Comment améliorer les performances d'une application Angular et les défis associés à la réactivité et au rendu

Le processus de bootstrap d'une application, en particulier dans les applications monolithiques modernes, est souvent un goulot d'étranglement majeur pour les performances. Lors du chargement d'une page ou du démarrage d'une application, plusieurs processus se déroulent de manière séquentielle, chacun d'eux contribuant à des ralentissements potentiels. Les outils de profilage disponibles dans les DevTools des navigateurs, comme le graphique de flamme (flame chart), permettent d'identifier ces problèmes de manière visuelle. En analysant l'exécution des fonctions avec ces outils, on peut repérer les goulots d'étranglement où les performances ralentissent. Le graphique de flamme illustre les différentes étapes du processus de bootstrap d'une application Angular, où chaque barre verticale représente une fonction et sa durée d'exécution.

Lorsque vous explorez ces graphiques, vous devez savoir que plusieurs facteurs influencent la performance d'une application web lors de son chargement. Tout d'abord, le téléchargement des fichiers JavaScript, comprenant le code de l'application, du framework, et des bibliothèques tierces, constitue un premier obstacle. Plus la taille du fichier est grande, plus l'application mettra de temps à se charger. Ensuite, le code doit être décompressé, chargé en mémoire et analysé par le moteur JavaScript pour exécution juste-à-temps, sans oublier les éléments DOM et les hooks du framework qui doivent être préparés. La phase de "hydration" de l'application, où le framework évalue l'état de l'application et connecte les écouteurs d'événements au DOM pour afficher l'interface utilisateur, suit. Enfin, la détection des changements, une étape cruciale dans la gestion de la réactivité, traverse l'arbre des composants pour décider si une mise à jour de l'interface est nécessaire.

Ces étapes sont souvent inévitables avec les architectures actuelles de frameworks SPA (Single Page Application), et les problèmes qui en résultent sont coûteux à résoudre. Par exemple, l'affichage de trop nombreux composants interactifs sur l'écran peut ralentir considérablement l'application. Parfois, la solution à ces problèmes implique d'ajouter des ajustements personnalisés à chaque composant pour contourner les mécanismes du framework et en modifier le comportement. Toutefois, cela augmente considérablement la complexité du code et peut devenir difficile à maintenir à long terme.

Les solutions minimalistes, comme les fondations d'ECMAScript 2022, offrent une alternative intéressante pour créer des applications web performantes et réactives. Avec seulement quelques kilooctets de code "framework", on peut obtenir une expérience de développement fluide et créer des sites web modernes très rapides. Par exemple, la bibliothèque ArrowJS, présentée lors de la conférence Frontrunners 2023, démontre comment des outils simples comme WeakMap, Proxy, Set et les littéraux de modèles tagués peuvent permettre de créer des applications réactives sans la lourdeur d'un framework complet.

L'un des progrès les plus intéressants dans le domaine des frameworks front-end est l'apparition de Qwik.js, un framework conçu pour répondre aux défauts fondamentaux des frameworks SPA populaires tels qu'Angular, React ou Vue. Qwik.js est construit autour d'une approche réactive qui repose sur la "résumabilité" (resumability) et utilise des signaux pour effectuer des mises à jour efficaces de l'interface. Contrairement à l'hydratation, qui exige le traitement complet du DOM et des données de l'application, Qwik.js charge uniquement les parties de l'application nécessaires à l'interactivité, permettant ainsi de charger la page plus rapidement et d'améliorer considérablement les performances.

Un autre avantage de Qwik.js est son approche de préchargement de JavaScript. Une fois la page initiale rendue, le framework précharge uniquement le JavaScript nécessaire pour rendre interactives les parties de la page que l'utilisateur est susceptible de toucher. Cela permet d'éviter le téléchargement massif de code JavaScript non utilisé. Cette exécution paresseuse, combinée à des algorithmes intelligents de préchargement, optimise considérablement l'expérience utilisateur en maintenant la réactivité tout en minimisant les coûts en termes de performance.

