Part3-3-2 服务端渲染基础

Posted 2021-08-12 沿着路走到底

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概述 

随着前端技术栈和工具链的迭代成熟，前端工程化、模块化也已成为了当下的主流技术方案，在这波前端技术浪潮中，涌现了诸如 React、Vue、Angular 等基于客户端渲染的前端框架，这类框架所构建的单页应用(SPA)具有用户体验好、渲染性能好、可维护性高等优点。但也也有一些很大的缺陷，其中 主要涉及到以下两点:

(1)首屏加载时间过长

与传统服务端渲染直接获取服务端渲染好的 html 不同，单页应用使用 javascript 在客户端生成 HTML 来呈现内容，用户需要等待客户端 JS 解析执行完成才能看到页面，这就使得首屏加载时间变长，从而影响用户体验。

(2)不利于 SEO
当搜索引擎爬取网站 HTML 文件时，单页应用的 HTML 没有内容，因为他它需要通过客户端 JavaScript 解析执行才能生成网页内容，而目前的主流的搜索引擎对于这一部分内容的抓取还不是很好。

为了解决这两个缺陷，业界借鉴了传统的服务端直出 HTML 方案，提出在服务器端执行前端框架 (React/Vue/Angular)代码生成网页内容，然后将渲染好的网页内容返回给客户端，客户端只需要负 责展示就可以了;

当然不仅仅如此，为了获得更好的用户体验，同时会在客户端将来自服务端渲染的内容激活为一个 SPA 应用，也就是说之后的页面内容交互都是通过客户端渲染处理。

这种方式简而言之就是:

• 通过服务端渲染首屏直出，解决首屏渲染慢以及不利于 SEO 问题
• 通过客户端渲染接管页面内容交互得到更好的用户体验

这种方式我们通常称之为现代化的服务端渲染，也叫同构渲染，所谓的同构指的就是服务端构建渲染 + 客户端构建渲染。同理，这种方式构建的应用称之为服务端渲染应用或者是同构应用。

为了让大家更好的理解服务端渲染应用，我们这里需要了解一些渲染相关概念，这些概念主要涉及到以 下几点:

• 什么是渲染
• 传统的服务端渲染
• 客户端渲染
• 现代化的服务端渲染(同构渲染)

什么是渲染

渲染：把 (数据 + 模板) 拼接到一起

例如对于我们前端开发者来说最常见的一种场景就是:请求后端接口数据，然后将数据通过模板绑定语法绑定到页面中，最终呈现给用户。这个过程就是我们这里所指的渲染。

渲染本质其实就是字符串的解析替换，实现方式有很多种;但是我们这里要关注的并不是如何渲染，而 是在哪里渲染的问题?

传统的服务端渲染

最早期，Web 页面渲染都是在服务端完成的，即服务端运行过程中将所需的数据结合页面模板渲染为 HTML，响应给客户端浏览器。所以浏览器呈现出来的是直接包含内容的页面。

工作流程:

这也就是最早的网页渲染方式，也就是动态网站的核心工作步骤。在这样的一个工作过程中，因为页面 中的内容不是固定的，它有一些动态的内容。

在今天看来，这种渲染模式是不合理或者说不先进的。因为在当下这种网页越来越复杂的情况下，这种模式存在很多明显的不足:

• 应用的前后端部分完全耦合在一起，在前后端协同开发方面会有非常大的阻力;
• 前端没有足够的发挥空间，无法充分利用现在前端生态下的一些更优秀的方案;
• 由于内容都是在服务端动态生成的，所以服务端的压力较大;
• 相比目前流行的 SPA 应用来说，用户体验一般;

但是不得不说，在网页应用并不复杂的情况下，这种方式也是可取的。

客户端渲染

传统的服务端渲染有很多问题，但是这些问题随着客户端 Ajax 技术的普及得到了有效的解决， Ajax 技术可以使得客户端动态获取数据变为可能，也就是说原本服务端渲染这件事儿也可以拿到客户端做了。

