Изоморфно приложение с React и Nashorn

1. Общ преглед

В този урок ще разберем какво точно е изоморфно приложение. Ще обсъдим и Nashorn, JavaScript двигателят, свързан с Java.

Освен това ще проучим как можем да използваме Nashorn заедно с библиотека отпред като React, за да създадем изоморфно приложение.

2. Малко история

Традиционно клиентските и сървърните приложения се писаха по начин, който беше доста тежък от страна на сървъра. Помислете за PHP като за скриптов механизъм, генериращ предимно статичен HTML и уеб браузъри, които ги изобразяват.

Netscape дойде с поддръжката на JavaScript в браузъра си още в средата на деветдесетте . Това започна да прехвърля част от обработката от сървъра към браузъра от страна на клиента. Дълго време разработчиците се бореха с различни проблеми, свързани с поддръжката на JavaScript в уеб браузърите.

С нарастващото търсене на по-бързо и интерактивно потребителско изживяване, границата вече беше изместена по-силно. Една от най-ранните рамки, която промени играта, беше jQuery. Той донесе няколко удобни за потребителя функции и много подобрена поддръжка за AJAX.

Скоро започнаха да се появяват много рамки за разработка отпред, което значително подобри опита на разработчика. Започвайки с AngularJS от Google, React от Facebook и по-късно, Vue, те започнаха да привличат вниманието на разработчиците.

С модерната поддръжка на браузъра, забележителните рамки и необходимите инструменти, приливите и отливите до голяма степен се изместват към страната на клиента .

Потапящо преживяване на все по-бързи ръчни устройства изисква повече обработка от страна на клиента.

3. Какво е изоморфно приложение?

И така, видяхме как фреймворковите рамки ни помагат да разработим уеб приложение, където потребителският интерфейс е изцяло изобразен от страна на клиента.

Възможно е обаче да се използва същата рамка от страна на сървъра и да се генерира един и същ потребителски интерфейс.

Сега не е задължително да се придържаме към решения само от страна на клиента или от страна на сървъра. По-добрият начин е да има решение, при което клиентът и сървърът могат да обработват един и същ преден код и да генерират един и същ потребителски интерфейс.

Този подход има предимства, които ще обсъдим по-късно.

Такива уеб приложения се наричат ​​Изоморфни или Универсални . Сега клиентският език е най-изключително JavaScript. Следователно, за да работи едно изоморфно приложение, трябва да използваме JavaScript и от страна на сървъра.

Node.js е най-често срещаният избор за изграждане на изобразено от сървъра приложение.

4. Какво е Nashorn?

И така, къде се вписва Nashorn и защо да го използваме? Nashorn е JavaScript двигател, пакетиран по подразбиране с Java . Следователно, ако вече имаме уеб приложение в Java и искаме да изградим изоморфно приложение, Nashorn е доста удобен!

Nashorn е издаден като част от Java 8. Това е основно фокусирано върху разрешаването на вградени JavaScript приложения в Java.

Nashorn компилира JavaScript в паметта в Java Bytecode и го предава на JVM за изпълнение. Това предлага по-добра производителност в сравнение с по-ранния двигател Rhino.

5. Създаване на изоморфно приложение

Преминахме през достатъчно контекст сега. Нашето приложение тук ще покаже последователност на Фибоначи и ще предостави бутон за генериране и показване на следващото число в последователността. Нека да създадем обикновено изоморфно приложение сега със заден и преден край:

  • Front-end: Прост интерфейс, базиран на React.js
  • Back-end: Прост back-end на Spring Boot с Nashorn за обработка на JavaScript

6. Front-End на приложението

Ще използваме React.js за създаване на нашия преден край . React е популярна JavaScript библиотека за създаване на приложения на една страница. Тя ни помага да се разгради сложен потребителски интерфейс йерархични компоненти с задължителни допълнителни държавни и еднопосочни данни.

React анализира тази йерархия и създава структура от данни в паметта, наречена виртуален DOM. Това помага на React да намира промени между различните състояния и да прави минимални промени в DOM на браузъра.

