Клиентская оптимизация *

Те телефоны, о которых идёт речь в заголовке, по-английски называют «feature phone». Они отличаются крайне скромными возможностями. Кроме того, они весьма доступны, так как стоят в районе $20-25. Их можно сравнить с облегчёнными версиями современных смартфонов. Такие телефоны позволяют сотням миллионов человек из развивающихся стран пользоваться веб-ресурсами.


Телефон Jio

Если в основе сайта лежат технологии, ориентированные на обеспечение высокой скорости его работы, то от этого выиграют все — и владельцы простых дешёвых телефонов, и те, кто смотрит веб-страницы со свежих мощных смартфонов.

Как вы уже могли понять из моих предыдущих статей, мне нравится использовать разработку игр как оправдание для демонстрации сложной математики, для которой в противном случае у большинства людей не было бы применения. И эта статья не исключение! Я хочу показать очень крутую технику, соответствующую любопытным для меня пунктам:

• процесс достаточно нагляден
• он намного быстрее, чем обычная техника, выполняющая ту же задачу
• он использует очень необычное свойство представления вещественных чисел в формате с плавающей запятой, что подразумевает, что...
• он не работает в классическом анализе. Чтобы этот алгоритм работал в теории, нужно попасть в удивительный мир неклассической математики! И если уж это не разбудило ваше любопытство, то я уж и не знаю, что ещё поделать.

Эта статья довольно длинная и теоретическая, потому что она требует глубоко изучить объяснения, так что не торопитесь и перечитывайте те части, которые показались вам не столь очевидными с первого раза.

Немного о контексте (GPU)

Один из важных аспектов, на который стоит обращать внимание в разработке игр, а в более широком смысле — и в любой области с активным использованием графики — это пропускная способность GPU. Центральный процессор и GPU — отдельные физические устройства, и для обмена данными им требуется синхронизация. Если вы уже занимались параллельной обработкой, то знаете, что когда двум устройствам нужно синхронизироваться, это означает потерю значительного количества времени. Взаимодействие CPU-GPU в этом плане ничем не отличается, поэтому мы стремимся минимизировать передачу данных, как в количестве операций, так и в объёме передаваемых данных.

Давайте немного поговорим о том, как наблюдать за тем, какой объём ресурсов процессора потребляет JavaScript-код приложений. При этом предлагаю построить наш разговор вокруг компонентов — базовых строительных блоков приложения. При таком подходе любые усилия по улучшению производительности (или усилия по поиску причин замедления программ) можно сосредоточить на (хочется надеяться) маленьких самодостаточных фрагментах проекта. Я предполагаю при этом, что ваше фронтенд-приложение, как и многие другие современные проекты, создано путём сборки небольших фрагментов интерфейса, подходящих для многократного использования. Если это не так, то наши рассуждения можно будет применить и к другому приложению, но вам придётся найти собственный способ разделения своего крупномасштабного кода на фрагменты и надо будет подумать над тем, как анализировать эти фрагменты.

Недавно я столкнулся с многоминутными задержками на моей рабочей станции. После расследования выяснилось, что причина проблемы заключалась в блокировке, которая могла длиться по пять минут, во время которых источник блокировки в основном крутился в цикле из девяти инструкций.

Для меня очень важно подбирать хорошие заголовки для своих постов, но я сразу же вспомнил, что подходящее название «48 ядер заблокированы девятью инструкциями» уже занято [перевод на Хабре] постом, написанным меньше месяца назад. Количество заблокированных процессоров отличается, а цикл немного длиннее, но на самом деле всё это заставляет испытывать дежавю. Поэтому пока я объясняю новую найденную проблему, мне был хотелось поразмыслить над тем, почему это случается постоянно.

Почему это происходит?

Грубо говоря, такие проблемы возникают вследствие наблюдения, которое я назову Первым законом Доусона о вычислениях: O(n²) — это магнит для алгоритмов, которые плохо масштабируются: они достаточно быстры, чтобы попасть в продакшен, но достаточно медленны, чтобы всё портить, когда туда попадут.


