Aplikacja jednostronicowa (SPA) to aplikacja internetowa, która jest prezentowana użytkownikowi za pośrednictwem pojedynczej strony HTML, aby była bardziej responsywna i dokładniej replikowała aplikację komputerową lub aplikację natywną.
SPA czasem przychodzi defiinterfejs pojedynczej strony (SPI).
Aplikacja jednostronicowa może pobrać cały kod HTML, JavaScript i CSS aplikacji podczas początkowego ładowania lub może dynamicznie ładować zasoby w celu aktualizacji w odpowiedzi na interakcję użytkownika lub inne zdarzenia.
Inne aplikacje internetowe przedstawiają użytkownikowi stronę główną połączoną z częściami aplikacji na oddzielnych stronach HTML, co oznacza, że użytkownik musi czekać na załadowanie nowej strony za każdym razem, gdy wysyła nowe żądanie.
Technologie
SPA używają HTML5 i Ajax (asynchroniczny JavaScript i XML), aby umożliwić płynne i dynamiczne odpowiedzi na żądania użytkowników, umożliwiając natychmiastową aktualizację treści, gdy użytkownik podejmie działanie. Po załadowaniu strony interakcje z serwerem odbywają się za pośrednictwem wywołań Ajax, a dane są zwracane, wykryte w formacie JSON (JavaScript Object Notation), aby odświeżyć stronę bez konieczności przeładowywania.
SPA w szczegółach
Aplikacje jednostronicowe są godne uwagi ze względu na możliwość przeprojektowania dowolnej części interfejsu użytkownika bez konieczności korzystania z serwera w obie strony w celu pobrania kodu HTML. Osiąga się to poprzez oddzielenie danych od prezentacji danych za pomocą warstwy modelu, która zarządza danymi, oraz warstwy widoku, która odczytuje dane z modeli.
Dobry kod powstaje w wyniku wielokrotnego rozwiązywania tego samego problemu lub jego refaktoryzacji. Zwykle proces ten ewoluuje w powtarzających się wzorcach, z jednym mechanizmem wykonującym konsekwentnie to samo.
Aby napisać łatwy do utrzymania kod, musisz pisać kod w prosty sposób. To ciągła walka, w rzeczywistości łatwo jest dodać złożoność (entlance/zależności), pisząc kod w celu rozwiązania problemu; i łatwo jest rozwiązać problem w sposób, który nie zmniejsza złożoności.
Przestrzenie nazw są tego przykładem.
Aplikacje jednostronicowe (SPA) Porównanie aplikacji wielostronicowych (MPA).
Aplikacje wielostronicowe (MPA) zawierają wiele stron ze statycznymi danymi i łączami do innych witryn. HTML i CSS to główne technologie wykorzystywane do tworzenia stron internetowych MPA. Mogą używać JavaScript, aby zmniejszyć obciążenie i zwiększyć szybkość. Organizacje oferujące szeroki zakres usług, takie jak sklepy internetowe, powinny rozważyć zastosowanie MPA, ponieważ ułatwia ono łączenie się z różnymi bazami danych użytkowników.
Aplikacje jednostronicowe różnią się od aplikacji wielostronicowych w następujący sposób:
- Proces rozwoju: Podczas tworzenia MPA nie potrzebujesz biegłości w JavaScript, w przeciwieństwie do SPA. Jednak połączenie front-endów i back-endów w MPA oznacza, że te miejsca wymagają stosunkowo dłuższego czasu budowy niż SPA.
- velocità: MPA działają stosunkowo wolniej, co wymaga ładowania każdej nowej strony od zera. Jednak SPA ładują się znacznie szybciej po pierwszym pobraniu, ponieważ przechowują dane w pamięci podręcznej do późniejszego wykorzystania.
- optymalizacja wyszukiwarki: Wyszukiwarki mogą łatwo indeksować strony internetowe za pomocą MPA. MPA mają więcej stron indeksowanych przez wyszukiwarki, aby generować lepsze rankingi SEO. Zawartość każdej strony jest również statyczna, co czyni ją bardziej dostępną. Natomiast SPA mają stronę z jednym unikalnym adresem URL (Uniform Resource Locator). Używają również JavaScript, który nie jest poprawnie indeksowany przez większość wyszukiwarek. To sprawia, że rankingi SEO dla SPA są trudniejsze.
