năng mở rộng và bảo mật của nó.

Các công cụ tạo trang tĩnh phổ biến

Có một số công cụ tạo trang tĩnh, mỗi công cụ có điểm mạnh và điểm yếu riêng. Một số công cụ phổ biến nhất bao gồm:

• Hugo: Một SSG nhanh và linh hoạt được viết bằng Go. Nó nổi tiếng với tốc độ và sự dễ sử dụng. Ví dụ: Một trang web tài liệu cho một dự án mã nguồn mở lớn được xây dựng bằng Hugo để xử lý hàng ngàn trang một cách nhanh chóng.
• Gatsby: Một SSG dựa trên React, tận dụng GraphQL để tìm nạp dữ liệu. Nó phổ biến để xây dựng các ứng dụng web phức tạp với sự tập trung vào hiệu suất. Ví dụ: Một trang web marketing cho một công ty phần mềm sử dụng Gatsby để lấy nội dung từ một headless CMS và tạo ra trải nghiệm người dùng có hiệu suất cao.
• Next.js: Một framework React hỗ trợ cả tạo trang tĩnh và kết xuất phía máy chủ. Đây là một lựa chọn linh hoạt để xây dựng cả các ứng dụng web đơn giản và phức tạp. Ví dụ: Một cửa hàng thương mại điện tử tận dụng một phần việc tạo trang tĩnh của Next.js để cải thiện SEO cho các danh mục sản phẩm chính và giảm thời gian tải ban đầu.
• Jekyll: Một SSG dựa trên Ruby nổi tiếng với sự đơn giản và dễ sử dụng. Đây là một lựa chọn tốt cho người mới bắt đầu. Ví dụ: Một blog cá nhân chạy trên Jekyll và được lưu trữ trên GitHub Pages.
• Eleventy (11ty): Một công cụ tạo trang tĩnh đơn giản hơn, được viết bằng JavaScript, tập trung vào sự linh hoạt và hiệu suất. Ví dụ: Một doanh nghiệp nhỏ sử dụng Eleventy để tạo một trang web đơn giản nhưng nhanh và rất thân thiện với SEO.
• Nuxt.js: Tương đương với Next.js của Vue.js, cung cấp các khả năng tương tự cho SSG và SSR.

Tích hợp Headless CMS

Một khía cạnh quan trọng của JAMstack là sự tích hợp với headless CMS. Headless CMS là một hệ thống quản lý nội dung cung cấp một backend để tạo và quản lý nội dung, nhưng không có một frontend được xác định trước. Điều này cho phép các nhà phát triển chọn framework frontend ưa thích của họ và xây dựng trải nghiệm người dùng tùy chỉnh.

Các nền tảng headless CMS phổ biến bao gồm:

• Contentful: Một headless CMS linh hoạt và có khả năng mở rộng, rất phù hợp cho các ứng dụng web phức tạp.
• Netlify CMS: Một CMS mã nguồn mở, dựa trên Git, dễ dàng tích hợp với Netlify.
• Strapi: Một headless CMS mã nguồn mở, dựa trên Node.js, cung cấp mức độ tùy chỉnh cao.
• Sanity: Một đám mây nội dung có thể kết hợp (composable content cloud) coi nội dung như dữ liệu.
• Prismic: Một giải pháp headless CMS khác tập trung vào người tạo nội dung.

Việc tích hợp headless CMS với một công cụ tạo trang tĩnh cho phép người tạo nội dung dễ dàng quản lý nội dung trang web mà không cần phải động đến mã nguồn. Các thay đổi về nội dung sẽ kích hoạt việc build lại và triển khai lại trang web, đảm bảo rằng nội dung mới nhất luôn có sẵn.

Hàm Serverless (Serverless Functions)

Mặc dù JAMstack chủ yếu dựa vào các tệp tĩnh, các hàm serverless có thể được sử dụng để thêm chức năng động vào trang web. Các hàm serverless là các đoạn mã nhỏ, độc lập chạy theo yêu cầu, mà không cần quản lý cơ sở hạ tầng máy chủ. Chúng thường được sử dụng cho các tác vụ như:

• Gửi biểu mẫu: Xử lý việc gửi biểu mẫu và gửi email.
• Xác thực: Triển khai xác thực và ủy quyền người dùng.
• Tương tác API: Gọi các API của bên thứ ba để truy xuất hoặc cập nhật dữ liệu.
• Nội dung động: Cung cấp nội dung được cá nhân hóa hoặc cập nhật dữ liệu động.

Các nền tảng serverless phổ biến bao gồm:

• AWS Lambda: Dịch vụ tính toán serverless của Amazon.
• Netlify Functions: Nền tảng hàm serverless tích hợp của Netlify.
• Google Cloud Functions: Dịch vụ tính toán serverless của Google.
• Azure Functions: Dịch vụ tính toán serverless của Microsoft.

Các hàm serverless có thể được viết bằng nhiều ngôn ngữ khác nhau, chẳng hạn như JavaScript, Python và Go. Chúng thường được kích hoạt bởi các yêu cầu HTTP hoặc các sự kiện khác, khiến chúng trở thành một công cụ linh hoạt để thêm chức năng động vào các trang JAMstack.

Ví dụ triển khai

Hãy xem xét một vài ví dụ triển khai kiến trúc JAMstack:

Xây dựng Blog với Gatsby và Contentful

Ví dụ này minh họa cách xây dựng một blog sử dụng Gatsby làm công cụ tạo trang tĩnh và Contentful làm headless CMS.

1. Thiết lập Contentful: Tạo tài khoản Contentful và xác định các mô hình nội dung cho bài đăng blog (ví dụ: tiêu đề, nội dung, tác giả, ngày tháng).
2. Tạo dự án Gatsby: Sử dụng Gatsby CLI để tạo một dự án mới: gatsby new my-blog
3. Cài đặt plugin Gatsby: Cài đặt các plugin Gatsby cần thiết để tìm nạp dữ liệu từ Contentful: npm install gatsby-source-contentful
4. Cấu hình Gatsby: Cấu hình tệp gatsby-config.js để kết nối với không gian Contentful và các mô hình nội dung của bạn.
5. Tạo các mẫu (template): Tạo các mẫu React để kết xuất các bài đăng blog.
6. Truy vấn dữ liệu Contentful: Sử dụng các truy vấn GraphQL để tìm nạp dữ liệu bài đăng blog từ Contentful.
7. Triển khai lên Netlify: Triển khai dự án Gatsby lên Netlify để triển khai liên tục.

Bất cứ khi nào nội dung được cập nhật trong Contentful, Netlify sẽ tự động build lại và triển khai lại trang web.

Xây dựng trang tài liệu với Hugo

Hugo vượt trội trong việc tạo các trang tài liệu từ các tệp Markdown.

1. Cài đặt Hugo: Cài đặt Hugo CLI trên hệ thống của bạn.
2. Tạo dự án Hugo: Sử dụng Hugo CLI để tạo một dự án mới: hugo new site my-docs
3. Tạo tệp nội dung: Tạo các tệp Markdown cho nội dung tài liệu của bạn trong thư mục content.
4. Cấu hình Hugo: Cấu hình tệp config.toml để tùy chỉnh giao diện và hành vi của trang web.
5. Chọn một theme: Chọn một theme Hugo phù hợp với nhu cầu tài liệu của bạn.
6. Triển khai lên Netlify hoặc GitHub Pages: Triển khai dự án Hugo lên Netlify hoặc GitHub Pages để lưu trữ.

Hugo tự động tạo các tệp HTML tĩnh từ nội dung Markdown trong quá trình build.

Những cân nhắc và thách thức

Mặc dù JAMstack mang lại nhiều lợi ích, điều quan trọng là phải xem xét các thách thức sau:

• Thời gian Build: Các trang web lớn có nhiều nội dung có thể có thời gian build lâu. Tối ưu hóa quy trình build và sử dụng build tăng dần có thể giúp giảm thiểu vấn đề này.
• Chức năng động: Việc triển khai chức năng động phức tạp có thể yêu cầu sử dụng các hàm serverless hoặc các API khác.
• Cập nhật nội dung: Các cập nhật nội dung yêu cầu build lại và triển khai lại trang web, việc này có thể mất một chút thời gian.
• SEO cho nội dung động: Nếu một phần lớn nội dung của bạn cần được tạo động, thì JAMstack và tạo trang tĩnh có thể không phải là lựa chọn tốt nhất, hoặc yêu cầu các chiến lược nâng cao như kết xuất trước với JavaScript được bật và phân phát từ CDN.
• Đường cong học tập: Các nhà phát triển cần học các công cụ và công nghệ mới, chẳng hạn như các công cụ tạo trang tĩnh, nền tảng headless CMS và các hàm serverless.

