SPA-программирование

Single Page Application (или SPA) – это сайт, для успешного функционирования которого не требуется обновление страницы. Все данные на него будут загружаться через так называемые скрипты. Такой подход к разработке онлайн-страниц становится все более популярным. Именно поэтому с ним предстоит познакомиться поближе.

Далее необходимо выяснить, что именно собой представляет SPA, какую архитектуру имеет соответствующий элемент, а также рассмотреть области его применения. Не лишним станет изучение преимуществ и недостатков соответствующих приложений.

Представленная ниже информация рассчитана на широкий круг лиц. Она подойдет как обычным пользователям для общего развития, так и IT-специалистам, заинтересованным в программировании сайтов и онлайн-сервисов.

Определение

SPA – это одностраничное приложение. Веб-приложение или веб-сайт, который использует единственный HTML-документ в качестве оболочки для всех веб-страниц. Он организует взаимодействие с пользователями при помощи динамически подгружаемых JavaScript, CSS и HTML. Обычно делается это через AJAX.

Одностраничные приложения напоминает нативные («родные») приложения. Они отличаются принципом реализации – в браузерах, а не в собственных процессах той или иной операционной системы.

SPA представляет собой приложение, которое размещается на одной веб-странице. Вместе с ее загрузкой осуществляется загрузка всего необходимого кода для успешного функционирования проекта. Рассматриваемый тип программного обеспечения появился совместно с HTML5. Это – типичный пример реализации соответствующей технологии.

Одностраничное приложение может иметь достаточно сложную структуру и обширные функциональные возможности. В этом случае программа включает в себя сотни (иногда – тысячи) файлов со скриптами. При загрузке сайта они будут загружать не все сразу. Чтобы решить соответствующую проблему, разработчики пользуются AMD-API, позволяющим загружать скрипты по требованию.

Архитектура

Архитектура SPA – это наиболее популярный и известный поход к разработке онлайн-серверов с сайтов. С ее помощью получится программировать отзывчивые и динамичные приложения.

Архитектура SPA включает в себя такие компоненты как:

1. HTML, JavaScript, CSS. Это – базовые языки программирования, использующиеся при написании веб-проектов. HTML будет отвечать за структуру и непосредственное содержимое страницы, CSS – за стили и внешний вид ресурса, JavaScript – за динамичное поведение и взаимодействие приложения с пользователями.
2. Клиентская сторона. Одностраничное приложение работает на клиентской стороне. Это значит, что весь код выполняется в браузере на устройстве пользователя. Такая концепция делает проект быстрым и отзывчивым. Запросы и обработка данных не требуют полной перезагрузки страницы.
3. Навигация и роутинг. Роутинг используется SPA для управления навигацией между разнообразными разделами или состояниями приложения. С его помощью удается отслеживать изменения веб-адресов и загружать в зависимости от них тот или иной компонент/страницы, не перезагружая сервис.
4. Компоненты. SPA использует принцип разделения приложений на множество небольших и независимых элементов (блоков), которые могут быть обработаны модульно. А позже – использованы повторно. Компоненты представляют тот или иной функционал/интерфейс. Они предусматривают возможность вкладывания друг в друга. Такой прием используется в процессе создания сложных приложений и сайтов.
5. Состояние. Оно имеет огромную значимость для SPA. Хранится только на клиентской стороне проекта. Состояние применяется для хранения временной информации, пользовательских вводов, а также других сведений, которые может использовать программное обеспечение в процессе своей работы.
6. AJAX. Такое название получил асинхронный подход, предоставляющий возможность обмена данными между клиентом и сервером без перезагрузки всей страницы. Single Page Application использует AJAX для получения данных с серверной части программного обеспечения, отправки форм и обновления частей страницы. Другие взаимодействия между клиентской и серверной частями проекта тоже предусматриваются реализацией соответствующим подходом.
7. Фреймворки и библиотеки. В языках программирования поддерживаются разнообразные инструменты, позволяющие ускорить разработку. При SPA часто используются React, Vue.js и Angular. Они значительно сокращают время на создание виртуальных проектов, предлагая готовые решения, компоненты и паттерны для одностраничных приложений.

Теперь можно рассмотреть области применения изучаемой концепции, а также принцип ее работы.

Как работает SPA

Работает SPA очень просто – когда пользователь совершает то или иное действие на сервисе или сайте (пример – нажатие на ссылку), соответствующее событие перехватывается скриптом. Он отменяет действие по умолчание и самостоятельно обменивается информацией с серверной частью проекта. Далее – выводит необходимые пользователю данные на той или иной странице.

Одностраничные приложения (сайты) обычно загружаются быстрее. Это связано с тем, что полностью обновлять онлайн-ресурс нет никакой необходимости. Системе достаточно скачать только определенную информацию. А еще быстрая работа одностраничных проектов обусловлена тем, что часть контента может быть закеширована в браузере (загружена заранее). В таком случае обновление нередко осуществляется мгновенно.

Рекомендации для SPA

SPA-проекты требуют грамотного выстраивания процесса обмена данными с сервером. Только это поможет сделать программы удобными в плане эксплуатации.

Вот – несколько рекомендаций, которыми стоит воспользоваться при разработке одностраничных приложений:

1. При обновлении контента адрес страницы в браузере необходимо менять.
2. Любая внутренняя ссылка должна предусматривать возможность ее копирования. При переходе она должна загружаться в качестве релевантной страницы.
3. Если сайт не загружается на протяжении достаточно длительного времени, необходимо вывести для пользователя сообщение о том, что ресурс загружается. Еще один вариант – вывод сообщения об ошибке.