Bien que ces innovations apportent une amélioration significative des performances, il existe des défis supplémentaires à surmonter. Le rendu côté serveur (SSR) est une technique qui permet de rendre une application sur un serveur avant de l'envoyer au client, améliorant ainsi la vitesse de rendu initiale et réduisant le temps nécessaire pour charger les ressources JavaScript. L'optimisation du rendu côté serveur est particulièrement bénéfique pour les appareils mobiles ou anciens, qui disposent de capacités matérielles et de bande passante limitées. De plus, cela améliore la visibilité de l'application sur les moteurs de recherche, ce qui est essentiel pour l'optimisation des moteurs de recherche (SEO).

Il est donc essentiel de comprendre que l'optimisation des performances d'une application web ne se limite pas uniquement à réduire la taille des fichiers JavaScript ou à optimiser le processus de téléchargement. L'intégration de nouvelles méthodologies de rendu comme SSR ou la "résumabilité" de Qwik.js peut transformer la manière dont les applications modernes sont construites. Toutefois, il est également important de ne pas ignorer les implications en termes de maintenance du code et de la gestion de la complexité lorsque l'on choisit une solution spécifique. L'adoption d'approches minimalistes ou de nouveaux frameworks comme ArrowJS ou Qwik.js ne doit pas être vue comme une panacée, mais plutôt comme un moyen de répondre de manière plus ciblée aux problèmes spécifiques de performance qui surviennent dans les applications modernes.

Comment intégrer une spécification API en continu et concevoir une API GraphQL efficace

Dans le développement moderne d’APIs, l’intégration d’une spécification (spec) au sein du code devient une approche incontournable. L'un des principaux avantages de cette méthode réside dans la possibilité pour le développeur de savoir exactement comment le serveur doit répondre à une requête spécifique. Par exemple, pour une requête GET sur /me, si l'utilisateur existe, nous renverrons un objet User ; sinon, une erreur 401 sera retournée, respectant le format de l'objet UnauthorizedError. Cette démarche permet d’aligner les attentes de tous les acteurs du projet, qu’il s’agisse des développeurs ou des testeurs, et favorise l’utilisation d’outils automatisés pour maintenir une documentation vivante. Grâce à ces outils, comme l’interface Swagger UI, les utilisateurs peuvent tester et découvrir l'API directement via une interface web interactive. Ce type d'outil encourage une meilleure gestion de la documentation au fur et à mesure de l’évolution du code, créant ainsi un cycle vertueux où la documentation reste toujours pertinente et utile.

Le processus d’intégration de la spécification OpenAPI au sein du code est facilité par l'utilisation de bibliothèques comme swagger-jsdoc et swagger-ui-express. La première permet de générer un fichier swagger.json à partir des annotations dans le code, tandis que la seconde permet d’afficher une interface Swagger interactive en consommant ce fichier JSON. Ce processus crée une documentation dynamique, évolutive et toujours à jour, qui peut être consultée à tout moment, ce qui permet d'éviter la perte de temps avec des spécifications obsolètes.

Malgré l'automatisation possible de ce processus, il demeure essentiel pour les développeurs de garantir que la spécification et le code restent alignés. Bien que des outils modernes permettent de générer automatiquement des gestionnaires d’API en TypeScript pour prévenir les erreurs de codage, la vérification manuelle demeure une bonne pratique. Cela permet d'éviter des divergences dans la définition des API qui pourraient surgir à mesure que le projet évolue.

Un des aspects clés dans la conception d’APIs efficaces est de concevoir autour des entités majeures de données. Ce principe trouve une application toute particulière avec GraphQL, qui adopte une approche plus flexible et robuste que les APIs REST traditionnelles. Là où REST se base sur des points de terminaison fixes, GraphQL permet au client de définir précisément les données dont il a besoin, évitant ainsi les problèmes de sur-demande ou sous-demande de données.

Dans GraphQL, le langage de requête repose sur trois principaux types d’opérations : les requêtes (GET), les mutations (POST, PUT, DELETE) et les souscriptions (pour recevoir des données en temps réel via des WebSockets). Cette approche permet de concevoir des APIs bien plus modulables et adaptées aux besoins spécifiques des clients. La structure de données d'une API GraphQL est définie à travers un schéma, qui agit comme un contrat entre le client et le serveur. Ce schéma est auto-documenté, ce qui élimine le besoin d’une documentation externe.

