Раскрытая книга с текстом и картинками, рядом рука держит свиток
Иллюстрация: Кира Кустова

Виды веб-приложений

Разбираем основные способы организации веб-приложения и чем они отличаются.

Время чтения: 9 мин

Кратко

Секция статьи "Кратко"

Все веб-приложения делаются с помощью одних и тех же технологий: HTML, CSS и JavaScript. Однако есть много способов организации работы приложения. Выбор способа зависит от цели приложения и пользовательского опыта, которого мы хотим добиться. Хотя основных подхода всего два: многостраничные приложения и Single Page Applications, каждый из них делится на подвиды.

Статические многостраничные приложения состоят из набора статичных страниц. Их просто разрабатывать, но если страниц становится много (сотни и тысячи), или данные на странице меняются, то придётся генерировать их на лету. Для этого нужно подключать сервер и писать дополнительный код. На каждый переход нужно генерировать и загружать новую страницу, а это занимает время.

Одностраничные приложения (SPA) дают возможность разрабатывать клиентские приложения со сложной логикой с помощью JavaScript. В этом подходе отрисовкой содержимого на странице управляет JavaScript. Переходы между экранами будут мгновенными, и пользователь сразу увидит результат своих действий. Однако такой подход создаёт новые проблемы. Как не загружать в браузер слишком много кода? Как обеспечить хорошую производительность? Где рендерить приложение: только на клиенте или на сервере?
Разработка таких приложений часто сложнее, так как может потребовать знания различных инструментов и фреймворков.

Многостраничные приложения

Секция статьи "Многостраничные приложения"

Многостраничные приложения – это набор статичных веб-страниц, которые связаны между собой с помощью ссылок. При клике на ссылки происходит переход между страницами, что ведёт к полному обновлению страницы в браузере. Это одно из наиболее значимых отличий от SPA, о нем поговорим отдельно.

Для начала выделим два основных вида многостраничных приложений:

  • Набор готовых свёрстанных страниц, которые лежат на сервере и вместе с ними находятся и другие статичные файлы (CSS, JavaScript и картинки). Сервер отдаёт эти файлы по заранее настроенным путям.
  • Динамическая генерация HTML на сервере. Чаще всего такое решение можно встретить на языках программирования PHP, Python и Ruby. При каждом запросе сервер запускает скрипт генерации HTML-страницы. Скрипт может взять данные из базы данных, произвести вычисления и собрать готовый HTML-код страницы.

Готовые веб-страницы

Секция статьи "Готовые веб-страницы"

Подходят, если нужно собрать несколько связанных страниц, которые, по большей части, будут содержать статичную информацию, с которой пользователь может мало взаимодействовать. Например, лендинг – это веб-сайт, который представляет информацию о компании, товарах или продукте.

Разработка при таком подходе обычно самая простая. Рядом складываются несколько html-файлов, в которых содержится вся необходимая вёрстка и дополнительные CSS/JavaScript файлы, подключённые к странице. В продвинутом варианте можно переиспользовать части кода с помощью шаблонизаторов (например, Pug) и собрать сайт по кусочкам используя сборщики (Gulp, Rollup, Webpack и др.). В результате на сервер попадёт набор статичных файлов, которые будут раздаваться с помощью веб-сервера (Nginx, Apache).

Преимущество такого подхода — это отличная производительность. Статичные страницы и файлы легко кэшировать с помощью браузера, CDN или Service Worker.

схема для подхода статических веб-страниц

Динамическая генерация HTML

Секция статьи "Динамическая генерация HTML"

Динамическая генерация HTML страницы часто использовалась до изобретения Single Page подхода. Так до сих пор работает большинство форумов, интернет-магазинов, а так же большие приложения, как Facebook или ВКонтакте.

Особенность этого подхода в использовании серверных языков программирования (например, PHP или Ruby), чтобы генерировать итоговый HTML страницы, собирая его из разных частей и обогащая данными.

Например, пользователь перешёл на страничку со списком друзей:

  1. Сервер получает запрос.
  2. Идёт в базу данных, выбирает список друзей и вспомогательные данные.
  3. По шаблону собирает HTML.
  4. Отправляет HTML в виде ответа на запрос.

Пользователь сразу получает сгенерированную страницу со списком друзей. Если добавить новых друзей и зайти на страничку ещё раз, то результат будет другой, ведь список друзей изменился.

Использование сервера для генерации содержимого позволяет не нагружать клиентский код сложной логикой, а значит итоговый размер страницы будет меньше. При этом статичные части приложения и целые куски страниц можно так же легко кэшировать.

схема для подхода динамических веб-страниц

При всех плюсах многостраничных приложений, все они страдают от одного главного недостатка: при переходе между страницами браузер полностью обновляет содержимое, из-за чего нельзя создать полноценный опыт взаимодействия «как в приложении»: незакэшированным страницам нужно время для загрузки, а значит не будет мгновенного перехода; будет сбиваться положение полосы прокрутки и т.д.

В стремлении решить эти проблемы и создать полноценный опыт приложений веб-разработчики изобрели одностраничные приложения.

Single page applications (SPA)

Секция статьи "Single page applications (SPA)"

Одностраничные приложения (сокращённо SPA) состоят из одной страницы, а всю остальную работу (создание содержимого, переход между экранами и получение данных) выполняет JavaScript. Такой подход позволяет создать полноценный опыт приложения: переходы между экранами происходят мгновенно, можно давать пользователю визуальный ответ, пока данные загружаются асинхронно с помощью API.

