V-DOMを超えたSolidとSvelte：リアクティブ革命の探求

はじめに

長年、Virtual DOM (V-DOM) は、ReactやVueのようなモダンなフロントエンドフレームワークの礎石であり、効率的なUI更新のためのエレガントなソリューションを提供してきました。V-DOMは、DOM操作を直接行うことを抽象化することで、宣言的なプログラミングと印象的なパフォーマンスを約束しました。しかし、フロントエンドの状況が進化するにつれて、私たちの期待も変化します。開発者は、パフォーマンスの境界を押し広げ、ワークフローを合理化し、よりスピーディーなユーザーエクスペリエンスを提供する方法を常に模索しています。この追求がフレームワーク設計における興味深い進化を促し、確立された規範に大胆に挑戦する「ポストV-DOM時代」を生み出しました。本稿では、この新しい時代の2つの著名な候補、SolidとSvelteに深く迫ります。それぞれのリアクティビティとレンダリングへのアプローチを探り、その哲学を比較し、V-DOMなしで卓越したパフォーマンスをどのように達成しているのかを明らかにします。

コアコンセプトと設計哲学

SolidとSvelteの具体例に入る前に、それらの設計の根底にあるいくつかのコアコンセプトを明確にしましょう。

1. リアクティビティ: 本質的に、リアクティビティとは、システムがデータの変更に自動的に応答する能力です。データの一部が変更されると、それに依存するものはすべて、手動介入なしに適切に更新されるべきです。
2. きめ細かなリアクティビティ: これは、更新が正確にターゲットにされる、より詳細なリアクティビティの形式です。データ変更に応答して大きなコンポーネントやサブツリー全体を再レンダリングする代わりに、DOMの実際に影響を受けた特定の部分のみが更新されます。これは、V-DOMベースの差分検出とは対照的です。V-DOMベースの差分検出では、実際のDOMとの調和の前に、コンポーネントの仮想ツリー全体を再レンダリングすることがよくあります。
3. コンパイル: Svelteのような一部のフレームワークは、コンパイルファーストのアプローチを採用しています。これは、コンポーネントコードがビルド時に非常に最適化されたプレーンJavaScriptに変換されることを意味します。これにより、フレームワークは実行時のオーバーヘッドを回避し、事前に非常に効率的な更新ロジックを生成できます。
4. ランタイムリアクティビティ: Solidのような他のフレームワークは、実行時にきめ細かなリアクティビティを実現します。これらは、リアクティブシステム（多くの場合、オブザーバブルまたはシグナルに基づいています）を使用して依存関係を追跡し、データが変更されたときに自動更新をトリガーします。

Solid：実行時のきめ細かなリアクティビティ

Solid.jsは、「真の」リアクティブパラダイムを採用しており、KnockoutやS.jsのようなライブラリからインスピレーションを得ています。「シグナル」、「メモ」、「エフェクト」のシステムを通じて、きめ細かなリアクティビティを実現します。状態 (createSignal) を定義すると、Solidはそのシグナルがどこで使用されているかを追跡します。このシグナルに依存するUIのあらゆる部分は「エフェクト」になります。シグナルが変更されると、それに依存する特定の効果のみが再実行され、DOMの関連部分が直接更新されます。Solidのコンパイラは主にJSXの変換に焦点を当てており、リアクティビティは効率的なランタイムシステムに任されています。

Solidの主要な設計原則は以下の通りです。

• V-DOMなし： SolidはV-DOMを完全に回避します。JSXを、リアクティビティの利点が追加されたプレーンJavaScriptに似た、非常に最適化されたDOM命令に直接コンパイルします。
• きめ細かな更新： 更新は外科的です。単一のデータが変更されると、DOMのそのデータに依存する正確なテキストノードまたは属性のみが更新され、コンポーネント全体やサブツリーは更新されません。
• パフォーマンス： V-DOMの差分検出アルゴリズムを排除し、ランタイムオーバーヘッドを最小限に抑えることで、SolidはしばしばプレーンJavaScriptの速度に迫る卓越したパフォーマンスメトリクスを誇ります。
• 使い慣れたAPI： 独自の内部動作にもかかわらず、SolidはJSX、関数コンポーネント、フックを備えたReactライクなAPIを提供しており、Reactに慣れた開発者の移行を容易にします。

簡単なSolidの例を見てみましょう。

// app.jsx
import { createSignal, onMount } from 'solid-js';
import { render } from 'solid-js/web';

function Counter() {
  const [count, setCount] = createSignal(0);

  // countが変更されるたびに実行されるエフェクト
  onMount(() => {
    console.log('Component mounted or count changed:', count());
  });

  return (
    <div>
      <p>Count: {count()}</p>
      <button onClick={() => setCount(count() + 1)}>Increment</button>
      <button onClick={() => setCount(count() - 1)}>Decrement</button>
    </div>
  );
}

render(() => <Counter />, document.getElementById('app'));

この例では、createSignal(0)がリアクティブなシグナルを作成します。setCountが呼び出されると、Solidのランタイムはcount()に依存するJSX式のどの部分が更新されるべきかを正確に把握し、Counterコンポーネント全体を再レンダリングすることなく、DOMのそれらの特定のテキストノードのみを更新します。

Svelte：コンパイラが王国の支配者

Svelteは根本的に異なるアプローチを取ります。それはコンパイラです。リアクティビティとDOM更新を実行するランタイムライブラリを出荷する代わりに、Svelteはビルド時にコンポーネントコードを分析し、非常に最適化された、小さなプレーンJavaScriptモジュールに変換します。これらのモジュールは、状態が変更されるとDOMを直接操作します。V-DOMはなく、リアクティビティのためのランタイムオーバーヘッドもなく、多くの場合、バンドルサイズも大幅に小さくなります。

Svelteのコア設計原則は以下の通りです。

• コンパイル： 最も特徴的な機能です。Svelteはコードを「プレーン化」し、DOMを直接更新する命令的なJavaScriptを生成します。
• ランタイムなし： コンパイルされると、Svelteアプリケーションはフレームワークのランタイムコードをほとんど、あるいは全く含みません。これにより、バンドルサイズが削減され、初期ロード時間が改善されます。
• 宣言的な構文： コンパイラであるにもかかわらず、Svelteは非常になじみやすく宣言的なコンポーネント構文を提供しており、使い慣れているが簡略化されています。
• 自動リアクティビティ： Svelteは魔法のようにリアクティビティを実現します。宣言された変数に新しい値を代入するだけで、Svelteが変更を検出し、DOMを更新するのに十分です。

同等のSvelteの例を以下に示します。

<!-- Counter.svelte -->
<script>
  let count = 0;

  function increment() {
    count += 1;
  }

  function decrement() {
    count -= 1;
  }

  // Svelteのリアクティブステートメント
  $: console.log('Component mounted or count changed:', count);
</script>

<div>
  <p>Count: {count}</p>
  <button on:click={increment}>Increment</button>
  <button on:click={decrement}>Decrement</button>
</div>

<style>
  /* コンポーネントスコープのスタイル */
  div {
    border: 1px solid blue;
    padding: 10px;
  }
</style>

count += 1が自動的に更新をトリガーすることに注目してください。Svelteのコンパイラはこの代入をインテリジェントに検出し、関連するDOMテキストノードを更新するために必要な命令的なJavaScriptを生成します。$: console.log構文はSvelteの「リアクティブステートメント」であり、countが変更されるたびに実行されます。

哲学とトレードオフの比較

Solidは、開発者に更新に対するきめ細かな制御を可能にする、強力で明示的なリアクティブグラフを提供します。そのJSXベースのAPIは、React開発者にとって親しみやすさを提供します。最大限のパフォーマンスときめ細かな制御が最優先されるアプリケーションで輝き、そのリアクティビティの明示的な性質を活用できます。

一方、Svelteは、開発者体験と最小限のボイラープレートを優先します。コンパイル時に作業をシフトすることで、信じられないほど小さなバンドルと、リアクティビティが機能する「魔法のような」開発体験を提供します。使いやすさ、小さなバンドルサイズ、迅速なイテレーションが鍵となるプロジェクトに最適です。

アプリケーションシナリオ

SolidもSvelteも、高性能なWebアプリケーションを構築するための優れた選択肢ですが、それぞれの強みが異なるシナリオに適している可能性があります。

• 高性能ダッシュボード/データビジュアライゼーション (Solid): Solidの明示的できめ細かなリアクティビティ制御は、頻繁に更新される複雑なデータを持つアプリケーションで非常に役立ちます。更新のタイミングを正確に調整できることで、信じられないほどスムーズで応答性の高いUIを実現できます。
• 組み込みウィジェット/マイクロフロントエンド (Svelte): Svelteの信じられないほど小さなバンドルサイズと自己完結型のコンポーネントは、既存のアプリケーションへの組み込みや、ロードパフォーマンスが重要なマイクロフロントエンドの構築に理想的です。
• スタートアップ/ラピッドプロトタイピング (Svelte): Svelteの使いやすさと「より少ないコードを書く」という哲学は、開発サイクルを加速させ、スタートアップや迅速なイテレーションが必要なプロジェクトにとって強力な候補となります。
• パフォーマンス要求の高い大規模アプリケーション (両方): 両方のフレームワークは、優れたパフォーマンスを持つ大規模アプリケーションを構築する能力があります。ここでは、明示的か暗黙的かのリアクティビティに対するチームの好みや、コンパイル時かランタイム駆動かのアプローチのどちらを望むかによって、選択が分かれる可能性があります。

結論

「ポストV-DOM時代」は、パフォーマンスと開発者体験の限界を押し広げる、フロントエンド開発におけるエキサイティングな進化を示しています。Virtual DOMを回避することで、SolidとSvelteは、強力でありながらも異なる2つの前進する道筋を表しています。Solidは、V-DOMのオーバーヘッドなしにReactを思わせる、明示的できめ細かなランタイムリアクティビティを支持します。一方、Svelteは、コンパイルの力を活用して、真にフレームワークレスなパフォーマンスと比類なき開発者体験を提供します。どちらのフレームワークも、V-DOMなしでレンダリング効率と宣言的なUIを実現できることを示しており、次世代のWebアプリケーションのための説得力のある代替手段を提供しています。フロントエンド開発の未来は、ますます効率的で開発者に優しいものになっています。