Le schéma GraphQL se compose de types définissant les entités principales de l'API et des relations entre elles. Chaque type peut inclure des champs de base (comme des chaînes de caractères, des entiers, etc.) mais aussi des types personnalisés pour représenter des entités complexes. Par exemple, un type User pourrait inclure des champs comme id, email, address, et d'autres objets comme Phone ou Role. De plus, GraphQL permet de définir des types d'entrée pour gérer les mutations, comme pour la création ou la mise à jour d'utilisateurs.

La flexibilité de GraphQL ne réside pas uniquement dans sa capacité à définir des types de données, mais aussi dans son système de types avancés, tels que les énumérations et les objets d'entrée. Par exemple, un Role peut être défini comme une énumération, tandis qu'un objet UserInput peut spécifier la structure attendue pour les mutations de création d’un utilisateur. Cette structure améliore la lisibilité et la maintenabilité du code.

Lors de la mise en place d’un API GraphQL, il est essentiel de comprendre les notions suivantes :

Définition des types : Chaque type dans le schéma représente une entité et contient des champs pour décrire ses propriétés. Il est fondamental de définir correctement ces types pour garantir la cohérence et la clarté de l’API.
Mutations et Requêtes : Les mutations permettent de modifier l'état des données, tandis que les requêtes permettent d’obtenir les données. La distinction claire entre ces deux types d’opérations permet une gestion efficace des flux de données.
Entrées et Validation : L'utilisation des objets d'entrée pour les mutations permet d’assurer une validation stricte des données envoyées, réduisant ainsi les risques d'erreurs dans les opérations critiques comme la création ou la mise à jour de données.
Autodocumentation et Introspection : GraphQL intègre une capacité d’introspection, permettant à un développeur de comprendre en temps réel la structure de l’API sans avoir besoin de documentation externe. Cela accélère considérablement le processus de développement et améliore la collaboration entre les équipes frontend et backend.

Le schéma GraphQL devient ainsi le cœur de la communication entre le frontend et le backend, garantissant une documentation toujours à jour et permettant une grande flexibilité dans l’accès aux données.

Comment la gestion des données dans Angular évolue grâce aux signaux : Réflexion sur l'architecture et les services

Dans les applications modernes, la gestion efficace des données et l’optimisation de la réactivité sont des défis cruciaux. À travers la refonte du service de météo de l'application local-weather-app, on peut observer les évolutions significatives apportées par l'introduction des signaux dans Angular. Ce changement majeur ne se limite pas à un simple changement d'implémentation, mais modifie en profondeur la façon dont les données sont manipulées et rendues accessibles à l'interface utilisateur. Cet article se concentre sur l'impact de ce changement, en abordant les principes sous-jacents et les implications pratiques sur les services et les composants Angular.

La refonte commence par l'abandon de l'utilisation des BehaviorSubjects et des observables au profit de signals. Cette évolution réduit la complexité du code en éliminant le besoin de gérer des états internes réactifs. Par exemple, dans le service WeatherService, les appels asynchrones aux API sont désormais gérés par une approche basée sur des signaux, ce qui permet une simplification du flux de données. L’utilisation des signaux élimine le besoin de souscrire et de gérer explicitement des abonnements, ce qui réduit considérablement le risque de fuites de mémoire et améliore la prévisibilité des comportements.

L'une des plus grandes modifications réside dans la gestion de l'état de l'application. Au lieu de stocker l'état de la météo actuelle dans un BehaviorSubject ou d'autres structures complexes, on utilise désormais un signal pour encapsuler cette donnée. Par exemple, la méthode getCurrentWeather dans WeatherService a été transformée en fonction async, qui attend la résolution du code postal, avant d'effectuer une requête à l’API météo. Ce changement simplifie non seulement le code mais le rend également plus lisible et maintenable.

Les composants ne sont pas épargnés par cette refonte. Le CitySearchComponent, par exemple, a abandonné l'utilisation directe des observables pour une approche entièrement basée sur des signaux. La conversion des flux de données en signaux s’effectue au travers de la fonction toSignal(), qui permet de lier les changements du champ de recherche à un signal réactif. Cela permet une gestion plus fine de l’état sans nécessiter une chaîne d’observables complexes. De plus, l’utilisation de la stratégie de détection des changements OnPush assure que seules les parties du DOM nécessitant une mise à jour sont re-rendues, ce qui optimise les performances de l'application.

