Co jsou jednostránkové aplikace? Příklady, rámce a další

Aplikace s jednou stránkou (SPA) se těší velké oblibě, především díky jejich schopnosti poskytovat uživatelům výjimečný zážitek. Vyznačují se rychlostí, efektivnějším vývojovým procesem a menší spotřebou serverových prostředků.

Není proto překvapením, že jejich popularita neustále roste. Technologické společnosti jako Google s oblibou využívají SPA, jako je Gmail nebo Mapy Google, aby tak uspokojily své uživatele.

Pokud tedy uvažujete o vývoji aplikace, SPA může být ideální volbou, pokud hledáte rychlé, multiplatformní řešení s bohatou funkčností pro vaše SaaS projekty, sociální sítě nebo jiné specifické potřeby.

Ale co přesně SPA vlastně je?

Pojďme se podrobněji podívat na principy fungování jednostránkových aplikací, jejich výhody a nevýhody, a také na to, jak je efektivně vytvářet.

Co jsou to Jednostránkové Aplikace?

Jednostránková aplikace (SPA) je webová stránka nebo aplikace, která funguje v prohlížeči a načítá pouze jeden HTML dokument. Během používání nedochází k opakovanému načítání stránky, přičemž většina obsahu zůstává statická a aktualizují se jen potřebné části. Aktualizace obsahu probíhá pomocí JavaScript API.

Uživatelé tak mohou procházet web bez nutnosti načítání celých nových stránek a dat ze serveru. To vede ke zvýšení výkonu a uživatelského komfortu, který se blíží nativním aplikacím. SPA nabízí interaktivnější a dynamičtější webový zážitek a pomáhají uživatelům pohybovat se v jediném, přehledném webovém prostředí funkčním a snadným způsobem.

Příklady SPA

Gmail, Facebook, Trello, Google Maps a další jsou příklady jednostránkových aplikací, které poskytují uživatelsky přívětivý zážitek v prohlížeči bez nutnosti neustálého načítání stránek.

Když například otevřete svůj Gmail, uvidíte, že se při navigaci mezi e-maily mění jen minimum prvků. Záhlaví a postranní panel zůstávají stejné a nový e-mail se načte rychle pomocí JavaScriptu.

Jak SPA Fungují?

Architektura jednostránkových aplikací je poměrně jednoduchá a zahrnuje technologie vykreslování na straně klienta i serveru.

Představte si, že chcete navštívit určitou webovou stránku. Když zadáte její adresu do prohlížeče, ten pošle požadavek na server a ten mu vrátí HTML dokument.

V případě SPA server pošle HTML dokument pouze při prvním požadavku. Při dalších požadavcích už odesílá pouze JSON data. To znamená, že SPA dynamicky přepisuje obsah aktuální stránky bez nutnosti načítat celou stránku znovu. Eliminací zbytečného čekání na opětovné načítání se zvyšuje rychlost a výkon. Díky tomuto chování se SPA chová téměř jako nativní aplikace.

Jednostránkové aplikace se liší od vícestránkových aplikací (MPA), které se skládají z více stránek a musí se načítat znovu při každém požadavku uživatele na nová data.

I když první načtení SPA může trvat déle, po inicializaci poskytuje mnohem rychlejší a plynulejší navigaci. MPA mohou být pomalejší, zvláště pokud obsahují velké množství grafických prvků a vyžadují kvalitní internetové připojení. Mezi příklady MPA patří Amazon a Google Docs.

Výhody SPA 👍

Většina zdrojů, jako jsou HTML, JavaScript a CSS, se v SPA načítá pouze jednou na začátku, a při dalším používání už není nutné je načítat znovu. Mění se pouze přenášená data, což zaručuje vysokou odezvu. Pojďme se nyní podívat na všechny klíčové výhody, které SPA nabízejí.

Vyšší Rychlost

Webové aplikace musí být rychlé, protože uživatelé nemají čas čekat. SPA poskytují kratší dobu odezvy, protože se nemusejí načítat celé stránky, mění se pouze data v požadovaných částech obsahu. To se promítá do výrazného zvýšení rychlosti webové aplikace.

Zlepšená Uživatelská Zkušenost

Pro úspěch aplikace je klíčová dobrá uživatelská zkušenost. Studie ukazují, že uživatelé opouštějí weby, které jsou pomalé a nepohodlné. S SPA se uživatelé nemusí zdržovat čekáním na načtení celého obsahu stránky, ale rychle získají požadované informace. To vede k mnohem lepší uživatelské zkušenosti.

