Kiến trúc front-end hiệu năng cao cho ứng dụng web

[Nhật Quang]

Bài viết trình bày các kỹ thuật giúp ứng dụng front-end tải nhanh hơn và mang lại trải nghiệm mượt mà cho người dùng. Tập trung vào kiến trúc front-end: tải tài nguyên thiết yếu trước, tối đa hóa khả năng tận dụng cache và giảm thời gian chặn hiển thị.

Trước khi trình duyệt vẽ lần đầu, người dùng không thấy gì cả. Ít nhất trang cần tải tài liệu HTML, và thường kèm theo các tài nguyên bổ sung như CSS và JavaScript. Khi những thứ này sẵn sàng thì trình duyệt mới bắt đầu vẽ giao diện.

Các stylesheet và (mặc định) thẻ script chặn nội dung phía dưới chúng khỏi việc hiển thị. Điều này gây ra trạng thái “render-blocking” nếu các file quan trọng không được tối ưu hóa hoặc phát hiện quá muộn.

Một vấn đề phổ biến là chuỗi yêu cầu đồng bộ: trình duyệt chỉ phát hiện cần tải một tài nguyên sau khi một yêu cầu khác hoàn thành, dẫn tới nhiều yêu cầu phải nối tiếp. Ví dụ thường gặp là dùng @import trong CSS để tải Google Fonts — điều này khiến trình duyệt phải thực hiện nhiều yêu cầu tuần tự.

Cách xử lý với font và chuỗi yêu cầu:
- Di chuyển yêu cầu Google Fonts từ @import vào thẻ trong HTML để cắt bớt một liên kết trong chuỗi.
- Hoặc nhúng thẳng CSS của Google Fonts vào HTML hoặc file CSS chính nếu chấp nhận rủi ro tương thích cũ.
- Dùng font-display: swap để tránh giật chữ (FOIT) khi font chưa tải xong.
- Nếu không thể loại bỏ chuỗi, cân nhắc preload hoặc preconnect tới domain chứa font để chuẩn bị kết nối trước.

Thiết lập kết nối tới server mới thường tốn nhiều lượt đi về (round-trip). Những yêu cầu tiếp theo tới cùng một server có thể tái sử dụng kết nối đã mở, vì vậy gom các tài nguyên cùng host sẽ giúp giảm chi phí kết nối.

Hai yếu tố khác bạn có thể kiểm soát là kích thước tài nguyên và vị trí máy chủ:
- Giữ dữ liệu gửi đi nhỏ nhất cần thiết và nén (brotli, gzip).
- Dùng CDN để đặt máy chủ gần người dùng hơn, giảm thời gian round-trip cho các tài nguyên tĩnh như CSS, JS, ảnh.

Service worker cho phép chặn yêu cầu trước khi chúng tới mạng, giúp đạt được first paint gần như ngay lập tức nếu tài nguyên đã được cache. Điều này hữu ích cho lần tải lặp lại khi HTML/CSS/JS cần thiết đã nằm trong cache, nhưng không giúp được lần tải đầu nếu chưa có cache.

Sau khi tài nguyên được tải, trình duyệt còn phải phân tích, biên dịch và thực thi mã. Việc tách bundle (bundle splitting) cho phép chỉ tải mã cần cho trang hiện tại thay vì toàn bộ ứng dụng, và giúp một phần mã được cache độc lập khi phần khác thay đổi.

Lưu ý khi tách bundle:
- Dùng splitChunks (ví dụ Webpack) để tách mã chia sẻ, bật runtime chunk để hash ổn định và tận dụng cache lâu dài.
- Dùng import() động để lazy load mã dành riêng cho route hoặc tính năng.
- Tách bundle sẽ tạo thêm yêu cầu, nhưng nếu các yêu cầu được thực hiện song song (đặc biệt với HTTP/2) thì không gây nhiều vấn đề.
- Với các chunk tải theo thứ tự, bạn có thể dùng preload nếu chắc chắn chunk đó sẽ cần — nhưng cân nhắc kỹ vì preload đôi khi ưu tiên tải thứ không quan trọng hơn và làm chậm các tài nguyên cấp cao hơn.

Về dữ liệu ứng dụng (API/data):
- Tránh tải dữ liệu theo chuỗi sau khi bundle xong nếu có thể. Hai cách chính để đưa dữ liệu sớm: render phía server (SSR) hoặc nhúng dữ liệu khởi tạo (initial state) vào HTML để client hydrate ngay mà không cần chờ gọi API.
- Nếu cần gọi API từ client, cân nhắc prefetch/preconnect tới endpoint, dùng cache tốt và tận dụng HTTP/2 để gọi song song nhiều API.
- Xem xét kỹ thuật optimistic rendering, skeleton screens hoặc progressive hydration để người dùng cảm thấy trang phản hồi nhanh hơn ngay cả khi dữ liệu chưa đầy đủ.

Tóm lại, để tối ưu kiến trúc front-end bạn nên tập trung vào: phát hiện và tải tài nguyên thiết yếu càng sớm càng tốt, giảm chuỗi yêu cầu đồng bộ, tận dụng cache và CDN, dùng service worker khi phù hợp, tách bundle hợp lý và cung cấp dữ liệu khởi tạo để giảm thời gian chặn tương tác. Những bước này kết hợp sẽ cải thiện đáng kể thời gian hiển thị và trải nghiệm người dùng.

Nguồn: https://www.debugbear.com/blog/performant-front-end-architecture