Разработка одностраничных приложений имеет богатую экосистему: фреймворки и библиотеки для создания интерфейсов, подходы к разработке, архитектурные паттерны. Одностраничные приложения делятся по месту начальной отрисовки страницы: в браузере (client side rendering) или на сервере (server side rendering).

Client Side Rendering (CSR)

Секция статьи "Client Side Rendering (CSR)"

В таком приложении вся отрисовка содержимого страницы, включая первую, происходит в браузере. Пользователь должен сначала загрузить весь JavaScript, и только после этого что-то сможет отрисоваться. До этого момента страница будет либо пустой, либо будет содержать статическую заглушку-лоадер.

пример пустой страницы при CSR

Это самым простой способ отображения SPA. Он подходит для небольших приложений, так как оно быстро загружается и запускается. Если кода много и приложение получается большим, пользователи со слабыми устройствами или медленным интернетом могут не дождаться загрузки и уйти.

SPA не работает без JavaScript. Если по какой-то причине пользователь отключил его в своём браузере, то одностраничное приложение не запустится вовсе.

Это требование особенно важно в контексте того, как поисковые сервисы индексируют SPA. Раньше поисковики не умели выполнять JavaScript и потому одностраничные приложения не попадали в результаты поиска. Сейчас ситуация изменилась, поисковые сервисы умеют исполнять JavaScript, но статические сайты до сих пор индексируются лучше.

схема Client Side Rendering

Server side rendering (SSR)

Секция статьи "Server side rendering (SSR)"

Чтобы пользователь не смотрел на пустую страницу в ожидании загрузки приложения, можно отдавать ему сгенерированный сервером HTML. Таким образом пользователь сразу получит ожидаемую страничку и начнёт её просматривать, пока основное приложение загружается и запускается.

Такой подход называется серверным рендерингом. Он помогает улучшить и пользовательский опыт, и позицию сайта в поисковиках. Поиск Google и Яндекса умеет исполнять JavaScript, но сайтам со статическим контентом отдаётся предпочтение.

Главное отличие такого подхода от рендеринга на клиенте — это сервер, который занимается рендерингом. Чаще всего это готовое решение на базе Node.js. Многие SPA-фреймворки имеют проверенные решения для быстрого старта приложения с серверным рендерингом. Например, Next.js для React или Nuxt для Vue.

Своё решение для SSR — непростая задача. Приходится учитывать множество факторов: как и куда сходить за данными, как правильно отрисовать приложение и много других деталей.

Дополнительная серверная часть может потребовать и дополнительной инфраструктуры, из-за чего разработка приложения с server side rendering будет сложнее.

схема Server Side Rendering

Static site generation (SSG)

Секция статьи "Static site generation (SSG)"

Статические генераторы сайтов позволяют создать приложение, используя статические данные и шаблонизатор. На выходе получается многостраничный сайт. Отличие от классического многостраничного сайта в том, что большинство инструментов для статической генерации поддерживают SPA-фреймворки. Это позволяет объединить плюсы статического и SPA мира.

Самый распространённый пример SSG — это персональный блог. У нас есть тексты статей, а с помощью шаблонизатора эти статьи превращаются в готовые html-странички. Эта страничка и сама Дока, которую вы сейчас читаете, разработана с помощью статической генерации.

Когда говорят об SSG, то часто упоминают Jamstack. Слово Jamstack — это объединение первых букв от слов JavaScript, API, Markdown и слова stack, что в данном случае означает «набор технологий». Технически Jamstack это подход к разработке сайтов и приложений основанный на перечисленных технологиях. Источником данных выступает Markdown (например текст статей блога), JavaScript вместе с React «оживляет» приложение, а с помощью API можно запрашивать наши данные.

Jamstack хорошо подходит для создания сайтов, наполненных статичным контентом, а SPA-фреймворки помогают создать хороший пользовательский опыт, получая при этом плюсы статических сайтов.

схема Static site generation

Progressive Web Applications (PWA)

Секция статьи "Progressive Web Applications (PWA)"

PWA это набор технологий, который позволяет превратить сайт в полноценное приложение. Такое приложение можно установить из браузера себе на компьютер или на телефон. Эта трансформация позволяет веб-приложениям функционировать почти как нативные, например, работать в офлайне или присылать уведомления.

В PWA можно превратить практически любой сайт, главное чтобы он соответствовал требованиям и поддерживал необходимые технологии (Service Worker, HTTPS и так далее).

Конечно такое приложение нельзя считать полноценно нативным, здесь имеются все те же ограничения в веб-технологиях, но это отличная возможность превратить свой сайт в устанавливаемое приложение.

Заключение

Секция статьи "Заключение"

Мы рассмотрели самые распространённые виды веб-приложений, не углубляясь в детали их реализации. Каждый из описанных подходов имеет свои особенности, и потому выбор стоит делать исходя из целей, которые хочется достичь.

Например, переход между многостраничным может быть затруднён если есть проблемы с сетью, при этом одностраничное приложение может продолжать работать и переходить по страницам. Но одностраничные приложения так же могут страдать от проблем с производительностью.

Эти знания должны стать хорошим путеводителем в выборе подходящего типа приложения.