УДК 004.51

Современная архитектура фронтенда

Трофимова Алёна Александровна – студентка бакалавриата Института информационных технологий МИРЭА – Российского технологического университета.

Заботкина Екатерина Михайловна – ассистент кафедры Телекоммуникаций МИРЭА – Российского технологического университета.

Аннотация: Современная архитектура фронтенда является ключевым элементом в разработке веб-приложений, обеспечивая их эффективное функционирование, масштабируемость и поддержку. С постоянным увеличением сложности веб-приложений и появлением новых технологий, разработчики фронтенда сталкиваются с необходимостью построения эффективных и гибких архитектурных решений. В этой статье приведены проблемы клиентских приложений, которые могут быть решены благодаря правильному выбору архитектуры, а также ключевые концепции, методы и тенденции современной архитектуры фронтенда.

Ключевые слова: фронтенд, клиентская разработка, архитектура, компонентный подход, микрофронтенды, паттерны разработки.

1. Введение

Современная архитектура фронтенда представляет собой комплексный подход к проектированию и организации веб-приложений, ориентированный на обеспечение их эффективной разработки, развертывания и сопровождения командой разработчиков. Этот термин охватывает широкий спектр концепций, методов и инструментов, направленных на поиск оптимальных паттернов разработки приложений, запускающихся в браузере, а также их взаимодействия с бэкендом. В современной архитектуре фронтенда акцент делается на скорость разработки и масштабируемость, что крайне важно в условиях постоянно растущей сложности веб-проектов.

Фронтенд в контексте разработки пользовательского программного обеспечения играет важную роль, поскольку является тем, что пользователи видят, и с чем они непосредственно взаимодействуют. Он обеспечивает интерфейс для работы клиента с приложением, отображает данные, обрабатывает пользовательский ввод и обеспечивает навигацию по приложению. Из-за важности роли фронтенда относительно удержания посетителей сайта, клиентские приложения должны удовлетворять требованиям доступности, производительности и безопасности. Таким образом, эффективная архитектура фронтенда становится необходимым условием для создания успешных и конкурентоспособных веб-приложений.

2. История развития архитектуры клиентских приложений

История развития фронтенда в веб-разработке охватывает значительный временной отрезок, начиная с появления первых веб-сайтов в начале 1990-х годов и заканчивая крупными веб-платформами современности. В этих ранних этапах основное внимание уделялось простоте и доступности, что отражалось в использовании основных языков разметки, таких как HTML, для описания структуры веб-страниц, и CSS для их стилизации. В последующие десятилетия с развитием интернета и появлением новых технологий начали появляться более сложные и интерактивные веб-приложения, что стимулировало эволюцию фронтенда.

Основные этапы развития фронтенда можно выделить следующим образом. Первый этап характеризовался доминированием HTML и CSS, когда веб-страницы были в основном статическими и мало интерактивными. Первый веб-сайт был создан только в конце 1990 года и располагался по адресу info.cern.ch состоит только из текста и гиперссылок.

Затем пришел период развития динамических веб-ресурсов, когда появилась возможность запускать программы на стороне клиента, например, написанные на JavaScript. Это позволило создавать интерактивные пользовательские интерфейсы. Начиная с 2000-х годов, с развитием технологии AJAX (asynchronous JavaScript and XML), фронтенд стал более динамичным и отзывчивым, позволяя обновлять содержимое страницы без необходимости полной перезагрузки. Последний ключевой этап – это переход к современной архитектуре фронтенда, где активно используются компонентные подходы, управление состоянием и микросервисная архитектура для создания более гибких, масштабируемых и производительных веб-приложений [1].

3. Проблемы клиентских приложений

При проектировании и поддержке фронтенда разработчики сталкиваются с рядом проблем, которые могут затруднять разработку, управление кодом и обеспечение высокого качества приложения. Одной из таких проблем является сложность масштабирования приложений, особенно в случае больших и сложных проектов. С ростом кодовой базы и функциональности приложения становится сложнее поддерживать структуру кода и обеспечивать его чистоту. Другой распространенной проблемой является управление состоянием приложения, особенно при работе с большим объемом данных или при необходимости обеспечить синхронизацию состояния между различными частями интерфейса. Эти проблемы могут привести к снижению производительности, ухудшению пользовательского опыта и усложнению процесса разработки и поддержки.

4. Паттерны разработки клиентских приложений

Современные веб приложения чаще всего создаются в форме SPA (Single Page Application) – веб-сайтов, в которых используется только один HTML-документ в качестве оболочки для всех веб-страниц. Этот HTML-документ организовывает взаимодействие с пользователем через динамически подгружаемые HTML-коды, CSS-стили и JavaScript-код посредством фреймворков, базирующихся на концепции компонентов (например, React), и AJAX. Благодаря такому подходу стало возможно реализовывать и применять новые паттерны разработки клиентских приложений. Например, компонентный подход, который сейчас реализует большинство популярных инструментов для разработки фронтенда, позволяет разбивать пользовательский интерфейс на независимые компоненты, что упрощает управление кодом, повторное использование и тестирование. Кроме того, современные подходы к управлению состоянием приложения, например, Redux или Pinia, позволяют отслеживать глобальное состояние приложения и реактивно обновлять все компоненты интерфейса, которые зависят от обновленных данных. Кроме того, модульность и масштабируемость становятся более доступными благодаря применению современных архитектурных паттернов, таких как архитектура микрофронтендов, которая позволяет разрабатывать приложения в виде независимых элементов, облегчая их развертывание и масштабирование. Все это способствует созданию более гибких, производительных и легко поддерживаемых веб-приложений [2].

