Руководство для начинающих по разработке local-first приложений

Вы наверняка сталкивались с этим: ожидание загрузки при сохранении простой заметки в приложении или потеря доступа к работе из-за проблем с интернетом. А что если ваши веб-приложения могли бы работать мгновенно, в автономном режиме и при этом беспрепятственно синхронизироваться при подключении? Это и есть обещание разработки local-first программного обеспечения.

Данное руководство знакомит с разработкой local-first программного обеспечения — парадигмой, где данные в первую очередь хранятся на вашем устройстве, синхронизация происходит в фоновом режиме, а приложения становятся быстрее, надежнее и более приватными. Мы рассмотрим основные преимущества, разберем главные вызовы и поможем понять, когда (и когда не стоит) использовать этот подход.

Что такое разработка local-first программного обеспечения?

Разработка local-first программного обеспечения размещает основную копию ваших данных на клиентском устройстве, а не на удаленном сервере. Вместо отправки каждой операции чтения или записи по сети, ваше приложение хранит и обрабатывает данные в локальной базе данных. Синхронизация происходит в фоновом режиме, обеспечивая достижение всеми устройствами согласованного состояния.

Это отличается от разработки “offline-first”, которая в основном фокусируется на корректной обработке сбоев сети. Local-first идет дальше, делая клиент основным хранилищем данных, рассматривая сервер как механизм резервного копирования или синхронизации, а не как источник истины.

Концепция получила известность благодаря статье Ink & Switch 2019 года, которая определила семь идеалов local-first программного обеспечения:

• Никаких спиннеров (мгновенная отзывчивость)
• Ваша работа не привязана к одному устройству
• Сеть необязательна
• Беспрепятственное сотрудничество с коллегами
• Долгосрочное сохранение данных
• Безопасность и приватность по умолчанию
• Владение и контроль пользователя

Почему разработка local-first набирает популярность

Технические предпосылки

Современные браузеры устранили барьеры, которые когда-то делали local-first непрактичным:

Расширенные лимиты хранилища: Браузерное хранилище выросло с мегабайт до гигабайт. Chrome теперь позволяет использовать до 80% свободного дискового пространства, Firefox разрешает 10% размера диска, и даже Safari поддерживает около 1 ГБ на источник в iOS.

Новые API хранилища: Origin Private File System (OPFS) обеспечивает производительность файлового ввода-вывода, близкую к нативной, в браузерах, делая возможным встраивание надежных движков баз данных непосредственно в веб-приложения.

Производительность WebAssembly: WebAssembly позволяет движкам баз данных и сложным алгоритмам работать с почти нативной скоростью в браузере, хотя все еще требует JavaScript для доступа к хранилищу.

Лучший инструментарий: Библиотеки, такие как RxDB, Yjs и TinyBase, достигли зрелости, предлагая готовые для продакшена решения для local-first разработки.

Ожидания пользователей

Пользователи все чаще ожидают мгновенных ответов и автономных возможностей. Как отмечает Мартин Клеппманн: “доступность другого компьютера никогда не должна мешать вам работать”. Это ожидание стимулирует принятие local-first архитектур в популярных приложениях, таких как Linear, Figma и Obsidian.

Основные преимущества local-first архитектуры

Для пользователей

Мгновенная производительность: Операции завершаются за миллисекунды, а не сотни миллисекунд. Никаких спиннеров загрузки для базовых операций.

Истинная автономная работа: Полная функциональность без доступа к интернету. Изменения синхронизируются автоматически при переподключении.

Владение данными: Пользователи контролируют свои данные. Они хранятся на их устройствах, снижая зависимость от облачных провайдеров.

Приватность по дизайну: Чувствительные данные могут оставаться на устройстве или шифроваться перед синхронизацией, снижая риски утечек.

Для разработчиков

Упрощенное управление состоянием: Локальная база данных становится единственным источником истины. Возможно, вам не понадобятся Redux или подобные библиотеки управления состоянием.

Сниженная сложность бэкенда: Вместо десятков API-эндпоинтов часто нужен только эндпоинт синхронизации. Сервер фокусируется на разрешении конфликтов и хранении данных, а не на бизнес-логике.

Лучшая масштабируемость: Серверы обрабатывают периодические операции синхронизации вместо постоянных запросов. Этот подход “масштабируется с данными, а не с нагрузкой” может кардинально снизить затраты на инфраструктуру.

Реальное время по умолчанию: Наблюдаемые запросы и реактивные паттерны делают обновления в реальном времени естественными, а не запоздалой мыслью.

Ключевые вызовы в local-first разработке

Сложность синхронизации данных

Синхронизация — самая сложная часть. Когда устройства работают автономно, данные неизбежно расходятся. У вас есть два основных подхода:

1. Готовые решения: Инструменты вроде Firebase предоставляют готовую синхронизацию, но привязывают к их экосистеме.
2. Кастомная синхронизация: Библиотеки вроде RxDB позволяют реализовать синхронизацию на существующей инфраструктуре, но требуют больше усилий по разработке.