Efektivní Ukládání do Mezipaměti

Jednostránková aplikace může efektivně ukládat data do mezipaměti, protože odesílá požadavek na server pouze jednou a poté pouze aktualizuje data. Data v mezipaměti se dají používat i offline. Pokud se uživateli přeruší internetové připojení, aplikace dokáže synchronizovat data se serverem, jakmile se připojení obnoví.

Zjednodušený Vývoj

Vývoj SPA je jednodušší, protože vývojáři nemusejí věnovat čas psaní kódu a vykreslování webových stránek na serveru. Místo toho mohou znovu použít kód na straně serveru a oddělit SPA od uživatelského rozhraní. Frontendový a backendový tým se tak mohou nezávisle soustředit na svou práci.

Ale jak to funguje?

Vývoj frontendu je u SPA jednodušší díky jejich oddělené architektuře, kde je uživatelské rozhraní (frontend) oddělené od backendových služeb. Vzhledem k tomu, že backendové funkce se příliš nemění, uživatelé mohou mít konzistentní zkušenost s používáním aplikace, registrací pomocí formulářů a podobně. Můžete si ponechat stejný obsah, ale měnit jeho vizuální prezentaci.

Oddělením backendové logiky a dat od způsobu jejich prezentace se aplikace stane službou, což vývojářům umožňuje vytvořit několik různých rozhraní (frontendů) pro stejnou službu. Umožňuje to také vývojářům budovat, testovat a nasazovat frontend bez nutnosti starat se o detaily backendové technologie.

Snadné Ladění

Ladění je klíčové pro optimální výkon aplikací, jelikož umožňuje odhalit a opravit chyby a nedostatky, které by mohly zpomalovat její chod.

Jednostránkové aplikace lze snadno ladit pomocí prohlížeče Google Chrome, protože se vyvíjejí pomocí populárních frameworků, jako jsou React, Angular nebo Vue.js. Snadno tak můžete monitorovat a prozkoumávat prvky stránky, data a síťové operace.

Ladění v SPA je také jednodušší než u MPA, protože SPA mají vlastní vývojářské nástroje pro Chrome. Vývojáři mohou snadno prozkoumat vykreslování JavaScriptového kódu v prohlížeči a ladit SPA, aniž by se museli probírat stovkami nebo tisíci řádky kódu. Nástroje pro ladění v Chromu také zobrazují elementy stránky, požadavky na server a ukládání do mezipaměti.

Menší Spotřeba Zdrojů

Jednostránkové aplikace spotřebovávají méně šířky pásma, protože se načítají pouze jednou. Jsou vhodné i pro oblasti s pomalejším připojením k internetu. Kromě toho mohou fungovat i offline, čímž šetří data a umožňují přístup i práci s aplikací i bez stabilního internetového připojení (na rozdíl od MPA jako Google Docs).

Kompatibilita Napříč Platformami

Vývojáři mohou snadno vytvářet aplikace, které fungují na libovolném operačním systému, zařízení i v prohlížeči, a to z jediné kódové základny. Tím se zvyšuje spokojenost uživatelů, kteří mohou používat SPA kdekoli a na jakémkoli zařízení.

Vývojáři mohou snadno vytvářet aplikace s bohatými funkcemi. Například, mohou implementovat analýzu v reálném čase při vývoji aplikace pro editaci obsahu.

Ovšem s SPA jsou spojená i určitá negativa.

Nevýhody SPA 👎

Slabé SEO

Architektura SPA spočívá pouze v jedné stránce s jednou URL adresou. To omezuje schopnost SPA efektivně využívat optimalizaci pro vyhledávače (SEO). Metody SEO pomáhají zlepšit pozici webu ve výsledcích vyhledávání, což je důležité pro získání organické návštěvnosti.

Protože SPA má jen jednu URL adresu a neexistují žádné další specifické adresy pro podstránky, optimalizace pro SEO je komplikovanější. Chybí indexace, podrobné analytické údaje, unikátní odkazy a metadata. To ztěžuje vyhledávacím robotům analyzovat takové stránky a SEO optimalizace se stává obtížnější.

Online Hrozby

SPA jsou zranitelnější vůči online hrozbám, jako je cross-site scripting (XSS), než MPA. Útočníci mohou zneužít XSS k vložení skriptů na straně klienta do webové aplikace a kompromitovat ji. Kontrola přístupu na provozní úrovni není tak přísná, a pokud vývojáři nepřijmou adekvátní opatření, může dojít k úniku citlivých dat.

Počáteční Doba Načítání

I když se SPA chlubí rychlým výkonem a svižností, načtení celé webové aplikace na začátku může chvíli trvat. To může některé uživatele odradit, protože se nemusí chtít ke stránce znovu vracet.