O(n²) в действии — данные взяты из моего случая

Давным-давно мы, в деле кэширования, всецело полагались на браузеры. Разработчики в те дни почти никак не могли на это повлиять. Но потом появились прогрессивные веб-приложения (Progressive Web App, PWA), сервис-воркеры, API Cache. Внезапно случилось так, что в руках программиста оказались широкие полномочия, власть над тем, что попадает в кэш, и над тем, как оно туда попадает. Теперь мы можем кэшировать всё, что хотим… в этом-то и кроется потенциальная проблема.



Медиа-файлы, в особенности — изображения, это то, что в наши дни является основной составной частью размера типичной веб-страницы. Со временем ситуация лишь ухудшается. Для того чтобы повысить производительность страниц, мы пытаемся кэшировать как можно большие объёмы подобных данных. Но стоит ли это делать? В большинстве случаев — не стоит. Даже учитывая то, что в нашем распоряжении теперь есть все эти новомодные технологии, нам, для того, чтобы достичь высокой производительности веб-страниц, всё ещё необходимо придерживаться одного простого правила. Оно заключается в том, что запрашивать с сервера нужно лишь то, что нужно, стремясь при этом к тому, чтобы в ответе на каждый запрос приходило бы как можно меньше данных.

Мы стремимся к тому, чтобы наши проекты вызывали бы у посетителей лишь положительные ощущения. При этом нам не хотелось бы перегружать сетевые соединения и жёсткие диски пользователей. Это значит, что пришло время дать ход некоторым классическим практическим приёмам, поэкспериментировать со стратегиями кэширования медиаданных и изучить хитрости API Cache, которые скрыты в рукаве у сервис-воркеров.

Эффективная стратегия автоматизированного тестирования кода чрезвычайно важна для обеспечения быстрой и качественной работы команд программистов, занимающихся поддержкой и развитием веб-проектов. Автор статьи говорит, что в компании StackPath, в которой он работает, с тестированием сейчас всё обстоит благополучно. У них имеется множество инструментов для проверки кода. Но из такого разнообразия нужно выбрать то, что лучше всего подойдёт в каждом конкретном случае. Это — отдельная проблема. А после того, как нужные инструменты выбраны, надо ещё принять решение по поводу порядка их использования.

Автор материала говорит, что компанию StackPath устраивает тот уровень уверенности в качестве кода, которого удалось достичь благодаря применяемой системе тестирования. Здесь он хочет поделиться описанием принципов тестирования, выработанных в компании, и рассказать об используемых инструментах.

Сегодня публикуем перевод третьей части серии материалов об ускорении instagram.com. В первой части мы говорили о предварительной загрузке данных, во второй — об отправке данных клиенту по инициативе сервера. Здесь речь пойдёт о кэшировании.

Представьте себе такую картину: близится конец цикла разработки, ваша игра едва ползает, но в профайлере вы не можете найти очевидных проблемных мест. Кто же виноват? Паттерны произвольного доступа к памяти и постоянные промахи кеша. Пытаясь повысить производительность, вы пробуете распараллелить части кода, но это стоит героических усилий, и в конечном итоге из-за всей синхронизации, которую пришлось добавить, ускорение едва заметно. К тому же код настолько сложен, что исправление багов вызывает ещё больше проблем, и мысль о добавлении новых возможностей сразу отбрасывается. Звучит знакомо?

Такое развитие событий довольно точно описывает почти каждую игру, в разработке которой я участвовал на протяжении последних десяти лет. Причины заключаются не в языках программирования и не в инструментах разработки, и даже не в отсутствии дисциплины. По моему опыту, в большой степени в этом стоит винить объектно-ориентированное программирование (ООП) и окружающую его культуру. ООП может не помогать, а мешать вашим проектам!

Автор материала, перевод которого мы сегодня публикуем, говорит, что он, в середине сентября 2019, наконец-то завершил проект, которым занимался уже год. Целью этого проекта было сокращение размеров манифеста, необходимого для инициализации асинхронного JavaScript-конвейера Wikipedia. А именно, размер манифеста составлял 36 Кб. Его нужно было уместить в менее чем 28 Кб, что соответствует двум 14-килобайтным фрагментам последовательности интернет-пакетов.

