[See How]简单聊聊前端渲染模式以及Nuxt3.js
前言
最近的工作有涉及到ssr，所以这篇文章算是一个总结，并且对还在beta阶段的nuxt3做一个浅析。前段时间有一个蛮火的视频，关于rollup作者rich的一段演讲，在演讲里面rich梳理了ssr和csr，并且讲述了痛点，和提出新的概念“transition app”，如果你有兴趣可以看看这个视频
在文章开始前，我来简单介绍一下"spa", "mpa", "ssr", "csr"......这些个名词的意义。如果你是做web前端开发的，这几个词可能伴随着你的工作生涯很久很久了，相关文章互联网上多如牛毛，如果你对这些概念比较模糊甚至压根不知道，那么别关闭网页，我希望这篇文章能够拯救你。
SPA与MPA
MPA称之为“多页应用”, 那么什么是多页应用呢？字面意思其实就是有多个页面的应用就是多页应用。从技术手段上来讲，你可以这么粗略地理解。SPA,MPA不同点太多了，而且各有利弊。
MPA应用你需要单独维护多个html页面，而且我们每加载/切换一次页面，都需要加载一整个页面。但是它对于seo特别友好，因为我们可以给每一个html页面设置不同的meta等信息，从而达到更好的收录效果；所以MPA多出现在大型的电商/新闻网站等。
不同于MPA，SPA可以使得我们通过ajax或者其他技术动态的更改某一个区域的内容而不需要重新加载页面，包括切换页面也不会重新加载整个html，它对状态的留存做的很好，而且在移动端表现特别优异（因为在以前流量是很珍贵的，可以以最小的损失切换页面，无论是用户体验还是成本相较于MPA都是极大的改善）
SSR
在我们web较早的时候，开发者喜欢使用jsp或者其他模板渲染引擎来构造一个应用。我们一般称之为SSR（服务端渲染） 它的大致架构是如下这个样子
用户发起一个请求抵达后端服务器后：
- 后端会将用户所需要的内容通过数据层进行查询
- 处理业务
- 通过模板来拼接页面
- 返回一个html字符串给客户端
- 前端渲染然后加载js脚本完成剩余交互
你可能也发现了，在SSR服务端渲染中，前端负责的东西太过单薄，说得好听叫交互，难听点就是“点击事件工程师”。所以老一辈的后端基本人人都会前端，js的水平高的一抓一大把。随着使用SSR渲染页面的应用越来越多，弊端也出现了:
- 后端做了太多事情了，再牛逼的人也吃不消
- 前后端耦合，维护难度升级
- 内容更新/跳转，都需要重新加载一次页面
- 服务端渲染成本很高
- ...
CSR
CSR（客户端渲染）大致是以下的架构:
CSR架构更贴近我们的现代前端开发，我们一般使用VUE, REACT这一类的前端视图框架时，都是默认CSR体系的。大致的流程是下面这样子的:
- 浏览器向前端服务器请求html和js，html页面是空html，并且同时执行js
- js渲染页面
- 通过后端暴露的api进行交互
SSR和CSR的区别
可以发现，使用CSR进行开发，会有几个明显的缺点
SEO
因为从前端服务器获取的html最开始是空html，这非常不利于seo，很多搜索引擎的老版本蜘蛛会直接爬页面，不会等待js加载完，所以会直接爬出来一个空页面。尽管现在的百度，谷歌等搜索引擎的爬虫能力很强，能够部分支持CSR SPA页面，SEO效果虽然可以其他方式弥补 (比如加入meta标签等等); 但是我们使用SSR完全不用担心，因为获得的html页面是一个完整的，可以直接渲染的。
用户体验（白屏）
关于白屏，由于CSR从HTML构建完成到JS渲染页面完成（但还没呈现页面）这一段过程中，是处于一个白屏的时间，用户体验很不好，反之使用SSR获得HTML之后只需要直接构建DOM就可以了。
同样的，我们使用SSR还有不一样的缺点:
- 成本问题（相比CSR多了构建HTML以及获取数据，需要更多的服务器负载均衡）
- 部署问题（与CSR部署环境不同，不是仅仅需要一个静态文件托管服务器那么简单了）
- 代码难度问题
- ...