- Bezpieczeństwo: W MPA musisz indywidualnie zabezpieczyć każdą stronę internetową. Jednak SPA są bardziej podatne na ataki hakerów. Ale przy odpowiednim podejściu zespoły programistyczne mogą poprawić bezpieczeństwo aplikacji.
Ponieważ coraz więcej firm migruje do SPA, roboty indeksujące i wyszukiwarki będą ewoluować, aby lepiej je indeksować. Biorąc pod uwagę jego szybkość, pozostaje tylko kwestią czasu, kiedy SPA staną się podstawową opcją do tworzenia aplikacji internetowych. Wtedy przewaga MPA nad SPA zacznie zanikać.
Kiedy używać aplikacji jednostronicowych?
Istnieje pięć scenariuszy, w których takie aplikacje są najbardziej odpowiednie:
- Użytkownicy, którzy chcą rozwijać stronę internetową z dynamiczną platformą i mniejszymi wolumenami danych, mogą skorzystać ze SPA.
- Użytkownicy planujący zbudowanie aplikacji mobilnej na swoją stronę internetową mogą również rozważyć skorzystanie ze SPA. Mogą korzystać z interfejsu API zaplecza (Application Programming Interface) dla witryny i aplikacji mobilnej.
- Architektura SPA nadaje się do budowania sieci społecznościowych, takich jak Facebook, platformy SaaS i zamknięte społeczności, ponieważ wymagają one mniej SEO.
- Użytkownicy, którzy chcą zaoferować swoim konsumentom bezproblemową interakcję, powinni również korzystać ze SPA. Konsumenci mogą również uzyskiwać dostęp do aktualizacji na żywo danych przesyłanych strumieniowo i wykresów.
- Użytkownicy, którzy chcą zapewnić spójne, natywne i dynamiczne wrażenia użytkownika na różnych urządzeniach, systemach operacyjnych i przeglądarkach.
Dobry zespół powinien dysponować budżetem, narzędziami i czasem, aby stworzyć wysokiej jakości aplikację jednostronicową. Zapewni to niezawodne i wydajne SPA, które nie doświadcza przestojów związanych z ruchem.
Architektura aplikacji jednostronicowych
Aplikacje jednostronicowe wchodzą w interakcję z odwiedzającymi, ładując i pracując na bieżącej stronie, eliminując potrzebę ładowania wielu stron internetowych z serwera.
Strony internetowe ze SPA składają się z pojedynczego linku URL. Zawartość jest pobierana, a określone komponenty interfejsu użytkownika (UI) są aktualizowane po kliknięciu. Doświadczenie użytkownika jest ulepszone, ponieważ użytkownik może wchodzić w interakcje z bieżącą stroną, gdy nowa zawartość jest pobierana z serwera. Po odświeżeniu części bieżącej strony są aktualizowane o nową zawartość.
Początkowe żądanie klienta w SPA ładuje aplikację i wszystkie jej odpowiednie zasoby, takie jak HTML, CSS i JavaScript. Początkowy plik ładowania może mieć znaczenie w przypadku złożonych aplikacji i powodować wolniejszy czas ładowania. Interfejs programowania aplikacji (API) pobiera nowe dane, gdy użytkownik porusza się po SPA. serwer odpowiada tylko danymi w formacie JSON (JavaScript Object Notation). Po otrzymaniu tych danych przeglądarka odświeża widok aplikacji, który widzi użytkownik bez przeładowywania strony.
Architektura aplikacji jednostronicowych obejmuje technologie renderowania po stronie serwera i klienta. Witryna jest wyświetlana i prezentowana użytkownikowi za pośrednictwem renderowania po stronie klienta (CSR), renderowania po stronie serwera (SSR) lub generatora witryn statycznych (SSG).