Результатом этого проекта стала ежедневная экономия 4.3 терабайт трафика.

Сначала размер манифеста превышал 36 Кб, а после оптимизации его размер стал меньше 28 Кб

На графике показано постепенное уменьшение размеров манифеста. Речь идёт о сжатых данных (то есть это — чистая нагрузка на сеть, которую создаёт передача этих данных с сервера в браузер).

По мере того, как растёт сложность клиентских приложений, размеры их бандлов становятся всё больше и больше. В этой ситуации сильнее всего страдают люди, вынужденные, по разным причинам, пользоваться медленными интернет-соединениями. При этом с каждым днём всё становится только хуже.



Автор статьи, перевод которой мы сегодня публикуем, работает в Wix. Он хочет рассказать о том, как смог уменьшить размер одного бандла примерно на 80%, используя Webpack Analyzer и React Lazy/Suspense.

Любому программисту будет полезно понимание различных структур данных и способов анализа их производительности. Но на практике мне ни разу не пригождались АВЛ-деревья, красно-чёрные деревья, префиксные деревья, списки с пропусками, и т.д. Некоторые структуры данных я использую только для одного конкретного алгоритма и ни для чего больше (например, кучи для реализации очереди с приоритетом в алгоритме поиска пути A*).

В повседневной работе я обычно обхожусь на удивление малым количеством структур данных. Чаще всего мне пригождаются:

• Общие массивы данных (Bulk data) — способ эффективного хранения большого количества объектов.
• Слабые ссылки (Weak reference) (или дескрипторы (handle)) — способ обращения к объектам в bulk data без сбоев программы в случае, если объект удалён.
• Индексы — способ быстрого доступа к отдельным подмножествам в bulk data.
• Массивы массивов — способ хранения объектов bulk data с динамическими размерами.

Я посвящу несколько статей тому, как я обычно реализую все эти структуры. Давайте начнём с простейшей и самой полезной — bulk data.

Сегодня мы представляем вашему вниманию перевод второго материала из серии, посвящённой оптимизации instagram.com. Здесь речь пойдёт об улучшении механизма заблаговременного выполнения GraphQL-запросов и о повышении эффективности передачи HTML-данных клиенту.



→ Читать, затаив дыхание, первую часть

До недавнего времени я работал в команде Яндекс.Браузера и по следам этого опыта сделал доклад на конференции YaTalks. Доклад был о том, что у браузера под капотом и как ваши странички превращаются в пиксели на экране. Минимум фронтенда, только внутренности браузера, только хардкор.



— Всем привет, меня зовут Костя. Удивительно — сейчас я работаю в команде виртуальной сети Яндекс.Облака. До этого я пять с лишним лет проработал в команде Браузера, так что сегодня буду говорить о вещах, общих для нас с вами.

«Проводник тратит 700 мс на то, чтобы открыть контекстное меню панели задач. 75% этого времени он выполняет 114 801 операцию считывания из одного файла, средний объём считываемых данных 68 байт.

Мне стоит написать пост об этом, или достаточно саркастичного твита?»

За компьютером я работаю быстро, и поэтому меня раздражает, когда приходится ждать завершения операции, которая должна выполняться мгновенно. Постоянной помехой на моём сверхмощном домашнем ноутбуке стало медленное закрывание окон на панели задач. Я нажимаю правой клавишей на значок, жду, пока откроется меню, а затем выбираю «Закрыть окно». Самым медленным в этом процессе должны быть перемещения мыши, но выясняется, что наиболее долгим компонентом оказывается задержка перед появлением меню.

Это напрягало меня уже давно, но я проявлял нехарактерный мне самоконтроль и удерживался от раздражения. Так было до сегодняшнего дня, когда я наконец сорвался и схватился за трассировщик ETW.

Этот пост написан как проверка скоростного блогинга. От момента нахождения проблемы и саркастичного твита о ней до публикации поста прошло примерно 90 минут.