Le CurrentWeatherComponent reflète encore plus clairement l'efficacité de cette approche. Dans ce composant, au lieu de se connecter à des services ou d’effectuer des abonnements réactifs multiples, on interroge simplement le signal store.current(), qui contient l’état actuel de la météo. Cette méthode réduit non seulement la complexité du code mais améliore également la gestion de la mémoire, en évitant les mises à jour inutiles des composants.

En termes d'architecture, la transition vers l’utilisation des signaux permet de réduire considérablement le nombre de dépendances et d'importations dans le projet. Moins de services et de mécanismes réactifs sont nécessaires pour gérer l'état de l'application, ce qui simplifie la maintenance et améliore la lisibilité du code.

Il est important de noter que l'une des raisons principales pour lesquelles cette refonte est possible réside dans la mise en place de l'architecture router-first, qui facilite l'organisation de l'application en permettant de gérer les différentes vues et composants de manière modulaire. Grâce à ce paradigme, l'application devient plus flexible, réutilisable et évolutive. Par exemple, la possibilité de réutiliser le même composant dans différents contextes via des routes auxiliaires montre comment une bonne architecture permet d'éviter la duplication du code.

Cependant, il est essentiel de comprendre que cette transition vers une gestion basée sur les signaux n’est pas simplement un changement technologique, mais aussi une évolution des bonnes pratiques en matière de développement d'applications Angular. En réduisant la complexité des flux de données, en adoptant une approche plus déclarative et en simplifiant la gestion des états, cette refonte ouvre la voie à une meilleure expérience de développement et à des applications plus performantes. Mais, au-delà des améliorations techniques, cela démontre aussi l'importance d’adopter une architecture claire et réfléchie dès le départ, pour garantir la pérennité du code à long terme.

En conclusion, si l’introduction des signaux semble être une simple évolution du paradigme réactif, elle touche à la structure même des applications Angular, offrant ainsi de nouvelles possibilités en termes de maintenabilité et de réactivité. Toutefois, il est crucial de continuer à analyser l’impact de cette nouvelle approche, notamment en termes de performances et de compatibilité avec les bibliothèques et les outils existants.

Comment configurer Docker pour vos applications Angular : Guide pratique pour automatiser les builds, tests et publications

L’utilisation de Docker pour containeriser des applications Angular peut apporter une grande valeur ajoutée, à condition de bien comprendre les outils et les configurations associés. Une fois Docker installé sur votre système, il est possible d’automatiser des processus complexes comme la construction d’images, les tests ou encore la publication d’applications sur des plateformes comme Docker Hub. Cette gestion efficace des conteneurs est cruciale pour des flux de travail CI/CD optimisés.

Installer Docker sur votre ordinateur

Pour commencer à utiliser Docker et pouvoir construire et exécuter des conteneurs, il est nécessaire d’installer l’environnement d’exécution Docker. Vous pouvez télécharger Docker Desktop depuis le site officiel Docker Desktop. Après avoir téléchargé le programme d’installation, il vous suffit de suivre les instructions à l’écran pour terminer l’installation.

Configurer des scripts npm pour Docker

Une fois Docker installé, vous pouvez configurer des scripts npm pour faciliter l’automatisation des tâches liées à vos conteneurs Docker. Pour ce faire, j’ai développé un ensemble de scripts npm spécifiquement pour Docker, qui fonctionnent sous Windows 10 et macOS. Ces scripts vous permettent d’automatiser la construction, les tests et la publication de vos applications Angular dans des conteneurs Docker. Pour les utiliser, il vous suffit d’exécuter la commande suivante dans vos projets Angular :

ruby
$ npx mrm npm-docker

Cette commande ajoute automatiquement les scripts nécessaires à votre projet. Après avoir exécuté cette commande, vous serez prêt à configurer vos conteneurs pour effectuer les actions de construction, test et publication.

