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;
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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。

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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。

什么是渲染

我们这里所说的渲染指的是把(数据 + 模板)拼接到一起的这个事儿。
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。
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这种方式的代表性技术有:ASP、PHP、JSP,再到后来的一些相对高级一点的服务端框架配合一些模板引擎。
下面通过前端比较熟悉的 Node.js 来了解一下这种方式。

  1. # 创建 http 服务
  2. npm i express
  3. # 服务端模板引擎
  4. npm i art-template express-art-template

服务端代码:

  • 基本的 Web 服务
  • 使用模板引擎
  • 渲染一个页面 ```javascript const express = require(‘express’) const fs = require(‘fs’) const template = require(‘art-template’)

const app = express()

app.get(‘/‘, (req, res) => { // 1. 获取页面模板 const templateStr = fs.readFileSync(‘./index.html’, ‘utf-8’)

// 2. 获取数据 const data = JSON.parse(fs.readFileSync(‘./data.json’, ‘utf-8’))

// 3. 渲染:数据 + 模板 = 最终结果 const html = template.render(templateStr, data)

// 4. 把渲染结果发送给客户端 res.send(html) })

app.get(‘/about’, (req, res) => { res.end(fs.readFileSync(‘./about.html’)) })

app.listen(3000, () => console.log(‘running…’))

  1. data.json
  2. ```json
  3. {
  4. "posts": [
  5. {
  6. "id": 1,
  7. "title": "sunt aut facere repellat provident occaecati excepturi optio reprehenderit",
  8. "body": "quia et suscipit\nsuscipit recusandae consequuntur expedita et cum\nreprehenderit molestiae ut ut quas totam\nnostrum rerum est autem sunt rem eveniet architecto"
  9. },
  10. {
  11. "id": 2,
  12. "title": "qui est esse",
  13. "body": "est rerum tempore vitae\nsequi sint nihil reprehenderit dolor beatae ea dolores neque\nfugiat blanditiis voluptate porro vel nihil molestiae ut reiciendis\nqui aperiam non debitis possimus qui neque nisi nulla"
  14. },
  15. {
  16. "id": 3,
  17. "title": "ea molestias quasi exercitationem repellat qui ipsa sit aut",
  18. "body": "et iusto sed quo iure\nvoluptatem occaecati omnis eligendi aut ad\nvoluptatem doloribus vel accusantium quis pariatur\nmolestiae porro eius odio et labore et velit aut"
  19. },
  20. {
  21. "id": 4,
  22. "title": "eum et est occaecati",
  23. "body": "ullam et saepe reiciendis voluptatem adipisci\nsit amet autem assumenda provident rerum culpa\nquis hic commodi nesciunt rem tenetur doloremque ipsam iure\nquis sunt voluptatem rerum illo velit"
  24. },
  25. {
  26. "id": 5,
  27. "title": "nesciunt quas odio",
  28. "body": "repudiandae veniam quaerat sunt sed\nalias aut fugiat sit autem sed est\nvoluptatem omnis possimus esse voluptatibus quis\nest aut tenetur dolor neque"
  29. }
  30. ],
  31. "title": "拉勾教育"
  32. }

客户端代码:

  1. <!DOCTYPE html>
  2. <html lang="en">
  3. <head>
  4. <meta charset="UTF-8">
  5. <title>传统的服务端渲染</title>
  6. </head>
  7. <body>
  8. <h1>传统的服务端渲染</h1>
  9. <h2>{{ title }}</h2>
  10. <ul>
  11. {{ each posts }}
  12. <li>{{ $value.title }}</li>
  13. {{ /each }}
  14. </ul>
  15. </body>
  16. </html>

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。

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下面我们以一个 Vue.js 创建的单页面应用为例来了解一下这种方式的渲染过程。
通过这个示例可以了解到我们就可以把【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。

现代化的服务端渲染

现代化的服务端渲染,也叫 同构渲染,也就是【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。
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  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

分析优缺点:

  • 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

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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

实现原理

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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。