6.1. React Component

Нека създадем първия си React компонент:

var App = React.createClass({displayName: "App", handleSubmit: function() { var last = this.state.data[this.state.data.length-1]; var secondLast = this.state.data[this.state.data.length-2]; $.ajax({ url: '/next/'+last+'/'+secondLast, dataType: 'text', success: function(msg) { var series = this.state.data; series.push(msg); this.setState({data: series}); }.bind(this), error: function(xhr, status, err) { console.error('/next', status, err.toString()); }.bind(this) }); }, componentDidMount: function() { this.setState({data: this.props.data}); }, getInitialState: function() { return {data: []}; }, render: function() { return ( React.createElement("div", {className: "app"}, React.createElement("h2", null, "Fibonacci Generator"), React.createElement("h2", null, this.state.data.toString()), React.createElement("input", {type: "submit", value: "Next", onClick: this.handleSubmit}) ) ); } });

Нека сега разберем какво прави горният код:

  • Като начало дефинирахме компонент на клас в React, наречен „App“
  • Най- важната функция в този компонент е “render” , която е отговорна за генерирането на потребителския интерфейс
  • We have provided a style className that the component can use
  • We're making use of the component state here to store and display the series
  • While the state initializes as an empty list, it fetches data passed to the component as a prop when the component mounts
  • Finally, on click of the button “Add”, a jQuery call to the REST service is made
  • The call fetches the next number in the sequence and appends it to the component's state
  • Change in the component's state automatically re-renders the component

6.2. Using the React Component

React looks for a named “div” element in the HTML page to anchor its contents. All we have to do is provide an HTML page with this “div” element and load the JS files:

   Hello React ReactDOM.render( React.createElement(App, {data: [0,1,1]}), document.getElementById("root") );   

So, let's see what we've done here:

  • We imported the required JS libraries, react, react-dom and jQuery
  • After that, we defined a “div” element called “root”
  • We also imported the JS file with our React component
  • Next, we called the React component “App” with some seed data, the first three Fibonacci numbers

7. Application Back-End

Now, let's see how we can create a fitting back-end for our application. We've already decided to use Spring Boot along with Spring Web for building this application. More importantly, we've decided to use Nashorn to process the JavaScript-based front-end we developed in the last section.

7.1. Maven Dependencies

For our simple application, we'll be using JSP together with Spring MVC, so we'll add a couple of dependencies to our POM:

 org.springframework.boot spring-boot-starter-web   org.apache.tomcat.embed tomcat-embed-jasper provided 

The first one is the standard spring boot dependency for a web application. The second one is needed to compile JSPs.

7.2. Web Controller

Let's now create our web controller, which will process our JavaScript file and return an HTML using JSP:

@Controller public class MyWebController { @RequestMapping("/") public String index(Map model) throws Exception { ScriptEngine nashorn = new ScriptEngineManager().getEngineByName("nashorn"); nashorn.eval(new FileReader("static/js/react.js")); nashorn.eval(new FileReader("static/js/react-dom-server.js")); nashorn.eval(new FileReader("static/app.js")); Object html = nashorn.eval( "ReactDOMServer.renderToString(" + "React.createElement(App, {data: [0,1,1]})" + ");"); model.put("content", String.valueOf(html)); return "index"; } }

So, what exactly is happening here:

  • We fetch an instance of ScriptEngine of type Nashorn from ScriptEngineManager
  • Then, we load relevant libraries to React, react.js, and react-dom-server.js
  • We also load our JS file that has our react component “App”
  • Finally, we evaluate a JS fragment creating react element with the component “App” and some seed data
  • This provides us with an output of React, an HTML fragment as Object
  • We pass this HTML fragment as data to the relevant view – the JSP

7.3. JSP

Now, how do we process this HTML fragment in our JSP?

Recall that React automatically adds its output to a named “div” element – “root” in our case. However, we'll add our server-side generated HTML fragment to the same element manually in our JSP.

Let's see how the JSP looks now:

   Hello React! ${content} ReactDOM.render( React.createElement(App, {data: [0,1,1]}), document.getElementById("root") );   

This is the same page we created earlier, except for the fact that we've added our HTML fragment into the “root” div, which was empty earlier.