Construire et publier une image sur Docker Hub

Une fois les scripts npm pour Docker installés, l’étape suivante consiste à s’assurer que votre projet est correctement configuré pour être containerisé, pour générer une image exécutable et la publier sur Docker Hub. Voici les étapes à suivre, en utilisant l'exemple du dépôt local-weather-app :

Créez un compte Docker Hub sur Docker Hub.
Créez un dépôt public (gratuit) pour votre application.
Modifiez le fichier package.json de votre projet en ajoutant ou en mettant à jour la propriété config avec les informations suivantes :

json
"config": {
  "imageRepo": "[namespace]/[repository]",
  "imageName": "custom_app_name",
  "imagePort": "0000",
  "internalContainerPort": "3000"
}

Ici, namespace sera votre nom d’utilisateur Docker Hub, et repository correspondra au nom de votre dépôt que vous définissez lors de sa création. L’image sera identifiable par le nom que vous choisissez, tel que localcast-weather. La propriété imagePort définit quel port sera exposé à l’extérieur du conteneur, et vous devrez choisir un port différent de celui utilisé en développement (par exemple, le port 8080 au lieu du port 4200). La propriété internalContainerPort correspond au port interne du serveur web, généralement 3000 pour les serveurs Node.js.

Les scripts Docker dans package.json

Les scripts Docker ajoutés à package.json grâce à la commande mrm sont essentiels pour automatiser les processus. Examinons de plus près certains d’entre eux :

Script de build :

json
"scripts": {

  "predocker:build": "npm run build",
  "docker:build": "cross-conf-env docker image build --platform linux/amd64,linux/arm64 . -t $npm_package_config_imageRepo:$npm_package_version",
  "postdocker:build": "npm run docker:tag"
}

Le script docker:build commence par construire l’application Angular dans le script predocker:build, puis il génère l’image Docker et la tague avec la version spécifiée dans package.json. Le script predocker:build permet de s’assurer que l’application est optimisée et testée avant la création de l’image.

Script de tag :

json
"docker:tag": "cross-conf-env docker image tag $npm_package_config_imageRepo:$npm_package_version $npm_package_config_imageRepo:latest"

Le script docker:tag permet de taguer l’image Docker déjà construite avec un numéro de version, mais aussi avec le tag latest, ce qui facilite l’identification des dernières versions des images.

Script de publication :

json
"predocker:publish": "echo Attention! Ensure `docker login` is correct.",

"docker:publish": "cross-conf-env docker image push $npm_package_config_imageRepo:$npm_package_version",
"postdocker:publish": "cross-conf-env docker image push $npm_package_config_imageRepo:latest"

Le script docker:publish publie l’image Docker construite sur Docker Hub, d’abord avec le tag versionné, puis avec le tag latest. Cette opération est cruciale pour garantir que votre image Docker est toujours disponible dans un état à jour et accessible depuis n’importe quel environnement de construction.

Script pour voir les logs :

json
"docker:taillogs": "cross-conf-env docker logs -f $npm_package_config_imageName"

Le script docker:taillogs vous permet de consulter les logs internes de votre instance Docker, ce qui peut s’avérer extrêmement utile pour le débogage ou pour suivre l’état du conteneur en temps réel.

Script pour ouvrir l’application :

json
"docker:open": "sleep 2 && cross-conf-env open-cli http://localhost:$npm_package_config_imagePort"

Enfin, le script docker:open attend 2 secondes pour tenir compte de la latence, puis ouvre automatiquement le navigateur avec l'URL correcte pour accéder à l’application en cours d'exécution dans le conteneur Docker.

Optimiser la construction de votre application Angular

Un aspect fondamental pour que Docker fonctionne efficacement avec votre application Angular est l’optimisation du processus de construction. Assurez-vous d’utiliser des configurations adaptées à la production, telles que l’option --prod lors de la construction avec Angular CLI :

json
"build:prod": "ng build --prod"

Cela permet non seulement de réduire la taille de l’application grâce à la compilation "Ahead-of-Time" (AOT), mais aussi d’optimiser les performances du runtime et d’appliquer les configurations définies dans src/environments/environment.prod.

Points à garder à l’esprit

La clé d’une utilisation réussie de Docker avec Angular réside dans une compréhension approfondie de la configuration des conteneurs et des interactions entre les différents scripts. Chaque commande Docker a son rôle bien défini, mais il est essentiel de tester minutieusement chaque étape avant de passer à la production. Veillez également à bien configurer Docker Hub et à utiliser les bonnes pratiques de versionnage pour garantir la stabilité et la cohérence de vos déploiements. Enfin, pour des raisons de sécurité et d’efficacité, il est recommandé de limiter l’exposition de vos ports et d’assurer que vos images Docker sont constamment mises à jour.

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