Các phương pháp hay nhất cho phát triển JAMstack

Để tối đa hóa lợi ích của JAMstack, hãy làm theo các phương pháp hay nhất sau:

• Tối ưu hóa hình ảnh: Tối ưu hóa hình ảnh để giảm kích thước tệp và cải thiện thời gian tải.
• Nén CSS và JavaScript: Nén các tệp CSS và JavaScript để giảm kích thước của chúng.
• Sử dụng CDN: Sử dụng CDN để phân phát các tệp tĩnh từ các vị trí gần người dùng hơn.
• Triển khai bộ nhớ đệm (Caching): Triển khai các chiến lược bộ nhớ đệm để giảm tải cho máy chủ và cải thiện hiệu suất.
• Giám sát hiệu suất: Giám sát hiệu suất trang web để xác định và giải quyết các điểm nghẽn.
• Tự động hóa triển khai: Tự động hóa quy trình build và triển khai bằng các công cụ như Netlify hoặc GitHub Actions.
• Chọn đúng công cụ: Chọn công cụ tạo trang tĩnh, headless CMS và nền tảng serverless phù hợp nhất với nhu cầu của dự án của bạn.

Tương lai của JAMstack

JAMstack là một kiến trúc đang phát triển nhanh chóng với một tương lai tươi sáng. Khi phát triển web tiếp tục chuyển hướng sang một cách tiếp cận mô-đun và tách biệt hơn, JAMstack có khả năng sẽ trở nên phổ biến hơn nữa. Các công cụ và công nghệ mới liên tục xuất hiện để giải quyết các thách thức của việc phát triển JAMstack và giúp việc xây dựng và bảo trì các ứng dụng web hiệu suất cao, an toàn và có khả năng mở rộng trở nên dễ dàng hơn. Sự trỗi dậy của điện toán biên (edge computing) cũng sẽ đóng một vai trò, cho phép nhiều chức năng động hơn được thực thi gần người dùng hơn, nâng cao hơn nữa khả năng của các trang web JAMstack.

Kết luận

Kiến trúc JAMstack, với việc tạo trang tĩnh làm cốt lõi, cung cấp một cách mạnh mẽ và hiệu quả để xây dựng các ứng dụng web hiện đại. Bằng cách tách biệt frontend khỏi backend và tận dụng sức mạnh của CDN, các trang web JAMstack có thể đạt được hiệu suất, bảo mật và khả năng mở rộng vượt trội. Mặc dù có những thách thức cần xem xét, lợi ích của JAMstack làm cho nó trở thành một lựa chọn hấp dẫn cho một loạt các dự án web. Khi web tiếp tục phát triển, JAMstack sẵn sàng đóng một vai trò ngày càng quan trọng trong việc định hình tương lai của phát triển web. Việc nắm bắt JAMstack có thể trao quyền cho các nhà phát triển để tạo ra các trải nghiệm web nhanh hơn, an toàn hơn và dễ bảo trì hơn cho người dùng trên toàn cầu.

Bằng cách lựa chọn cẩn thận các công cụ phù hợp và tuân theo các phương pháp hay nhất, các nhà phát triển có thể khai thác sức mạnh của JAMstack để xây dựng các trải nghiệm web đặc biệt. Cho dù bạn đang xây dựng một blog, một trang web tài liệu, một trang web marketing, hay một ứng dụng web phức tạp, JAMstack đều cung cấp một giải pháp thay thế hấp dẫn cho các kiến trúc web truyền thống.

Bài viết này đóng vai trò là một lời giới thiệu chung. Việc nghiên cứu sâu hơn về các công cụ tạo trang tĩnh cụ thể, các tùy chọn headless CMS và việc triển khai các hàm serverless được khuyến khích.