Inselarchitektur

Astro hat dazu beigetragen, ein neues Frontend-Architekturmuster namens Inselarchitektur zu entwickeln und zu verbreiten. Bei der Inselarchitektur wird der Großteil der Seite als schnelles, statisches HTML gerendert, wobei kleinere „Inseln“ von JavaScript hinzugefügt werden, wenn Interaktivität oder Personalisierung auf der Seite erforderlich ist (z. B. ein Bildkarussell). Dadurch werden die monolithischen JavaScript-Payloads vermieden, die die Reaktionsfähigkeit vieler anderer moderner JavaScript-Webframeworks beeinträchtigen.

Eine kurze Geschichte

Der Begriff „Komponenteninsel“ wurde erstmals 2019 von Etsy’s Frontend-Architektin Katie Sylor-Miller geprägt. Diese Idee wurde dann vom Preact-Erfinder Jason Miller am 11. August 2020 erweitert und in diesem Beitrag dokumentiert.

Die allgemeine Idee einer „Insel“-Architektur ist täuschend einfach: Man rendert HTML-Seiten auf dem Server und fügt Platzhalter oder Slots um hochdynamische Bereiche herum ein […], die dann auf dem Client in kleine, in sich geschlossene Widgets „hydriert“ werden können, die ihr vom Server gerendertes Ausgangs-HTML wiederverwenden.

Jason Miller, Erfinder von Preact

Die Technik, auf der dieses Architekturmuster aufbaut, ist auch als partielle oder selektive Hydrierung bekannt.

Im Gegensatz dazu hydrieren und rendern die meisten JavaScript-basierten Web-Frameworks eine gesamte Website als eine große JavaScript-Anwendung (auch bekannt als Single-Page-Application oder SPA). SPAs sind einfach und leistungsstark, leiden aber aufgrund der starken Nutzung von JavaScript auf der Client-Seite unter Leistungsproblemen beim Laden der Seite.

SPAs haben ihren Platz, sogar eingebettet in eine Astro-Seite. Aber SPAs fehlt die Fähigkeit, selektiv und strategisch zu hydrieren, was sie für die meisten Projekte im Web heute zu einer schwerfälligen Wahl macht.

Astro wurde als erstes Mainstream-JavaScript-Webframework mit integrierter selektiver Hydrierung bekannt, welches das von Sylor-Miller geprägte Muster der Komponenteninseln verwendet. Seitdem haben wir Sylor-Millers ursprüngliche Arbeit erweitert und weiterentwickelt, die dazu beigetragen hat, einen ähnlichen Komponenteninsel-Ansatz für dynamisch vom Server gerenderte Inhalte zu inspirieren.

Was ist eine Astro-Insel?

In Astro ist eine Insel eine erweiterte UI-Komponente auf einer ansonsten statischen HTML-Seite.

Eine Client-Insel ist eine interaktive JavaScript-UI-Komponente, die getrennt vom Rest der Seite hydriert wird, während eine Server-Insel eine UI-Komponente ist, die ihren dynamischen Inhalt getrennt vom Rest der Seite auf den Server überträgt.

Beide Inseln führen teure oder langsamere Prozesse unabhängig voneinander aus, und zwar für jede einzelne Komponente, um das Laden der Seite zu optimieren.

Inselkomponenten

Astro-Komponenten sind die Bausteine für deine Seitenvorlage. Sie werden zu statischem HTML ohne clientseitige Laufzeit gerendert.

Stell dir eine Client-Insel als ein interaktives Widget vor, das in einem Meer von ansonsten statischem, leichtgewichtigem, servergerendertem HTML schwimmt. Server-Inseln können für personalisierte oder dynamische Server-gerenderte Elemente hinzugefügt werden, z. B. für das Profilbild eines eingeloggten Besuchers

Statische Inhalte wie Text, Bilder, etc.

Bilderkarussell (interaktive Insel)

Quelle: Inselarchitektur: Jason Miller

Eine Insel läuft immer isoliert von anderen Inseln auf der Seite, und es können mehrere Inseln auf einer Seite existieren. Die Client-Inseln können dennoch ihren „State“ gemeinsam nutzen und miteinander kommunizieren, auch wenn sie in unterschiedlichen Komponentenkontexten laufen.

Dank dieser Flexibilität kann Astro mehrere UI-Frameworks wie React, Preact, Svelte, Vue und SolidJS unterstützen. Da sie unabhängig voneinander sind, kannst du sogar mehrere Frameworks auf einer Seite mischen.

Client-Inseln

Standardmäßig rendert Astro automatisch jede UI-Komponente nur in HTML und CSS und entfernt automatisch alle clientseitigen JavaScript.

<MyReactComponent />

Das mag streng klingen, aber dieses Verhalten sorgt dafür, dass Astro-Websites standardmäßig schnell sind und schützt Entwickler davor, versehentlich unnötiges oder unerwünschtes JavaScript zu senden, das ihre Website verlangsamen könnte.

Um eine beliebige statische UI-Komponente in eine interaktive Insel zu verwandeln, brauchst du nur eine client:*-Direktive. Astro baut dann automatisch dein clientseitiges JavaScript auf und bündelt es für eine optimierte Leistung.