Historie Prohlížeče

SPA neukládají plnohodnotnou historii prohlížeče. Pokud se podíváte do historie prohlížeče, uvidíte pouze odkaz na hlavní SPA stránku. Nemůžete se tak vracet mezi různými stavy v SPA. Pokud stisknete tlačítko Zpět, vrátíte se na předchozí webovou stránku, nikoli na předchozí stav SPA. Tuto nevýhodu lze ovšem kompenzovat použitím HTML5 History API.

Kdy Používat SPA?

Jak jsme si ukázali, SPA mají spoustu výhod, ale také i své nevýhody. Proto nelze říci, že by byly jednoznačně dobré nebo špatné. Volba pro vývoj aplikace závisí na vašich konkrétních požadavcích a cílech.

• Pokud chcete vytvořit web s menším objemem dat a dynamickou platformou, může být SPA dobrá volba.
• Je také vhodné, pokud plánujete vyvíjet mobilní aplikaci, a můžete tak používat backend API jak pro web, tak pro mobilní aplikaci.
• Architektura SPA je vhodná pro budování sociálních sítí (například Facebook), uzavřených komunit a SaaS platforem, jelikož tyto typy aplikací nevyžadují rozsáhlou SEO optimalizaci.
• Pokud chcete poskytnout bezproblémovou uživatelskou interakci, SPA je pro vás ideální. Jednostránkové aplikace, jako jsou Google Mapy, využívají tento přístup k poskytování živých změn při pohybu uživatele po mapě.
• SPA se také hodí pro aplikace, které nabízejí živé aktualizace, jako je streamování dat, grafy v reálném čase, oznámení a upozornění.
• Vyberte si SPA, pokud chcete nabídnout uživatelům jednotný, konzistentní a dynamický zážitek napříč různými operačními systémy, prohlížeči a zařízeními.

Pokud splňujete některé z výše uvedených kritérií, můžete se pustit do vývoje SPA. Nyní se rychle podívejme na to, jak takovou jednostránkovou aplikaci vytvořit.

Jak Vytvořit SPA?

Každý vývoj softwaru, včetně SPA, vyžaduje tři klíčové aspekty – tým, čas a nástroje a technologie.

Tým

Musíte mít vývojářský tým se zkušenostmi v JavaScriptu, CSS a HTML, a také znalostmi dalších souvisejících technologií. Sestavte si tým z těchto rolí:

• Projektoví manažeři, kteří budou vést tým a řídit celý proces vývoje.
• JavaScript vývojáři pro psaní kvalitního kódu frontendu.
• UX/UI designéři pro navržení aplikace s ohledem na použitelnost a estetický vzhled.
• Backend softwaroví inženýři, aby zajistili bezproblémovou komunikaci mezi serverem a rozhraním aplikace.
• Specialisté na kontrolu kvality pro testování aplikace a hledání chyb, aby zajistili bezproblémový chod aplikace.

Čas a Rozpočet

Stanovte si časový plán pro vývoj aplikace, abyste ji mohli uvést na trh včas. Plán závisí na složitosti aplikace, požadavcích na funkce a velikosti týmu. Věnujte dostatek času průzkumu, plánování a vytvoření efektivního procesu pro každou fázi vývoje, od kódování přes návrh až po testování a nasazení.

Mějte také připravený plán a prostředky pro údržbu aplikace, abyste mohli řešit problémy, přidávat nové funkce a aktualizovat obsah. Ujistěte se také, že se celá akce vejde do vašeho rozpočtu. Rozdělte zdroje a týmové členy efektivně.

Nástroje a Technologie

Při vývoji webových aplikací jsou nástroje a technologie klíčové. Jak již bylo zmíněno, JavaScript, CSS a HTML jsou tři základní technologie pro vývoj SPA. Kromě toho potřebujete i další nástroje, jako jsou JavaScriptové frameworky pro vytvoření "kostry" aplikace, Ajax (JS a XML) pro nasazení, backendové technologie jako PHP, Node.js a databáze jako MongoDB nebo MySQL.

Pojďme se podívat na některé vhodné JavaScript frameworky pro vývoj SPA.

Ember

Ember nebo Ember.js je vynikající JavaScript framework pro tvorbu jednostránkových aplikací. Je testovaný a produktivní, což poskytuje solidní základ pro tvorbu vaší aplikace. Má všechny potřebné funkce pro vytvoření bohatého uživatelského rozhraní, které bude fungovat na mnoha zařízeních.