Разрешение конфликтов

Когда несколько пользователей редактируют одни данные в автономном режиме, возникают конфликты. Распространенные стратегии включают:

• Последняя запись побеждает (просто, но может потерять данные)
• Кастомные функции слияния (гибко, но сложно)
• CRDT, такие как Automerge или Yjs (математически корректны, но с компромиссами)

Миграции схем

В отличие от серверных баз данных, которые вы контролируете, клиентские базы данных существуют на тысячах устройств. Миграции должны корректно обрабатывать множественные версии схем, поскольку пользователи обновляются в разное время.

Ограничения хранилища

Хотя браузерное хранилище расширилось, оно не безлимитно. Local-first лучше всего работает для пользовательских данных (до нескольких гигабайт), а не для массивных датасетов. Safari может все еще удалять данные после 7 дней неактивности.

Соображения безопасности

Данные на клиентских устройствах по своей природе менее безопасны, чем на серверах. Шифрование помогает, но необходимо тщательно проектировать контроль доступа и учитывать сценарии компрометации устройств.

Когда использовать local-first (и когда не стоит)

Хорошо подходит

• Приложения продуктивности: Ведение заметок, управление задачами, редактирование документов
• Творческие инструменты: Дизайнерское ПО, редакторы кода, музыкальное производство
• Полевые приложения: Приложения, используемые в условиях низкой связности
• Приложения персональных данных: Ведение дневника, личные финансы, отслеживание здоровья

Плохо подходит

• Финансовые транзакции: Банкинг, платежи, требующие немедленной согласованности
• Системы инвентаризации: Уровни запасов в реальном времени по локациям
• Социальные сети: Массивные общие датасеты со сложными разрешениями
• Аналитические платформы: Агрегация данных от миллионов пользователей

Начало работы с local-first разработкой

Выберите инструменты

Экосистема local-first предлагает различные инструменты для разных потребностей:

Хранилище: SQLite (через Expo SQLite), IndexedDB, OPFS

Синхронизация и состояние: RxDB, TinyBase, Prisma, Legend-State

Разрешение конфликтов: Yjs, Automerge, кастомные функции слияния

Фреймворки: Jazz, LiveStore, Instant

Начинайте с простого

Начните с локальных функций перед добавлением синхронизации. Это поможет понять паттерны без сложности распределенных систем.

Проектируйте для итоговой согласованности

Примите, что разные устройства могут временно видеть разные данные. Проектируйте UI и бизнес-логику для корректной обработки этого.

Планируйте миграции

Проектируйте схему с учетом эволюции. Версионируйте структуры данных и планируйте пути миграции с первого дня.

Будущее разработки local-first программного обеспечения

Local-first представляет фундаментальный сдвиг в том, как мы создаем приложения. По мере расширения возможностей браузеров и созревания инструментов мы движемся к миру, где мгновенные, способные работать автономно приложения становятся нормой, а не исключением.

Так же, как пользователи научились ожидать обновления в реальном времени вместо перезагрузки страниц, они скоро будут ожидать приложения, которые работают мгновенно и автономно. Разработчики, освоившие local-first паттерны сегодня, будут создавать приложения, которых требуют пользователи завтра.

Заключение

Разработка local-first программного обеспечения предлагает убедительные преимущества: мгновенную производительность, автономные возможности и пользовательский контроль над данными. Хотя она вводит вызовы, такие как сложность синхронизации и разрешение конфликтов, современные инструменты и возможности браузеров делают ее все более практичной.

Ключ в понимании, когда local-first подходит вашему случаю использования. Для приложений, обрабатывающих пользовательский контент, творческую работу или задачи продуктивности, local-first может обеспечить превосходный пользовательский опыт. Для систем, требующих немедленной глобальной согласованности или массивных общих датасетов, традиционные архитектуры могут все еще быть предпочтительными.

Исследуя local-first разработку, помните, что это не принцип “все или ничего”. Многие успешные приложения смешивают local-first и cloud-first подходы, используя каждый там, где это имеет смысл.

Начинайте экспериментировать с local-first разработкой сегодня. Выберите простой проект — возможно, приложение для заметок или менеджер задач — и попробуйте реализовать его сначала с локальным хранилищем. Как только вы почувствуете мгновенную производительность и автономные возможности, вы поймете, почему разработчики взволнованы этим парадигмальным сдвигом.

Для практического обучения изучите ресурсы сообщества Local-First Web, присоединитесь к Discord-сообществу или погрузитесь в туториалы по инструментам вроде RxDB, Yjs или TinyBase. Будущее веб-разработки — local-first — начинайте создавать его сегодня.

Часто задаваемые вопросы