Лето выдалось холодным, а это хороший повод потратить дождливые деньки на просмотр пары-тройки лекций по frontend-разработке. 27 июня прошел первый SmartMail Meetup, посвященный фронтенду. С техническими докладами выступили сотрудники команды frontend-разработки Почты. Вместе с ними и еще 300 участниками мы обсудили, чем живут фронтендеры Mail.ru Group и каково это, работать с высоконагруженными сервисами.

Материал, перевод которого мы сегодня публикуем, посвящён рейтингу скорости сайтов, который можно вычислить с помощью Google PageSpeed Insights.

Ни для кого не секрет то, что скорость сайта в наше время стала одной из его важнейших характеристик. Чем быстрее сайт загружается и готовится к работе — тем выше может быть доход, который он приносит своему владельцу. Ускорение сайта означает снижение числа пользователей, которые, едва зайдя на этот сайт, покидают его, устав ждать загрузки его материалов. Особую значимость быстродействию сайта придаёт тот факт, что теперь показатели Google PageSpeed используются как один из факторов ранжирования сайтов в результатах поиска. В результате сегодня многие организации уделяют скорости своих сайтов самое пристальное внимание.

27 июня команда Почты Mail.ru проведёт SmartMail Meetup, посвященный frontend-разработке. В программе митапа — технические доклады о frontend-разработке Почты. Обсудим, чем живут фронтендеры Mail.ru и каково работать с высоконагруженными сервисами.

Автор материала, перевод которого мы сегодня публикуем, говорит, что хочет поделиться с читателями прогнозом, который касается развития веб-технологий на ближайшие годы. В частности, здесь речь пойдёт о том, что, по мнению автора, фронтенд-разработчикам, вероятно, стоить начать изучать уже сегодня.

Всё, что связано с JavaScript, очень быстро развивается. Это касается и того, что можно отнести к сфере веб-разработки. В наши дни те, в основе чьих проектов не лежат самые современные технологии, начинают особенно сильно ощущать разрыв между тем, чем они пользуются, и тем новым, что появляется едва ли не ежедневно. К таким технологиям можно отнести Webpack, React, Jest, Vue, Angular в их современном состоянии. В то время как «население» мира фронтенд-разработки, включающее в себя технических специалистов и программистов, постоянно растёт, этот мир стремится к стандартизации. Появление новых технологий и инструментов уже меняет ситуацию.



Можно с изрядной долей уверенности говорить о том, что общим трендом развития фронтенд-технологий будет стандартизация разработки пользовательских интерфейсов. В частности, речь идёт о композиции, основанной на компонентах, о стремлении к модульности систем. Эта тенденция воздействует практически на всё — от стилизации до тестирования и даже до управления состоянием приложений. В этот тренд можно включить технологии, построенные вокруг веб-компонентов, ES-модулей, сюда же попадают соответствующие инструменты и многое другое.

Как работать с изображениями на клиенте, сохраняя плавность UI? Разработчик интерфейсов Павел Смирнов рассказал об этом на основе опыта разработки поиска по фотографиям на Маркете. Из доклада можно узнать, как правильно использовать Web Workers и OffscreenCanvas.



— На протяжении этого получаса мы поговорим о приключениях. Я расскажу о своем приключении и очень надеюсь, что мой доклад вдохновит вас и вы возьмете и сделаете то же самое у себя.

Сегодня быть онлайн — это привычное состояние для многих людей. Все мы покупаем, общаемся, читаем статьи, ищем информацию на разные темы. Сеть соединяет нас со всем миром, но прежде всего, она соединяет людей. Я сам пользуюсь интернетом уже 20 лет, и мои отношения с ним изменились восемь лет назад, когда я стал веб-разработчиком.

Разработчики соединяют людей.
Разработчики помогают людям.
Разработчики дают людям возможности.

Разработчики могут создать сеть для всех, но эту способность необходимо использовать ответственно. В конце концов, важно создавать вещи, которые помогают людям и расширяют их возможности. В этой статье я хочу рассказать о том, как HTTP-заголовки могут помочь вам создавать лучшие продукты для лучшей работы всех пользователей в интернете.