Architektura uživatelského rozhraní Ember je škálovatelná a používají ji společnosti jako Microsoft, Apple, Netflix a LinkedIn. Je to "bateriový" framework, což znamená, že od prvního dne vývoje máte vše, co potřebujete k okamžitému použití.

Ember CLI funguje jako páteř Ember aplikace a poskytuje generátory kódu pro vytváření nových entit, uspořádání souborů a další. Nabízí vestavěné prostředí s rychlým automatickým obnovením, překompilováním a testovacími procesy. Aplikaci můžete také rychle nasadit pomocí jediného příkazu.

Ember Router je vynikající a zahrnuje asynchronní načítání dat, parametry dotazů a dynamické adresy URL. Navíc má plnohodnotnou knihovnu pro přístup k datům (Ember Data), komplexní testovací prostředí a bezplatné upgrady.

Angular.js

Jeden z nejlepších frameworků JavaScript, Angular.js, vám pomůže efektivně vytvořit vaši jednostránkovou aplikaci s robustními možnostmi. Umožňuje rozšířit slovník HTML vaší aplikace a nabízí prostředí, které je rychlé, čitelné a expresivní.

Angular.js je vysoce rozšiřitelný a kompatibilní s mnoha knihovnami. Můžete snadno nahradit nebo modifikovat jakoukoli funkci, abyste si přizpůsobili aplikaci a vytvořili ji podle vašich specifických požadavků a zefektivnili vývojový workflow.

Angular.js využívá databinding k aktualizaci zobrazení na základě změn modelu, čímž eliminuje manipulaci s DOM. Můžete také použít kontrolery a jednoduchý JavaScript pro snadnou údržbu, testování a opakované použití kódu.

Můžete vytvářet komponenty s direktivami, opakovaně použitelné komponenty a lokalizací. Využijte databinding, ověřování formulářů a umožněte efektivní komunikaci se serverem.

Backbone.js

Backbone.js nabízí robustní strukturu aplikací pomocí modelů, vlastních událostí, vazby klíč-hodnota, pohledů se zpracováním událostí a kolekcí. Připojuje se k API pomocí rozhraní RESTful JSON.

Směrovač můžete použít k aktualizaci URL adresy v prohlížeči a umožnit tak uživatelům ukládání stránek do záložek a sdílení. Jeho kód je dostupný na GitHubu a je licencován pod MIT. Aplikace, které používají Backbone.js, jsou například Hulu, Airbnb, Pandora, Trello, Stripe, Khan Academy, Bitbucket a WordPress.com.

Vue.js

Vue.js je progresivní JS framework nabízející ekosystém pro tvorbu SPA. Tento open-source projekt s MIT licencí usnadnil vytváření vynikajícího uživatelského rozhraní pro jednostránkové aplikace.

Je navržen tak, aby byl adaptabilní a dá se škálovat mezi frameworkem a knihovnou, dle potřeby. Její knihovna se zaměřuje pouze na vrstvu zobrazení a nabízí knihovny pro řešení složitostí u větších jednostránkových aplikací.

React

React je jedna z nejoblíbenějších JavaScript knihoven pro tvorbu jednostránkových aplikací. Je vyvíjena a udržována vývojáři Facebooku (nyní Meta). Jedná se o open-source projekt, a můžete se na jeho rozvoji také podílet.

Existuje mnoho důvodů, proč si vybrat React pro vývoj vašeho dalšího SPA. Podívejme se na některé z nich:

• Snadná adaptace, pokud jste vývojář JavaScriptu.
• Dokumentace Reactu je výborná pro začátečníky.
• Pokud se naučíte koncepty Reactu, pomůže vám to i s vývojem mobilních aplikací pomocí React Native.
• Velká komunita, která nabízí spoustu balíčků od třetích stran.
• Společnosti jako Facebook, Bloomberg, Airbnb, Instagram a Skype používají knihovnu React k vývoji svého uživatelského rozhraní.

Není přehnané říci, že React je aktuálně nejoblíbenější knihovnou pro tvorbu webových aplikací. Zkuste ho a budete ho milovat. Podívejte se na tyto zdroje, abyste se o Reactu dozvěděli více.

Závěr 👨‍💻

Jednostránkové aplikace (SPA) vám mohou být užitečné, pokud chcete vytvořit svižnou, rychlou a funkcemi nabitou aplikaci pro sociální sítě, SaaS podnikání, živé aktualizace a další. Definujte si svoje požadavky a cíle, abyste se rozhodli, zda je SPA pro váš projekt správná volba, a pak vyberte vhodný JavaScript framework a můžete začít s vývojem.