下面是基于客户端渲染的 SPA 应用的基本工作流程。

我们就可以把【数据处理】和【页码渲染】这两件事儿分开了，

也就是【后端】负责数据处理，

【前端】负责页面渲染，

这种分离模式极大的提高了开发效率和可维护性。

而且这样一来，【前端】更为独立，也不再受限制于【后端】，它可以选择任意的技术方案或框架来处理页面渲染。

但是这种模式下，也会存在一些明显的不足，其中最主要的就是：

• 首屏渲染慢：因为 HTML 中没有内容，必须等到 JavaScript 加载并执行完成才能呈现页面内容。
• SEO 问题：同样因为 HTML 中没有内容，所以对于目前的搜索引擎爬虫来说，页面中没有任何有用的信息，自然无法提取关键词，进行索引了。

对于客户端渲染的 SPA 应用的问题有没有解决方案呢？

• 服务端渲染，严格来说是现代化的服务端渲染，也叫同构渲染。

现代化的服务端渲染

【服务端渲染】 + 【客户端渲染】

Nuxt.js 是一个基于 Vue.js 生态开发的一个第三方服务端渲染框架，通过它我们可以轻松构建现代化的 服务端渲染应用。

isomorphic web apps(同构应用):isomorphic/universal，基于 react、vue 框架，客户端渲染和 服务器端渲染的结合，在服务器端执行一次，用于实现服务器端渲染(首屏直出)，在客户端再执行一 次，用于接管页面交互，核心解决 SEO 和首屏渲染慢的问题。

1. 客户端发起请求
2. 服务端渲染首屏内容 + 生成客户端 SPA 相关资源

3. 服务端将生成的首屏资源发送给客户端
4. 客户端直接展示服务端渲染好的首屏内容
5. 首屏中的 SPA 相关资源执行之后会激活客户端 Vue

6. 之后客户端所有的交互都由客户端 SPA 处理

 

优点:首屏渲染速度快、有利于 SEO

缺点:

• 开发成本高。
• 涉及构建设置和部署的更多要求。与可以部署在任何静态文件服务器上的完全静态单页面应用程序 (SPA) 不同，服务器渲染应用程序，需要处于 Node.js server 运行环境。

• 更多的服务器端负载。在 Node.js 中渲染完整的应用程序，显然会比仅仅提供静态文件的 server 更加大量占用 CPU 资源 (CPU-intensive - CPU 密集)，因此如果你预料在高流量环境 (high traffic) 下使用，请准备相应的服务器负载，并明智地采用缓存策略

相关技术:

React 生态中的 Next.js
Vue 生态中的 Nuxt.js
Angular 生态中的 Angular Universal

服务端渲染的问题:

• 开发条件所限。浏览器特定的代码，只能在某些生命周期钩子函数 (lifecycle hook) 中使用;一些 外部扩展库 (external library) 可能需要特殊处理，才能在服务器渲染应用程序中运行。
• 涉及构建设置和部署的更多要求。与可以部署在任何静态文件服务器上的完全静态单页面应用程序 (SPA) 不同，服务器渲染应用程序，需要处于 Node.js server 运行环境。
• 更多的服务器端负载。在 Node.js 中渲染完整的应用程序，显然会比仅仅提供静态文件的 server 更加大量占用 CPU 资源 (CPU-intensive - CPU 密集)，因此如果你预料在高流量环境 (high traffic) 下使用，请准备相应的服务器负载，并明智地采用缓存策略。 

 

在对你的应用程序使用服务器端渲染 (SSR) 之前，你应该问的第一个问题是，是否真的需要它。这主要 取决于内容到达时间 (time-to-content) 对应用程序的重要程度。例如，如果你正在构建一个内部仪表 盘，初始加载时的额外几百毫秒并不重要，这种情况下去使用服务器端渲染 (SSR) 将是一个小题大作之 举。然而，内容到达时间 (time-to-content) 要求是绝对关键的指标，在这种情况下，服务器端渲染 (SSR) 可以帮助你实现最佳的初始加载性能。

事实上，很多网站是出于效益的考虑才启用服务端渲染，性能倒是在其次。 假设 A 网站页面中有一个 关键字叫“前端性能优化”，这个关键字是 JS 代码跑过一遍后添加到 HTML 页面中的。那么客户端渲染模 式下，我们在搜索引擎搜索这个关键字，是找不到 A 网站的——搜索引擎只会查找现成的内容，不会帮 你跑 JS 代码。A 网站的运营方见此情形，感到很头大:搜索引擎搜不出来，用户找不到我们，谁还会用 我的网站呢?为了把“现成的内容”拿给搜索引擎看，A 网站不得不启用服务端渲染。 但性能在其次，不 代表性能不重要。

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