最新のブラウザに最新のコードを提供し、ページの読み込みを高速化する

フセイン ジルデ

この Codelab では、ユーザーがランダムな猫を評価できるこのシンプルなアプリのパフォーマンスを改善します。トランスパイルされるコードの量を最小限に抑えて JavaScript バンドルを最適化する方法を学習します。

アプリのスクリーンショット

サンプルアプリでは、単語や絵文字を選択してそれぞれの猫の好みを伝えることができます。ボタンをクリックすると、現在の猫の画像の下にボタンの値が表示されます。

測定

最適化を追加する前に、まずウェブサイトを調べることをおすすめします。

  1. サイトをプレビューするには、[アプリを表示] を押してから、全画面表示 全画面表示 を押します。
  2. Ctrl+Shift+J キー（Mac の場合は Command+Option+J キー）を押して DevTools を開きます。
  3. [Network] タブをクリックします。
  4. [キャッシュを無効にする] チェックボックスをオンにします。
  5. アプリを再読み込みします。

元のバンドル サイズ リクエスト

このアプリケーションでは 80 KB 超を使用しています。バンドルの一部が使用されていないかどうかを確認する時間です。

  1. Control+Shift+P（Mac では Command+Shift+P）を押して [コマンド] メニューを開きます。 コマンド メニュー

  2. 「Show Coverage」と入力して Enter を押して、[一致率] タブを表示します。

  3. [Coverage] タブで [再読み込み] をクリックして、カバレッジをキャプチャしながらアプリケーションを再読み込みします。

    コード カバレッジでアプリを再読み込みする

  4. メインバンドルで使用されたコードの量と読み込まれた量を確認します。

    バンドルのコード カバレッジ

バンドルの半分以上（44 KB）は、まったく利用されていません。これは、古いブラウザでアプリが動作するように、内部のコードの多くはポリフィルで構成されているためです。

@babel/preset-env を使用します

JavaScript 言語の構文は、ECMAScript（ECMA-262）と呼ばれる標準に準拠しています。新しいバージョンの仕様は毎年リリースされ、提案プロセスに合格した新機能が含まれています。これらの機能のサポートは、主要なブラウザによって常に異なる段階にあります。

このアプリケーションでは、次の ES2015 機能が使用されます。

次の ES2017 機能も使用されます。

src/index.js のソースコードに移動して、これらがどのように使用されているかを確認してください。

これらの機能はすべて最新バージョンの Chrome でサポートされていますが、サポートされていない他のブラウザの場合はどうでしょうか。アプリに組み込まれている Babel は、新しい構文を含むコードを、古いブラウザや環境が理解できるコードにコンパイルするために使用される最も一般的なライブラリです。これには次の 2 つの方法があります。

  • 新しい ES2015 以降の関数をエミュレートするために Polyfill が追加され、ブラウザでサポートされていない場合でも API を使用できます。以下に、Array.includes メソッドのpolyfillの例を示します。
  • プラグインは、ES2015 コード（またはそれ以降）を古い ES5 構文に変換するために使用されます。これらは構文に関連する変更（アロー関数など）であるため、ポリフィルを使用してエミュレートすることはできません。

package.json を見て、どの Babel ライブラリが含まれているかを確認します。

"dependencies": {
  "@babel/polyfill": "^7.0.0"
},
"devDependencies": {
  //...
  "babel-loader": "^8.0.2",
  "@babel/core": "^7.1.0",
  "@babel/preset-env": "^7.1.0",
  //...
}
  • @babel/core はコア Babel コンパイラです。これにより、すべての Babel 構成がプロジェクトのルートにある .babelrc で定義されます。
  • babel-loader には、webpack のビルドプロセスに Babel が含まれています。

webpack.config.js を見て、babel-loader がルールとしてどのように含まれているかを確認します。

module: {
  rules: [
    //...
    {
      test: /\.js$/,
      exclude: /node_modules/,
      loader: "babel-loader"
    }
  ]
},
  • @babel/polyfill は、新しい ECMAScript 機能に必要なすべてのポリフィルを提供し、それをサポートしていない環境で機能できるようにします。src/index.js. の一番上にインポート済みです
import "./style.css";
import "@babel/polyfill";
  • @babel/preset-env は、ターゲットとして選択されたブラウザまたは環境に必要な変換とポリフィルを特定します。