Одной из первых прорывных технологий разработки клиентских приложений стал компонентный подход. Он предлагает разделить пользовательский интерфейс на независимые, многократно используемые части и думать о каждой части в отдельности. Каждый компонент представляет собой логическую единицу, обладающую определенной функциональностью и внешним видом. Такой подход позволяет разработчикам строить приложение из множества переиспользуемых блоков, что способствует упрощению процесса разработки, облегчает поддержку кода и улучшает его читаемость. Более того, компонентный подход способствует модульности и масштабируемости приложения, позволяя быстро вносить изменения в отдельные компоненты без воздействия на остальную часть приложения [3].

Управление состоянием в контексте фронтенда является ключевым аспектом при разработке сложных и интерактивных веб-приложений. Состояние приложения может включать в себя различные данные, такие как информация о пользователе, текущий выбор в интерфейсе или результаты асинхронных операций. Эффективное управление состоянием позволяет обеспечить согласованность данных и интерфейса, а также обеспечить отзывчивость приложения на действия пользователя. Современные подходы к управлению состоянием, такие как использование контейнеров состояния, паттерн управления состоянием Flux и библиотеки управления состоянием, такие как Redux или Vuex, предлагают инструменты для эффективного управления сложным состоянием приложения и обеспечивают его надежность и масштабируемость [4].

5. Современные тенденции в архитектуре клиентских приложений

В современной архитектуре фронтенда наблюдаются несколько значимых тенденций и направлений развития, среди которых выделяется концепция микрофронтендов. Микрофронтенды – это подход к разработке веб-приложений, в котором пользовательский интерфейс разбивается на независимые и масштабируемые части, называемые микрофронтендами. Каждый микрофронтенд является отдельным приложением, разрабатываемым, развертываемым и масштабируемым независимо от других частей интерфейса. Этот подход позволяет распределить разработку между небольшими и специализированными командами, ускоряет развертывание и обновления приложения, а также обеспечивает лучшую изоляцию компонентов и уменьшает вероятность взаимного влияния изменений. Более того, кодовая база каждого из таких микрофронтендов меньше, чем кодовая база крупного монолитного приложения, что облегчает тестирование и контроль качества кода. Такой подход становится особенно актуальным в условиях развития микросервисной архитектуры, где микрофронтенды могут взаимодействовать с соответствующими микросервисами, обеспечивая гибкость и масштабируемость всего приложения [5].

6. Заключение

Фронтенд в контексте разработки пользовательского программного обеспечения играет важную роль, поскольку является тем, что пользователи видят, и с чем они непосредственно взаимодействуют. Он обеспечивает интерфейс для работы клиента с приложением, отображает данные, обрабатывает пользовательский ввод и обеспечивает навигацию по приложению. Из-за важности роли фронтенда относительно удержания посетителей сайта, клиентские приложения должны удовлетворять требованиям доступности, производительности и безопасности. Таким образом, эффективная архитектура фронтенда становится необходимым условием для создания успешных и конкурентоспособных веб-приложений.

Современная архитектура фронтенда в веб-разработке представляет собой комплексный подход к проектированию и организации приложений, ориентированный на обеспечение эффективной разработки, развертывания и сопровождения командой разработчиков. В современной архитектуре фронтенда акцент делается на скорость разработки и масштабируемость, что крайне важно в условиях постоянно растущей сложности веб-проектов.

Список литературы

  1. История одной технологии: [сайт]. – Москва, 2023 – . – URL: https://habr.com/ru/companies/geekbrains/articles/277957/ (дата обращения: 14.02.2024). – Текст: электронный.
  2. Газизуллин Нафис Инсафович, Плещинская Ирина Евгеньевна Разработка клиентской части веб-приложения с использованием технологий spa // StudNet. 2020. №8. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/razrabotka-klientskoy-chasti-veb-prilozheniya-s-ispolzovaniem-tehnologiy-spa (дата обращения: 14.02.2024).
  3. Components and Props: [сайт]. – 2023. – URL: https://legacy.reactjs.org/docs/components-and-props.html (дата обращения: 03.12.2023). – Текст: электронный.
  4. FLUX: [сайт]. – 2023 – . – URL: https://facebookarchive.github.io/flux/ (дата обращения: 02.2023). – Текст: электронный.
  5. Берьянов М. С., Монченко А. С., Дерябин А. Исследование микрофронтендной архитектуры - инструменты и рекомендованные практики использования // Столыпинский вестник. 2022. №10. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/issledovanie-mikrofrontendnoy-arhitektury-instrumenty-i-rekomendovannye-praktiki-ispolzovaniya (дата обращения: 14.02.2024).

Интересная статья? Поделись ей с другими: