スピードのための予算編成：ウェブアプリケーションのアジリティを維持する

今日のペースの速いデジタル世界では、Webアプリケーションの速度に対するユーザーの期待はかつてないほど高まっています。読み込みが遅いページやぎこちないインタラクションは、単なる不便ではありません。ユーザーエンゲージメント、コンバージョン率、そして最終的にはビジネスの成功に直接影響します。私たちはしばしば、機能開発、複雑なUIデザイン、堅牢なバックエンドシステムに多大な労力を注ぎますが、基本的な側面であるパフォーマンスを無視しがちです。意図的な戦略なしでは、アプリケーションは徐々に肥大化し、時間の経過とともにユーザーエクスペリエンスを低下させる可能性があります。そこで、「パフォーマンス予算」の概念が不可欠になります。これは、単に最後に最適化するだけでなく、開発ライフサイクル全体を通じて速度目標を積極的に定義し、強制することです。明確なパフォーマンスの境界を設定し、それらを継続的に監視することで、Webアプリケーションをすべての人にとって機敏で、応答性が高く、魅力的なものに保つことができます。この記事では、フロントエンドプロジェクトのパフォーマンス予算の確立と維持の実践について詳しく説明します。

パフォーマンス予算のコアコンセプト

方法に入る前に、パフォーマンス予算に関わる主要な用語について共通の理解を確立しましょう。

パフォーマンスメトリクス（コアウェブバイタル）

これらは、Webアプリケーションでのユーザーエクスペリエンスのさまざまな側面を反映する測定可能な量です。最も重要なものの中には、Googleのコアウェブバイタルがあり、読み込み時間、インタラクティビティ、視覚的な安定性に関する全体像を提供します。

• Largest Contentful Paint (LCP): 画面上の最大のコンテンツ要素が表示されるまでの時間を測定します。良好なLCPは、高速な読み込みエクスペリエンスを示します。2.5秒以下を目指してください。
• First Input Delay (FID): ユーザーがページを最初に操作した（例：ボタンをクリックした）時間から、ブラウザが実際にその操作に応答できるようになるまでの時間を測定します。低いFIDは良好な応答性を示します。100ミリ秒以下を目指してください。（注意：Interaction to Next Paint (INP) は、すべてのインタラクションをカバーする、応答性に関するより包括的なメトリクスとして登場しています。FIDは依然として関連性がありますが、INPが注目を集めています）。
• Cumulative Layout Shift (CLS): ページ全体の有効期間中に発生するすべての予期しないレイアウトシフトの個々のレイアウトシフトスコアの合計を測定します。低いCLSは、ページが視覚的に安定していることを意味します。0.1以下を目指してください。

その他の重要なメトリクスには以下が含まれます。

• First Contentful Paint (FCP): ページが読み込みを開始してから、画面にページコンテンツの一部がレンダリングされるまでの時間。
• Time to Interactive (TTI): ページが完全にインタラクティブになるまでにかかる時間。

パフォーマンス予算

パフォーマンス予算とは、Webアプリケーションのパフォーマンスメトリクスが準拠しなければならない、量的な制限のセットです。速度に関する財務予算のようなものと考えてください。アプリケーションのさまざまな側面について許容可能なしきい値を定義し、それが高速で応答性の高い状態を維持することを保証します。これらの予算は以下を設定できます。

• バンドルサイズ: JavaScript、CSS、画像アセットの合計サイズ。
• 読み込み時間: LCP、FCPなどの特定のメトリクスが満たされるまでにかかる時間。
• 実行時間: JavaScriptが解析、コンパイル、実行されるまでにかかる時間。
• HTTPリクエスト数: ページを読み込むために行われるリクエストの合計数。

Webpack / Rollup

これらは、最新のフロントエンド開発で広く使用されているモジュールバンドラです。これらは、アプリケーションのソースコードとそのすべての依存関係を取り込み、デプロイ用に最適化されたファイルにバンドルします。WebpackとRollupの両方で、バンドルサイズを最適化するための強力な機能が提供されており、パフォーマンス予算戦略に統合できます。

パフォーマンス予算の作成と強制

パフォーマンス予算の設定と監視のプロセスには、測定するものを定義することから開発ワークフローへのチェックの統合まで、いくつかの重要なステップが含まれます。

1. パフォーマンス目標を定義する

これは基盤となるステップです。何を達成したいですか？ターゲットオーディエンス、ビジネス目標、既存のベンチマークに基づいて、選択したパフォーマンスメトリクスの具体的な目標を定義します。たとえば、次のようになります。

• モバイルデバイスでのLCP: ≤ 2.5秒
• 合計JavaScriptバンドルサイズ: ≤ 250 KB（gzip圧縮）
• CSSバンドルサイズ: ≤ 50 KB（gzip圧縮）
• 重要なHTTPリクエスト数: ≤ 10

すべてを予算計上しようとするのではなく、少数の主要なメトリクスを優先することが役立ちます。コアウェブバイタルと重要なアセットサイズから始めてください。

2. ベースラインを確立する

変更を実装する前に、現在のアプリケーションのパフォーマンスを測定します。このベースラインは、進捗を追跡し、改善の余地がある領域を特定するための参照点として機能します。次のツールを使用してください。