Представленные рекомендации не являются исчерпывающими. Они просто выступают наиболее значимыми для SPA.

Области применения

SPA-разработка сейчас широко используется веб-программистами. Она подойдет для создания:

1. Веб-приложений. Рассматриваемая концепция годится для создания сложных веб-программ, требующих максимальную отзывчивость пользовательского интерфейса.
2. Интернет-магазинов. Одностраничные приложения/сайты подойдут для онлайн-магазинов, в которых пользователи добавляют товары в корзины, просматривают каталоги и пользуются фильтрами для поиска необходимого продукта. SPA дает возможность обновлять данные о товарах и содержимом корзины в режиме реального времени. Перезагрузка страницы для этого не требуется.
3. Социальных сетей. За счет рассматриваемой концепции разработки можно добиться лучшей пользовательской интерактивности в социальных сетях, где поддерживается обмен данными, сообщениями. SPA позволяет сразу видеть новые уведомления, обновления и комментарии.
4. Мультимедийных платформ. Технологии одностраничных приложений используются в процессе создания видеохостингов, стримминговых платформ и музыкальных сервисов. Такой подход позволяет плавно переключаться между контентом, не останавливая видео- или аудиозапись.
5. Мобильного программного обеспечения. Изучаемый подход разработки широко используется для написания мобильных приложений. Здесь популярностью пользуются фреймворки React Native и lonic.

Примерами SPA-проектов являются социальные сети Facebook и «Вконтакте», сайт Netflix, а также Gmail.

Инструменты для разработки

При SPA могут пригодиться некоторые инструменты. А именно:

1. React. Так называется JS-фреймворк. Это – основной инструмент для создания одностраничных проектов. С его помощью можно программировать компоненты с простой и легкой масштабируемостью, возможностью переиспользования и обновления динамически.
2. Angular. Еще один известный инструмент в программировании. Он предоставляет множество готовых решений для создания сложных и динамических одностраничных проектов. Angular оснащен мощной системой компонентов, удобными инструментами для маршрутизации и обработки информации. У него также имеются функции для тестирования и отладки проектов.
3. Vue.js – простой и гибкий JS-фреймворк. Предусматривает простой в плане использования API для разработки компонентов, управления состоянием и маршрутизации. Это – отличный баланс между производительностью и функциональными возможностями.
4. Svelte. Достаточно новый фреймворк с уникальным подходом к программированию SPA-проектов. Svelte выполняет основную часть операций на этапе компиляции, значительно увеличивая производительность программ и сайтов. У него простой синтаксис, освоить который сможет даже разработчик-новичок.
5. Ember.js – фреймворк, оснащенный всем необходимым для программирования сложных SPA. У него предусматривается мощная система компонентов, удобные инструменты для работы с информацией. Здесь предусматривается автоматическое связывание данных.

Это – наиболее распространенные варианты инструментов, позволяющих создавать качественные и быстрые одностраничные проекты в Интернете.

Преимущества и недостатки

Рассматриваемая технология предусматривает свои преимущества и недостатки. Зная их, разработчик сможет оценить целесообразность применения изучаемой концепции для того или иного проекта.

К преимуществам SPA в web относят:

1. Создание программ и страниц с быстрой и отзывчивой навигацией. Ресурсы и информация будут загружаться одновременно при первоначальной загрузке страницы. После этого, в процессе перехода между разделами или модулями, контент начнет мгновенно отображаться. Обновлять всю страницу для этого нет никакой необходимости. Такой подход позволяет добиться быстрой и плавной навигации.
2. Большую пользовательскую интерактивность. За счет изучаемой концепции получается без существенных затруднений реализовывать интерактивные элементы: динамическое обновление данных, фильтрацию, сортировку информации без непосредственной перезагрузки страницы.
3. Уменьшение нагрузки на сервер. Изучаемый подход к разработке требует от проекта загрузки только определенных фрагментов кодов. Ресурсы загружаются только при первоначальном входе на сервис. Далее все это работает в режиме обновления данных по требованию. Подобный подход снижает использование сетевого трафика. Это очень важно для работы с мобильными устройствами.
4. Более быструю и простую разработку и сопровождение. Программисты могут создавать одностраничные приложения при помощи одного языка программирования – JavaScript. Такая концепция ускоряет процедуру разработки и поддержки кода.
5. Поддержку работы в офлайн-режиме. Одностраничные проекты предусматривают сохранение последней загруженной страницы и данных на пользовательских устройствах. Такой подход позволяет работать с программным обеспечением и просматривать разнообразное содержимое даже при условии отсутствующего Интернета.

Недостатки у рассматриваемой технологии тоже есть. К ним относят:

1. Большой объем начальной загрузки сервисов. Данная особенность может привести к долгой прогрузке сложных ресурсов.
2. Ограниченную поддержку поисковыми системами.
3. Расход оперативной памяти. Одностраничные технологии сохраняют все загруженные ресурсы прямо в оперативной памяти пользовательского устройства. При работе с большим объемом информации или длительной эксплуатации программного обеспечения это может привести к значительному потреблению памяти и замедлению задействованного оборудования.
4. Низкий уровень безопасности. Это связано с тем, что одностраничные приложения и все их данные размещаются на клиентской стороне. Исходный код становится более уязвимым к утечкам информации и хакерским атакам. Для защиты сервисов приходится пользоваться дополнительными мерами безопасности.

Еще один недостаток SPA – это зависимость от JavaScript. На клиентском устройстве должна быть реализована его поддержка. В противном случае сервис не будет успешно функционировать.

Хотите освоить современную IT-специальность? Огромный выбор курсов по востребованным IT-направлениям есть в Otus!