7.4. REST Controller

Finally, we also need a server-side REST endpoint that gives us the next Fibonacci number in the sequence:

@RestController public class MyRestController { @RequestMapping("/next/{last}/{secondLast}") public int index( @PathVariable("last") int last, @PathVariable("secondLast") int secondLast) throws Exception { return last + secondLast; } }

Nothing fancy here, just a simple Spring REST controller.

8. Running the Application

Now, that we have completed our front-end as well as our back-end, it's time to run the application.

We should start the Spring Boot application normally, making use of the bootstrapping class:

@SpringBootApplication public class Application extends SpringBootServletInitializer { @Override protected SpringApplicationBuilder configure(SpringApplicationBuilder application) { return application.sources(Application.class); } public static void main(String[] args) throws Exception { SpringApplication.run(Application.class, args); } }

When we run this class, Spring Boot compiles our JSPs and makes them available on embedded Tomcat along with the rest of the web application.

Now, if we visit our site, we'll see:

Let's understand the sequence of events:

  • The browser requests this page
  • When the request for this page arrives, Spring web controller process the JS files
  • Nashorn engine generates an HTML fragment and passes this to the JSP
  • JSP adds this HTML fragment to the “root” div element, finally returning the above HTML page
  • The browser renders the HTML, meanwhile starts downloading JS files
  • Finally, the page is ready for client-side actions — we can add more numbers in the series

The important thing to understand here is what happens if React finds an HTML fragment in the target “div” element. In such cases, React compares this fragment with what it has and does not replace it if it finds a legible fragment. This is exactly what powers server-side rendering and isomorphic apps.

9. What More Is Possible?

In our simple example, we have just scratched the surface of what's possible. Front-end applications with modern JS-based frameworks are getting increasingly more powerful and complex. With this added complexity, there are many things that we need to take care of:

  • We've created just one React component in our application when in reality, this can be several components forming a hierarchy which pass data through props
  • We would like to create separate JS files for every component to keep them manageable and manage their dependencies through “exports/require” or “export/import”
  • Moreover, it may not be possible to manage state within components only; we may want to use a state management library like Redux
  • Furthermore, we may have to interact with external services as side-effects of actions; this may require us to use a pattern like redux-thunk or Redux-Saga
  • Most importantly, we would want to leverage JSX, a syntax extension to JS for describing the user interface

While Nashorn is fully compatible with pure JS, it may not support all the features mentioned above. Many of these require trans-compiling and polyfills due to JS compatibility.

The usual practice in such cases is to leverage a module bundler like Webpack or Rollup. What they mainly do is to process all of React source files and bundle them into a single JS file along with all dependencies. This invariably requires a modern JavaScript compiler like Babel to compile JavaScript to be backward compatible.

The final bundle only has good old JS, which browsers can understand and Nashorn adheres to as well.

10. Benefits of an Isomorphic App

So, we've talked a great deal about isomorphic apps and have even created a simple application now. But why exactly should we even care about this? Let's understand some of the key benefits of using an isomorphic app.

10.1. First Page Rendering

One of the most significant benefits of an isomorphic app is the faster rendering of the first page. In the typical client-side rendered application, the browser begins by downloading all the JS and CSS artifacts.

After that, they load and start rendering the first page. If we send the first page rendered from the server-side, this can be much faster, providing an enhanced user experience.

10.2. SEO Friendly

Another benefit often cited with server-side rendering is related to SEO. It's believed that search bots are not able to process JavaScript and hence do not see an index page rendered at client-side through libraries like React. A server-side rendered page, therefore, is SEO friendlier. It's worth noting, though, that Modern search engine bots claim to process JavaScript.

11. Заключение

В този урок разгледахме основните понятия за изоморфни приложения и JavaScript двигателя на Nashorn. Допълнително проучихме как да изградим изоморфно приложение с Spring Boot, React и Nashorn.

След това обсъдихме другите възможности за разширяване на приложението отпред и предимствата от използването на изоморфно приложение.

Както винаги, кодът може да бъде намерен в GitHub.