Babel 構成ファイル .babelrc の内容を確認します。

{
  "presets": [
    [
      "@babel/preset-env",
      {
        "targets": "last 2 versions"
      }
    ]
  ]
}

これは Babel と webpack の設定です。webpack 以外のモジュール バンドラを使用する場合は、アプリケーションに Babel を含める方法をご覧ください。

.babelrc の targets 属性は、ターゲットとするブラウザを識別します。@babel/preset-env は browserlist と統合されています。つまり、このフィールドで使用できる互換性のあるクエリの一覧については、browserlist のドキュメントをご覧ください。

"last 2 versions" 値を指定すると、すべてのブラウザの直近 2 つのバージョンのコードがアプリケーションにトランスパイルされます。

デバッグ

ブラウザのすべての Babel ターゲットと、含まれているすべての変換とポリフィルを完全に確認するには、debug フィールドを .babelrc: に追加します。

{
  "presets": [
    [
      "@babel/preset-env",
      {
        "targets": "last 2 versions",
        "debug": true
      }
    ]
  ]
}
  • [ツール] をクリックします。
  • [ログ] をクリックします。

アプリケーションを再読み込みし、エディタの下部にある Glitch ステータス ログを確認します。

ターゲットに設定したブラウザ

Babel は、コンパイル プロセスに関するさまざまな詳細情報（コードがコンパイルされたすべてのターゲット環境を含む）をコンソールに記録します。

ターゲットに設定したブラウザ

Internet Explorer などの廃止されたブラウザも、このリストにすべて含まれています。この問題は、サポートされていないブラウザには新機能が追加されず、Babel がそれらの機能のために引き続き特定の構文をトランスパイルしているためです。ユーザーがこのブラウザを使用してサイトにアクセスしていない場合、バンドルのサイズが必要以上に大きくなります。

Babel では、使用された変換プラグインのリストもログに記録されます。

使用するプラグインのリスト

かなり長いリストです。以上が、すべての対象ブラウザで ES2015+ 構文を古い構文に変換するために Babel が使用するプラグインです。

ただし、Babel では、使用されている特定のポリフィルは表示されません。

ポリフィルが追加されていません

これは、@babel/polyfill 全体が直接インポートされるためです。

ポリフィルを個別に読み込む

デフォルトでは、@babel/polyfill をファイルにインポートすると、ES2015+ 環境全体に必要なすべてのポリフィルが Babel に含まれます。ターゲット ブラウザに必要な特定のポリフィルをインポートするには、構成に useBuiltIns: 'entry' を追加します。

{
  "presets": [
    [
      "@babel/preset-env",
      {
        "targets": "last 2 versions",
        "debug": true
        "useBuiltIns": "entry"
      }
    ]
  ]
}

アプリケーションを再読み込みします。これで、含まれているすべての特定のポリフィルを確認できます。

インポートされたポリフィルのリスト

"last 2 versions" に必要なポリフィルのみが追加されましたが、それでも非常に長いリストです。これは、すべての新しい機能のターゲット ブラウザに必要なポリフィルが引き続き含まれているためです。属性の値を usage に変更し、コードで使用されている機能に必要な値のみを含めます。

{
  "presets": [
    [
      "@babel/preset-env",
      {
        "targets": "last 2 versions",
        "debug": true,
        "useBuiltIns": "entry"
        "useBuiltIns": "usage"
      }
    ]
  ]
}

これにより、必要に応じてポリフィルが自動的に追加されます。つまり、src/index.js. で @babel/polyfill インポートを削除できます。

import "./style.css";
import "@babel/polyfill";

これで、アプリケーションに必要なポリフィルのみが含まれるようになりました。

自動的に含まれるポリフィルのリスト

アプリケーション バンドルのサイズが大幅に削減されます。

バンドルサイズが 30.1 KB に縮小

対応ブラウザのリストを絞り込む

含まれるブラウザ ターゲットの数は依然として非常に多く、Internet Explorer などの廃止されたブラウザを使用しているユーザーはあまりいません。構成を次のように更新します。

{
  "presets": [
    [
      "@babel/preset-env",
      {
        "targets": "last 2 versions",
        "targets": [">0.25%", "not ie 11"],
        "debug": true,
        "useBuiltIns": "usage",
      }
    ]
  ]
}