• Lighthouse: Chrome DevToolsに組み込まれた強力なオープンソースツールで、Webページパフォーマンス、アクセシビリティ、ベストプラクティス、SEOを監査します。詳細なレポートと実行可能な推奨事項を提供します。
• PageSpeed Insights: ページを分析し、高速化するための提案を提供するGoogleのツールです。内部ではLighthouseを使用しています。
• WebPageTest: 詳細なウォーターフォールチャート、複数のブラウザ/場所テスト、高度な分析を提供します。

3. ビルドプロセスに予算チェックを統合する

ここで、フロントエンドフレームワークとバンドラが役割を果たします。ほとんどの最新フレームワークはWebpackまたはRollupを活用しており、パフォーマンス予算を強制するための堅牢なメカニズムを提供します。

例：Webpackパフォーマンスヒント

Webpackには、バンドルサイズが定義された制限を超えた場合に警告またはエラーを発行できる組み込みのperformanceオプションがあります。

// webpack.config.js
module.exports = {
  // ... その他のWebpack設定
  performance: {
    hints: 'warning', // 'error'またはfalseにすることができます
    maxEntrypointSize: 512000, // バイト単位で500 KiB
    maxAssetSize: 512000, // バイト単位で500 KiB
    assetFilter: function(assetFilename) {
      return !/ly.map$/.test(assetFilename);
    } // ソースマップを予算から除外する
  },
  // ...
};

この例では、Webpackは、エントリポイントまたは個々の資産が500 KBを超えた場合、ビルドプロセス中に警告を発行します。hints: 'error'を設定すると、ビルドが失敗し、大きすぎるバンドルがデプロイされるのを防ぎます。

例：webpack-bundle-analyzerとsize-limit

バンドルの構成に関する詳細な洞察を得たり、より厳密な制限を強制したりするには、これらのツールを検討してください。

• webpack-bundle-analyzer: このプラグインは、バンドルの内容のインタラクティブなトレマップビジュアライゼーションを生成し、合計サイズに大きく貢献している大きなモジュールまたはライブラリを特定するのに役立ちます。

  // webpack.config.js
  const BundleAnalyzerPlugin = require('webpack-bundle-analyzer').BundleAnalyzerPlugin;
  
  module.exports = {
    // ...
    plugins: [
      new BundleAnalyzerPlugin()
    ]
  };

• size-limit: JavaScript、CSS、または画像バンドルが指定された制限を超えた場合に、CI/CDパイプラインを積極的に失敗させるパフォーマンス予算ツールです。フレームワークに依存せず、ハードリミットを強制するのに非常に強力です。

  まず、インストールします: npm install --save-dev size-limit @size-limit/preset-small-lib

  次に、package.jsonで構成します。

  // package.json
  {
    "name": "my-web-app",
    "version": "1.0.0",
    "size-limit": [
      {
        "path": "dist/**/*.js",
        "limit": "250 KB"
      },
      {
        "path": "dist/**/*.css",
        "limit": "50 KB"
      }
    ],
    "scripts": {
      "build": "webpack --mode production",
      "check-size": "size-limit"
    }
  }

  その後、CI/CDパイプラインの一部としてnpm run check-sizeを実行します。制限を超えた場合、スクリプトはエラーで終了し、デプロイを防ぎます。

4. CI/CDでの継続的な監視

パフォーマンス予算は、継続的に監視される場合に最も効果的です。パフォーマンスチェックを継続的インテグレーション/継続的デプロイ（CI/CD）パイプラインに統合することで、すべてのコード変更が予算に対して評価されるようになります。

Lighthouse CIのようなツールは、すべてのプルリクエストまたはコミットでLighthouse監査を自動化できます。

# .github/workflows/lighthouse-ci.yml (GitHub Actionsの場合)
name: Lighthouse CI

on: [push]

jobs:
  lighthouse:
    runs-on: ubuntu-latest
    steps:
      - uses: actions/checkout@v2
      - name: Setup Node.js
        uses: actions/setup-node@v2
        with:
          node-version: '16'
      - name: Install dependencies
        run: npm install
      - name: Build project
        run: npm run build
      - name: Run Lighthouse CI
        run: |
          npm install -g @lhci/cli@0.10.x
          lhci autorun --collect.url=http://localhost:3000 --assert.preset=lighthouse:recommended
        env:
          LHCI_BIND_PORT: 3000

このワークフローは、ビルドされたアプリケーションに対してLighthouse CIを実行します。assert.presetオプションを使用すると、さまざまなメトリクスのパフォーマンスしきい値を定義できます。たとえば、LCPが2.5秒を超える場合に失敗するように構成できます。

5. 定期的なレビューとイテレーション

パフォーマンス予算は固定されたものではありません。アプリケーションの進化、ユーザーエクスペリエンスの変化、新しいテクノロジーの出現に伴い、予算を調整する必要がある場合があります。パフォーマンスメトリクスを定期的にレビューし、ユーザーフィードバックを収集し、予算定義を反復します。これは最適化の継続的なプロセスです。

結論

パフォーマンス予算の実装は、高性能なWebアプリケーションを構築するための積極的で不可欠な戦略です。明確なパフォーマンス目標を確立し、開発ワークフローに自動化されたチェックを統合し、主要なメトリクスを継続的に監視することで、パフォーマンスの低下を防ぎ、一貫して高速で魅力的なユーザーエクスペリエンスを保証できます。開発プロセスにおいてパフォーマンスを第一級の市民として扱い、ユーザーに感謝されるでしょう。速度のための予算編成は、単なる良い実践ではありません。ユーザー満足度とビジネスの成功に直接貢献する競争上の優位性です。