<!-- Diese Komponente ist jetzt interaktiv auf der Seite!
     Der Rest deiner Website bleibt statisch. -->
<MyReactComponent client:load />

Bei Inseln wird clientseitiges JavaScript nur für die expliziten interaktiven Komponenten geladen, die du mit client:*-Direktiven markierst.

Und weil die Interaktion auf Komponentenebene konfiguriert wird, kannst du für jede Komponente unterschiedliche Ladeprioritäten festlegen, je nachdem, wie sie genutzt wird. Zum Beispiel sagt client:idle, dass eine Komponente geladen werden soll, wenn der Browser inaktiv ist, und client:visible sagt, dass eine Komponente nur geladen werden soll, wenn sie in den Viewport eintritt.

Vorteile von Client-Inseln

Leistungsvorteile sind die offensichtlichsten Vorteile von Astro-Inseln: der Großteil deiner Website wird in schnelles, statisches HTML umgewandelt und JavaScript wird nur für die einzelnen Komponenten geladen, die es benötigen. JavaScript ist im Ladevorgang eine der langsamsten Ressourcen, daher zählt jedes Byte.

Ein weiterer Vorteil ist das parallele Laden von Astro-Inseln. Im Beispiel-Schaubild oben muss die Insel „Bilderkarussell“ mit niedriger Priorität nicht die Insel „Header“ mit hoher Priorität blockieren. Beide werden parallel und isoliert geladen, was bedeutet, dass der Header sofort interaktiv wird, ohne auf das umfangreichere Bilderkarussell weiter unten auf der Seite warten zu müssen.

Noch besser ist, dass du Astro genau anweisen kannst, wie und wann die einzelnen Komponenten gerendert werden sollen. Wenn das Bildkarussell sehr aufwendig zu laden ist, kannst du eine spezielle Client-Direktive (EN) hinzufügen, die Astro anweist, das Karussell nur zu laden, wenn es auf der Seite sichtbar wird. Wenn der Benutzer es nie sieht, wird es auch nicht geladen.

Es liegt also an dir als Entwickler, Astro mitzuteilen, welche Komponenten deiner Website im Browser interaktiv sein sollen. Astro wird nur genau das hydratisieren, was auf der Seite benötigt wird, und den Rest deiner Website als statisches HTML belassen.

Client-Inseln sind das Geheimnis der schnellen Leistung von Astro!

Lies mehr über Verwendung von JavaScript-Framework-Komponenten in deinem Projekt.

Server-Inseln

Server-Inseln sind eine Möglichkeit, teuren oder langsamen serverseitigen Code aus dem Hauptrenderingprozess auszulagern, so dass es einfach ist, hochleistungsfähiges statisches HTML und dynamische servergenerierte Komponenten zu kombinieren.

Füge die Direktive server:defer (EN) zu jeder Astro-Komponente auf deiner Seite hinzu, um sie in eine eigene Server-Insel zu verwandeln:

---
import Avatar from '../components/Avatar.astro';
---
<Avatar server:defer />

Dadurch wird deine Seite in kleinere Bereiche mit vom Server gerenderten Inhalten aufgeteilt, die parallel geladen werden.

Der Hauptinhalt deiner Seite kann sofort mit Platzhalterinhalten, wie z. B. einem generischen Avatar, gerendert werden, bis der eigene Inhalt deiner Insel verfügbar ist. Mit Server-Inseln verzögert sich die Darstellung einer ansonsten statischen Seite nicht, wenn kleine Komponenten mit personalisierten Inhalten vorhanden sind.

Dieses Rendering-Muster wurde entwickelt, um portabel zu sein. Es ist nicht von einer Serverinfrastruktur abhängig und funktioniert daher mit jedem Host, von einem Node.js-Server in einem Docker-Container bis hin zu einem serverlosen Anbieter deiner Wahl.

Vorteile von Server-Inseln

Ein Vorteil von Server-Inseln ist die Möglichkeit, die dynamischeren Teile deiner Seite spontan zu rendern. Dadurch können die äußere Hülle und der Hauptinhalt aggressiver gecached werden, was zu einer schnelleren Leistung führt.

Ein weiterer Vorteil ist, dass du deinen Besuchern ein tolles Erlebnis bieten kannst. Serverinseln sind optimiert und werden schnell geladen, oft sogar bevor der Browser die Seite überhaupt gemalt hat. Aber in der kurzen Zeit, die deine Inseln zum Rendern brauchen, kannst du benutzerdefinierte Fallback-Inhalte anzeigen und verhindern, dass sich das Layout verschiebt.

Ein Beispiel für eine Website, die von den Astro-Server-Inseln profitiert, ist ein E-Commerce-Geschäft. Obwohl sich der Hauptinhalt der Produktseiten nur selten ändert, haben diese Seiten in der Regel einige dynamische Elemente:

Der Avatar des Nutzers in der Überschrift.
Sonderangebote und Verkäufe für das Produkt.
Nutzerbewertungen.

Durch die Verwendung von Serverinseln für diese Elemente sieht dein Besucher den wichtigsten Teil der Seite, dein Produkt, sofort. Generische Avatare, Ladespinner und Ladenankündigungen können als Fallback-Inhalte angezeigt werden, bis die personalisierten Teile verfügbar sind.

Lies mehr über die Verwendung von Server-Inseln (EN) in deinem Projekt.

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