- Renderowanie po stronie klienta (CSR)
W przypadku renderowania po stronie klienta przeglądarka wysyła do serwera żądanie pliku HTML i otrzymuje podstawowy plik HTML z dołączonymi skryptami i stylami. Podczas wykonywania kodu JavaScript użytkownik widzi pustą stronę lub obraz programu ładującego. SPA pobiera dane, tworzy wizualizacje i przesyła dane do Document Object Model (DOM). Następnie SPA jest przygotowywane do użytku. CSR jest często najdłuższą z trzech alternatyw i czasami może przytłoczyć przeglądarkę ze względu na duże wykorzystanie zasobów urządzenia podczas przeglądania treści. Ponadto CSR jest świetną alternatywą dla witryn o dużym natężeniu ruchu, ponieważ przedstawia informacje konsumentom bez nadmiernej komunikacji z serwerem, co skutkuje szybszym doświadczeniem użytkownika.
- Renderowanie po stronie serwera (SSR)
Podczas renderowania po stronie serwera przeglądarki żądają pliku HTML z serwera, który pobiera żądane dane, renderuje SPA i tworzy plik HTML dla aplikacji w ruchu. Dostępny materiał jest następnie prezentowany użytkownikowi. Architektura SPA jest potrzebna do dołączania zdarzeń, tworzenia wirtualnego DOM i wykonywania dalszych operacji. Następnie SPA jest przygotowywane do użytku. SSR sprawia, że program jest szybki, ponieważ łączy w sobie szybkość SPA z nieobciążaniem przeglądarki użytkownika.
- Generator witryn statycznych (SSG)
W statycznym narzędziu do tworzenia witryn przeglądarki natychmiast wysyłają do serwera żądanie pliku HTML. Strona jest wyświetlana użytkownikowi. SPA pobiera dane, generuje widoki i zapełnia obiektowy model dokumentu (DOM). Następnie SPA jest gotowe do użytku. Wnioskując z nazwy, SSG są najbardziej odpowiednie dla stron statycznych. Zapewniają statyczne strony z dobrą i szybką opcją. W przypadku witryn z dynamiczną zawartością zaleca się użytkownikom wybranie jednej z dwóch pozostałych opcji renderowania informacji.
Zalety aplikacji jednostronicowych
Duże firmy, takie jak Meta, YouTube i Netflix, przeniosły się z aplikacji wielostronicowych do aplikacji jednostronicowych. SPA oferują płynniejsze wrażenia użytkownika, wyższą wydajność i szybkość reakcji. Poniżej przedstawiono korzyści płynące z używania aplikacji jednostronicowych.
- Funkcja buforowania
Aplikacja jednostronicowa wysyła pojedyncze żądanie do serwera podczas pierwszego pobierania i zapisuje wszystkie otrzymane dane. Konsumenci mogą w razie potrzeby wykorzystać otrzymane dane do pracy w trybie offline, co jest wygodniejsze dla użytkowników, ponieważ pozwala im zużywać mniej zasobów danych. Ponadto, gdy klient ma słabe połączenie z Internetem, lokalne dane mogą być synchronizowane z serwerem, jeśli pozwala na to połączenie LAN.
- Szybki i responsywny
Korzystanie z SPA może poprawić szybkość witryny, ponieważ odświeża tylko żądaną treść zamiast odświeżać całą stronę. SPA ładują pomniejszy plik JSON zamiast nowej strony. Plik JSON zapewnia większą szybkość ładowania i wydajność. Powoduje to natychmiastowy dostęp do wszystkich cech i funkcji strony bez żadnych opóźnień. To ogromny plus, ponieważ czas ładowania strony internetowej może znacząco wpłynąć na przychody i sprzedaż.
SPA pozwalają na płynne przejścia, natychmiast udostępniając wszystkie informacje na stronie. Witryna nie wymaga aktualizacji, dzięki czemu jej procesy są wydajniejsze niż w przypadku typowych aplikacji internetowych.
Również w przypadku SPA, zasobów, takich jak HTML, CSS i skrypty Java zostaną one pobrane tylko raz w życiu aplikacji. Tylko niezbędne dane są wymieniane tam iz powrotem.
Strony ze SPA pozwalają również użytkownikom na szybszą nawigację dzięki buforowaniu i zmniejszonym wolumenom danych. Tylko niezbędne dane są przesyłane w obie strony i pobierane są tylko brakujące części zaktualizowanej treści.
