Aplikasi Isomorfik dengan React dan Nashorn

1. Ikhtisar

Dalam tutorial ini, kita akan memahami apa sebenarnya aplikasi isomorfik. Kami juga akan membahas Nashorn, mesin JavaScript yang dibundel dengan Java.

Selanjutnya, kita akan menjelajahi bagaimana kita bisa menggunakan Nashorn bersama dengan pustaka ujung depan seperti React untuk membuat aplikasi isomorfik.

2. Sedikit Sejarah

Secara tradisional, aplikasi klien dan server ditulis dengan cara yang cukup berat di sisi server. Pikirkan PHP sebagai mesin skrip yang menghasilkan sebagian besar HTML statis dan browser web yang merendernya.

Netscape hadir dengan dukungan JavaScript di browsernya pada pertengahan tahun sembilan puluhan . Itu mulai menggeser beberapa pemrosesan dari sisi server ke browser sisi klien. Untuk waktu yang lama, pengembang berjuang dengan berbagai masalah terkait dukungan JavaScript di browser web.

Dengan meningkatnya permintaan akan pengalaman pengguna yang lebih cepat dan interaktif, batasan tersebut sudah didorong lebih keras. Salah satu kerangka kerja paling awal yang mengubah permainan adalah jQuery. Ini membawa beberapa fungsi yang mudah digunakan dan dukungan yang jauh lebih ditingkatkan untuk AJAX.

Segera, banyak kerangka kerja untuk pengembangan front-end mulai bermunculan, yang sangat meningkatkan pengalaman pengembang. Dimulai dengan AngularJS dari Google, React dari Facebook, dan kemudian, Vue, mereka mulai menarik perhatian pengembang.

Dengan dukungan browser modern, kerangka kerja yang luar biasa, dan alat yang diperlukan, arus pasang sebagian besar bergeser ke sisi klien .

Pengalaman yang imersif pada perangkat genggam yang semakin cepat membutuhkan lebih banyak pemrosesan sisi klien.

3. Apa itu Aplikasi Isomorfik?

Jadi, kami melihat bagaimana kerangka kerja front-end membantu kami mengembangkan aplikasi web di mana antarmuka pengguna sepenuhnya ditampilkan di sisi klien.

Namun, kerangka kerja yang sama juga dapat digunakan di sisi server dan menghasilkan antarmuka pengguna yang sama.

Sekarang, kita tidak harus terpaku pada solusi hanya sisi klien atau sisi server saja. Cara yang lebih baik adalah memiliki solusi di mana klien dan server dapat memproses kode front-end yang sama dan menghasilkan antarmuka pengguna yang sama.

Ada keuntungan dari pendekatan ini, yang akan kita bahas nanti.

Aplikasi web semacam itu disebut Isomorphic atau Universal . Sekarang bahasa sisi klien paling eksklusif adalah JavaScript. Oleh karena itu, agar aplikasi isomorfik berfungsi, kita harus menggunakan JavaScript di sisi server juga.

Node.js sejauh ini merupakan pilihan paling umum untuk membangun aplikasi yang dirender sisi server.

4. Apakah Nashorn itu?

Jadi, di mana Nashorn cocok, dan mengapa kita harus menggunakannya? Nashorn adalah mesin JavaScript yang dipaketkan secara default dengan Java . Karenanya, jika kita sudah memiliki aplikasi web back-end di Java dan ingin membangun aplikasi isomorfik, Nashorn sangat berguna!

Nashorn telah dirilis sebagai bagian dari Java 8. Hal ini terutama difokuskan untuk mengizinkan aplikasi JavaScript tertanam di Java.

Nashorn mengompilasi dalam memori JavaScript ke Java Bytecode dan meneruskannya ke JVM untuk dieksekusi. Ini menawarkan performa yang lebih baik dibandingkan dengan mesin sebelumnya, Rhino.

5. Membuat Aplikasi Isomorfik

Kami telah melalui konteks yang cukup sekarang. Aplikasi kita di sini akan menampilkan deret Fibonacci dan menyediakan tombol untuk menghasilkan dan menampilkan angka berikutnya dalam deret tersebut. Mari buat aplikasi isomorfik sederhana sekarang dengan back-end dan front-end:

  • Front-end: Front-end berbasis React.js sederhana
  • Back-end: Back-end Spring Boot sederhana dengan Nashorn untuk memproses JavaScript

6. Aplikasi Front-End

Kami akan menggunakan React.js untuk membuat front end kami . React adalah pustaka JavaScript populer untuk membangun aplikasi satu halaman. Ini membantu kami menguraikan antarmuka pengguna yang kompleks menjadi komponen hierarki dengan status opsional dan pengikatan data satu arah.

React mem-parsing hierarki ini dan membuat struktur data dalam memori yang disebut virtual DOM. Ini membantu React untuk menemukan perubahan antara status yang berbeda dan membuat perubahan minimal pada DOM browser.

6.1. Komponen React

Mari buat komponen React pertama kita:

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}) ) ); } });

Sekarang, mari kita pahami apa yang dilakukan kode di atas:

  • Untuk memulainya, kita telah mendefinisikan komponen kelas di React yang disebut "App"
  • Yang paling fungsi penting dalam komponen ini adalah “membuat” , yang bertanggung jawab untuk menghasilkan user interface
  • Kami telah menyediakan gaya className yang dapat digunakan komponen
  • Kami menggunakan status komponen di sini untuk menyimpan dan menampilkan rangkaian
  • Saat menginisialisasi sebagai daftar kosong, status mengambil data yang diteruskan ke komponen sebagai prop ketika komponen dipasang
  • Akhirnya, dengan mengklik tombol “Add”, panggilan jQuery ke layanan REST dibuat
  • Panggilan tersebut mengambil nomor berikutnya dalam urutan dan menambahkannya ke status komponen
  • Perubahan status komponen secara otomatis merender ulang komponen

6.2. Menggunakan Komponen React

React mencari elemen bernama "div" di halaman HTML untuk mengaitkan kontennya . Yang harus kita lakukan adalah menyediakan halaman HTML dengan elemen "div" ini dan memuat file JS:

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

Jadi, mari kita lihat apa yang telah kami lakukan di sini:

  • 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. Kesimpulan

Dalam tutorial ini, kami membahas konsep dasar aplikasi isomorfik dan mesin JavaScript Nashorn. Kami mengeksplorasi lebih lanjut cara membuat aplikasi isomorfik dengan Spring Boot, React, dan Nashorn.

Kemudian, kami membahas kemungkinan lain untuk memperluas aplikasi front-end dan manfaat menggunakan aplikasi isomorfik.

Seperti biasa, kode dapat ditemukan di GitHub.