取得したバンドルの詳細を確認します。

バンドルサイズ: 30.0 KB

アプリケーションは非常に小さいため、これらの変更による違いはほとんどありません。ただし、ブラウザのマーケット シェアの割合（">0.25%" など）を使用することと、ユーザーが使用していないことが確実なブラウザを除外することをおすすめします。詳しくは、James Kyle による「Last 2 versions」送信された有害と考えられるの記事をご覧ください。

<script type="module"> を使用

まだ改善の余地があります。使用されていない多数のポリフィルが削除されましたが、一部のブラウザでは不要なポリフィルも多数出荷されています。モジュールを使用すると、不要なポリフィルを使用せずに新しい構文を直接記述してブラウザに提供できます。

JavaScript モジュールは、すべての主要なブラウザでサポートされている比較的新しい機能です。type="module" 属性を使用してモジュールを作成するには、他のモジュールとの間でインポートおよびエクスポートするスクリプトを定義します。次に例を示します。

// math.mjs
export const add = (x, y) => x + y;

<!-- index.html -->
<script type="module">
  import { add } from './math.mjs';

  add(5, 2); // 7
</script>

新しい ECMAScript 機能の多くは、（Babel を使用する代わりに）JavaScript モジュールをサポートする環境ですでにサポートされています。つまり、2 つの異なるバージョンのアプリケーションをブラウザに送信するように Babel 構成を変更できます。

  • モジュールをサポートする新しいブラウザで動作するバージョンで、ほとんどトランスパイルされていないがファイルサイズが小さいモジュールを含む
  • 従来のブラウザで動作する、大型のトランスパイルされたスクリプトを含むバージョン

Babel での ES モジュールの使用

アプリケーションの 2 つのバージョンに別々の @babel/preset-env 設定を使用するには、.babelrc ファイルを削除します。Babel 設定を webpack 構成に追加するには、アプリケーションのバージョンごとに 2 つの異なるコンパイル形式を指定します。

まず、以前のスクリプトの構成を webpack.config.js に追加します。

const legacyConfig = {
  entry,
  output: {
    path: path.resolve(__dirname, "public"),
    filename: "[name].bundle.js"
  },
  module: {
    rules: [
      {
        test: /\.js$/,
        exclude: /node_modules/,
        loader: "babel-loader",
        options: {
          presets: [
            ["@babel/preset-env", {
              useBuiltIns: "usage",
              targets: {
                esmodules: false
              }
            }]
          ]
        }
      },
      cssRule
    ]
  },
  plugins
}

"@babel/preset-env" に targets 値を使用する代わりに、false 値の esmodules が使用されていることに注意してください。つまり、Babel には、まだ ES モジュールをサポートしていないすべてのブラウザをターゲットにするために必要なすべての変換とポリフィルが含まれています。

entry、cssRule、corePlugins オブジェクトを webpack.config.js ファイルの先頭に追加します。これらはすべて、ブラウザに提供されるモジュールとレガシー スクリプトの両方で共有されます。

const entry = {
  main: "./src"
};

const cssRule = {
  test: /\.css$/,
  use: ExtractTextPlugin.extract({
    fallback: "style-loader",
    use: "css-loader"
  })
};

const plugins = [
  new ExtractTextPlugin({filename: "[name].css", allChunks: true}),
  new HtmlWebpackPlugin({template: "./src/index.html"})
];

同様に、legacyConfig が定義された、以下のモジュール スクリプトの構成オブジェクトを作成します。

const moduleConfig = {
  entry,
  output: {
    path: path.resolve(__dirname, "public"),
    filename: "[name].mjs"
  },
  module: {
    rules: [
      {
        test: /\.js$/,
        exclude: /node_modules/,
        loader: "babel-loader",
        options: {
          presets: [
            ["@babel/preset-env", {
              useBuiltIns: "usage",
              targets: {
                esmodules: true
              }
            }]
          ]
        }
      },
      cssRule
    ]
  },
  plugins
}

ここでの主な違いは、出力ファイル名に .mjs ファイル拡張子が使用されることです。ここでは、esmodules 値が true に設定されています。つまり、このモジュールに出力されるコードは、モジュールをサポートするブラウザですでにサポートされているため、この例では変換を一切行わない、より小さく、コンパイルの少ないスクリプトになります。