- Debugowanie z Chrome
Debugowanie wykrywa i usuwa błędy, błędy i luki w zabezpieczeniach aplikacji internetowych, które spowalniają wydajność. Debugowanie SPA jest łatwe dzięki narzędziom programistycznym Chrome. Deweloperzy mogą kontrolować renderowanie kodu JS z przeglądarki, debugować SPA bez przeglądania wielu linii kodu.
SPA są zbudowane na frameworkach JavaScript, takich jak AngularJS i narzędzia programistyczne React, co ułatwia ich debugowanie za pomocą przeglądarek Chrome.
Narzędzia programistyczne pozwalają programistom zrozumieć, w jaki sposób przeglądarka będzie żądać danych z serwerów, przechowywać je w pamięci podręcznej i jak wyświetlać elementy strony. Ponadto narzędzia te pozwalają programistom monitorować i analizować elementy strony, operacje sieciowe i powiązane dane.
- Szybki rozwój
Podczas procesu programowania front-end i back-end SPA mogą być rozdzielone, co pozwala dwóm lub większej liczbie programistów pracować równolegle. Zmiana frontendu lub backendu nie wpływa na drugi koniec, promując w ten sposób szybszy rozwój.
Deweloperzy mogą ponownie używać kodu po stronie serwera i oddzielać SPA od frontowego interfejsu użytkownika. Oddzielona architektura w SPA oddziela wyświetlacze front-end i usługi back-end. Pozwala to programistom zmieniać perspektywy, budować i eksperymentować bez wpływu na zawartość lub martwienia się o technologię zaplecza. Dzięki temu klienci mogą korzystać z tych aplikacji w spójny sposób.
- Ulepszone wrażenia użytkownika
Dzięki SPA użytkownicy uzyskują natychmiastowy dostęp do przeglądanych stron z całą zawartością naraz. Jest to wygodniejsze, ponieważ użytkownicy mogą przewijać wygodnie i płynnie. To przypomina korzystanie z natywnej aplikacji komputerowej lub mobilnej.
SPA zapewniają pozytywny UX z wyraźnym początkiem, środkiem i zakończeniem. Ponadto użytkownicy mogą dotrzeć do żądanej treści bez klikania wielu linków, jak w MPA. Odnotowujesz niższe współczynniki odrzuceń, gdy użytkownicy uzyskują natychmiastowy dostęp do informacji, w przeciwieństwie do MPA, gdzie użytkownicy są sfrustrowani, ponieważ ładowanie stron zajmuje dużo czasu. Nawigacja jest również szybsza, ponieważ elementy strony są ponownie wykorzystywane.
- Konwersja do aplikacji IOS i Android
Deweloperzy, którzy chcą przejść na aplikacje na iOS i Androida, powinni używać SPA, ponieważ są one stosunkowo łatwiejsze do konwersji. Mogą użyć tego samego kodu, aby przejść ze SPA do aplikacji mobilnych. Ponieważ cały kod jest dostarczany w jednym wystąpieniu, SPA są łatwe w nawigacji, co czyni je idealnymi dla aplikacji mobilnych.
- Kompatybilność między platformami
Deweloperzy mogą używać pojedynczej bazy kodu do tworzenia aplikacji, które mogą działać na dowolnym urządzeniu, przeglądarce i systemie operacyjnym. Zwiększa to doświadczenie konsumentów, którzy mogą korzystać ze SPA w dowolnym miejscu. Umożliwia także programistom i inżynierom DevOps tworzenie bogatych w funkcje aplikacji, w tym analiz w czasie rzeczywistym, podczas opracowywania aplikacji do edycji treści.
Wady
Pomimo wszystkich zalet aplikacji jednostronicowych, przy stosowaniu frameworków SPA pojawiają się pewne wady. Na szczęście trwają prace nad przezwyciężeniem tych problemów za pomocą SPA. Poniżej znajduje się kilka wad;
- Optymalizacja wyszukiwarek (SEO)
Powszechnie uważa się, że aplikacje jednostronicowe nie nadają się do SEO. Większość wyszukiwarek, takich jak Google czy Yahoo, od jakiegoś czasu nie może indeksować witryn SPA w oparciu o interakcje Ajax z serwerami. W rezultacie większość z tych obiektów SPA pozostała niezaindeksowana. Obecnie boty Google zostały nauczone, jak używać JavaScript zamiast zwykłego HTML do indeksowania witryn SPA, co szkodzi rankingom.