ファイルの末尾で、両方の構成を 1 つの配列にエクスポートします。

module.exports = [
  legacyConfig, moduleConfig
];

これにより、サポートするブラウザ向けの小さなモジュールと、古いブラウザ向けの大きなトランスパイルされたスクリプトの両方がビルドされます。

モジュールをサポートするブラウザは、nomodule 属性を持つスクリプトを無視します。逆に、モジュールをサポートしていないブラウザは、type="module" を含むスクリプト要素を無視します。つまり、モジュールとコンパイル済みフォールバックの両方をインクルードできます。理想的には、アプリケーションの 2 つのバージョンは、次のように index.html にある必要があります。

<script type="module" src="main.mjs"></script>
<script nomodule src="main.bundle.js"></script>

モジュールをサポートするブラウザは、main.mjs を取得して実行し、main.bundle.js. を無視します。モジュールをサポートしていないブラウザは、その逆を行います。

通常のスクリプトとは異なり、モジュールのスクリプトは常にデフォルトで遅延されることに注意してください。同等の nomodule スクリプトも延期し、解析後にのみ実行する場合は、defer 属性を追加する必要があります。

<script type="module" src="main.mjs"></script>
<script nomodule src="main.bundle.js" defer></script>

最後に、モジュールと以前のスクリプトにそれぞれ module 属性と nomodule 属性を追加します。webpack.config.js の一番上に ScriptExtHtmlWebpackPlugin をインポートします。

const path = require("path");

const webpack = require("webpack");
const HtmlWebpackPlugin = require("html-webpack-plugin");
const ScriptExtHtmlWebpackPlugin = require("script-ext-html-webpack-plugin");

次に、構成の plugins 配列を更新して、このプラグインを含めます。

const plugins = [
  new ExtractTextPlugin({filename: "[name].css", allChunks: true}),
  new HtmlWebpackPlugin({template: "./src/index.html"}),
  new ScriptExtHtmlWebpackPlugin({
    module: /\.mjs$/,
    custom: [
      {
        test: /\.js$/,
        attribute: 'nomodule',
        value: ''
    },
    ]
  })
];

これらのプラグイン設定では、すべての .mjs スクリプト要素に type="module" 属性が追加され、すべての .js スクリプト モジュールに nomodule 属性が追加されます。

HTML ドキュメントでモジュールを提供する

最後に必要な作業は、新旧のスクリプト要素の両方を HTML ファイルに出力することです。残念ながら、最終 HTML ファイル HTMLWebpackPlugin を作成するプラグインは現在のところ、モジュール スクリプトと nomodule スクリプトの両方の出力をサポートしていません。この問題を解消するための回避策や個別のプラグイン（BabelMultiTargetPlugin や HTMLWebpackMultiBuildPlugin など）もありますが、このチュートリアルでは、モジュール スクリプト要素を手動で追加する簡単な方法を使用します。

ファイルの末尾の src/index.js に以下を追加します。

    ...
    </form>
    <script type="module" src="main.mjs"></script>
  </body>
</html>

次に、Chrome の最新バージョンなどのモジュールをサポートするブラウザにアプリケーションを読み込みます。

新しいブラウザの場合、5.2 KB モジュールがネットワーク経由で取得されます。

モジュールのみがフェッチされ、大部分がトランスパイルされないため、バンドルサイズがはるかに小さくなります。他のスクリプト要素はブラウザによって完全に無視されます。

古いブラウザでアプリケーションを読み込むと、必要なすべてのポリフィルと変換を含む大きなトランスパイルされたスクリプトのみが取得されます。こちらは、古いバージョンの Chrome（バージョン 38）で送信されたすべてのリクエストのスクリーンショットです。

古いブラウザの場合は 30 KB のスクリプトの取得

まとめ

ここでは、@babel/preset-env を使用して、対象ブラウザに必要なポリフィルのみを提供する方法を確認しました。また、アプリケーションのトランスパイルされた 2 つの異なるバージョンを送信することで、JavaScript モジュールがどのようにパフォーマンスをさらに向上させるかについても学習しました。これらの両方の手法でバンドルサイズを大幅に削減する方法を十分に理解したうえで、最適化に進みましょう。