Próba dopasowania SEO do gotowej strony SPA jest trudna i kosztowna. Deweloperzy muszą zbudować oddzielną stronę internetową, renderowaną przez serwer wyszukiwarki, co jest nieefektywne i wymaga dużej ilości dodatkowego kodu. Można również zastosować inne techniki, takie jak wykrywanie cech i wstępne renderowanie. W obiektach SPA pojedynczy adres URL dla każdej strony ogranicza możliwości SEO SPA.
- Nawigacja przyciskami wstecz i do przodu
Przeglądarki zapisują informacje, aby pomóc w szybkim ładowaniu stron internetowych. Kiedy konsumenci klikają przycisk Wstecz, większość oczekuje, że strona będzie w stanie podobnym do tego, kiedy ją ostatnio oglądali, i że przejście nastąpi szybko. Tradycyjne architektury internetowe pozwalają na to, korzystając z buforowanych kopii witryny i powiązanych zasobów. Jednak w naiwnej implementacji SPA naciśnięcie przycisku Wstecz ma taki sam efekt jak kliknięcie łącza. Powoduje żądanie serwera, zwiększone opóźnienie i widoczne zmiany danych.
Aby spełnić oczekiwania użytkowników i zapewnić szybsze działanie, programiści SPA muszą naśladować funkcjonalność natywnych przeglądarek za pomocą JavaScript.
- Przewiń lokalizację
Przeglądarki przechowują informacje, takie jak ostatnia pozycja przewijania odwiedzonych stron. Jednak użytkownicy mogą zauważyć, że pozycje przewijania uległy zmianie podczas nawigacji w SPA za pomocą przycisków wstecz i do przodu przeglądarki. Na przykład na Facebooku czasami użytkownicy przewijają wstecz do swoich ostatnich pozycji przewijania, ale czasami nie. Powoduje to nieoptymalne wrażenia użytkownika, ponieważ musi on ręcznie wznawiać przewijanie z powrotem do poprzedniej pozycji przewijania.
Aby rozwiązać ten problem, programiści muszą zapewnić kod, który zapisuje, pobiera i monituje o prawidłową pozycję przewijania, gdy użytkownik przewija w tę iz powrotem.
- Analiza strony internetowej
Dodając kod analityczny do strony, użytkownicy mogą śledzić ruch na stronie. Jednak SPA utrudniają określenie, które strony lub treści są najbardziej popularne, ponieważ jest to tylko jedna strona. Musisz podać dodatkowy kod do analityki, aby śledzić pseudostrony podczas ich przeglądania.
- Problemy z bezpieczeństwem
OSO są bardziej podatne na ataki poprzez skrypty krzyżowe. Pozwalają konsumentom pobrać całą aplikację, narażając ich na więcej możliwości znalezienia luk w zabezpieczeniach poprzez inżynierię wsteczną. Aby rozwiązać ten problem, programiści muszą upewnić się, że cała logika po stronie klienta związana z bezpieczeństwem aplikacji internetowych, taka jak uwierzytelnianie i sprawdzanie poprawności danych wejściowych, jest podwojona na serwerze w celu weryfikacji. Ponadto programiści muszą zapewnić ograniczony dostęp oparty na rolach.
Konkludując
Aplikacje jednostronicowe wyznaczają kolejny krok w ewolucji aplikacji. Są szybsze, bardziej intuicyjne i można je zintegrować z zaawansowanymi funkcjami, takimi jak dostosowywanie. Dlatego najlepsze firmy z wieloma jednoczesnymi użytkownikami, takie jak Gmail, Netflix czy kanał informacyjny Facebooka, polegają na architekturze pojedynczej strony. Wdrażając tę technologię, firmy mogą uzyskać większą wartość ze swoich usług online i dokonać nowych postępów jako firma cyfrowa.
Ercole Palmeri