使用Vite快速构建一个SSR（实践SSR）
Vite SSR虽然现在是一个实验性质，不能用于生产环境。但是我们可以使用Vite做一个ssr的demo，帮助我们理解SSR的构建，理解之后我们再来引入"Nuxt", "同构"等概念。Vite里面为SSR提供了很多支持，所以我们要开发一个demo，会非常非常简单，你也可以参考这篇官网文档
我们首先需要更改index.html的内容
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8" />
<link rel="icon" href="/favicon.ico" />
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0" />
<title>Vite App</title>
</head>
<body>
<div id="app"><!--ssr-outlet--></div>
<script type="module" src="/src/entry-client"></script>
</body>
</html>
可以看到我们在app的div里写了一段注释，到时候我们渲染完之后的html将会replace这个注释。
然后需要在根目录新建一个server.mjs，作为我们的服务入口，用express作为一个例子:
// server.mjs
import { readFileSync } from 'fs'
import { resolve } from 'path'
import express from 'express'
import { createServer as createViteServer } from 'vite'
const createServer = async () => {
const app = express()
const vite = await createViteServer({
server: { middlewareMode: 'ssr' }
})
// 使用vite这个中间件
app.use(vite.middlewares)
app.use('*', async (req, res) => {
try {
// 服务 index.html - 下面我们来处理这个问题
const url = req.originalUrl
// 读取根目录的模板
let template = readFileSync(resolve('index.html'), 'utf-8')
// 转换index.html 使其hmr有效
template = await vite.transformIndexHtml(url, template)
// 加载entry-server这个文件中的render方法
const { render } = await vite.ssrLoadModule('./src/entry-server.js')
// 根据url进行渲染
const appHtml = await render(url)
// 替换注释为准备好的html
const html = template.replace(`<!--ssr-outlet-->`, appHtml)
res.status(200).set({ 'Content-Type': 'text/html' }).end(html)
} catch (error) {
vite.ssrFixStacktrace(e)
console.error(e)
res.status(500).end(e.message)
}
})
app.listen(3000)
}
createServer()
我们的main.js也需要更改
// src/main.js
import App from './App.vue'
import Router from './router'
import { createSSRApp } from 'vue'
export function createApp() {
const app = createSSRApp(App)
app.use(Router)
return { app, router: Router }
}
我们在main.js中，从vue导出createSSRApp函数，并且使用router，并且返回一个对象，这个对象之后将会被entry-server引用。
那么router也和我们传统的csr应用不太一样，我们根据env判断，传入了不同的路由类型:
// src/router/router.js
import { createRouter, createWebHistory, createMemoryHistory } from 'vue-router'
const Router = createRouter({
history: import.meta.env.SSR ? createMemoryHistory() : createWebHistory(),
routes: [
{
name: 'index',
path: '/index',
component: () => import('../pages/index.vue')
}
]
})
export default Router
然后我们需要在src中新建 entry-client.js（会被index.html引入） 以及 entry-server.js
// src/entry-client.js
import { createApp } from './main'
const { app, router } = createApp()
router.isReady().then(() => {
app.mount('#app')
})
// src/entry-server.js
import { createApp } from './main'
import { renderToString } from 'vue/server-renderer'
export const render = async (url) => {
try {
const { app, router } = createApp()
// url跳转一下路径
router.push(url)
// 路由准备好
await router.isReady()
const ctx = {}
// 返回一个html
const html = await renderToString(app, ctx)
return html
} catch (error) {
// console.log(error)
}
}
到此为止我们可以在本地启动一个服务器，并且可以将我们的页面以ssr的形式渲染到浏览器中了，由于我们的demo代码都是esm，所以我们使用node执行，必须要写成mjs的后缀。
node server.mjs启动服务器之后，访问/index这个路由，你就能看到我们的页面了
如果你的node版本不支持mjs，请先升级...
ssr示例项目:
喝水，脱水，注水（SSR）
读到这里，你或许已经对ssr的流程有一个粗略的了解了；那么这一part的三个例子会加深你对ssr的理解，就是ssr常常说的喝水，脱水，注水。
我们ssr在服务端构造页面时，数据是从数据源流下，使得我们页面数据得到填充，这个过程就叫做喝水（render & beforeRender）
喝水的过程就是在服务端渲染页面做的事情，就好比下面这个图:
饱满的水气球代表了一个健壮的网页
我们实现ssr需要直出html，所以需要把结构以及数据进行脱水 (如图)
然后到了客户端，我们需要ssr应用重新焕活，就要让原本脱水了的state,prop等等数据恢复到原来的生机，并且重新render组件，这个过程就叫做注水
SSG
SSG这种渲染模式采取了CSR和SSR的共同优点，它不需要开发者介入服务器操作，开发者只需要准备cdn或者其他静态网页托管服务器，prerender出静态资源这一步将在构建时就已经做了，呈现在用户眼前的虽然不是实时变更的，但是也保留了CSR和SSR的精髓，一定程度上有了平衡。但是因为prerender的缘故，它和SSR的大致工作方式会相似一点。
也是有缺点的
- 随着业务的复杂，需要生成的页面可能不单单只有1，2个，所以这对于构建的要求很高
- 时效性问题，用户可能看到的页面是上一次生成的，所以这一部分仍需要其他模式来补充...
同构SSR和CSR（共享data）
同构说白了，就是将我们的前端代码，既能在客户端运行，也能在服务端运行，而且还能保持上下文的状态，我们在上面的改造例子已经实现了同一份代码在2个端的运行，但是并没有实现状态的同步，比如我们在nuxt中，使用asyncData这类钩子一样，能在服务端运行而且返回的data可以和客户端共享。
// 在nuxt2中我们可以这样
async asyncData({ store, $axios, $oss }) {
return {
hello: "world"
}
}<div>{{hello}}</div>我们现在需要改造我们的demo：
// index.vue
// 新增一个option
asyncData() {
return {
hello: 'message'
}
}其次在server端将asyncData返回的对象和其他页面html一起进行脱水：
// entry-
import { createApp } from './main'
import { renderToString } from 'vue/server-renderer'
export const render = async (url) => {
try {
const { app, router } = createApp()
router.push(url)
await router.isReady()
let data = {}
// 命中路由组件，且执行asyncData这个函数
if (router.currentRoute.value.matched[0].components.default.asyncData) {
const asyncFunc = router.currentRoute.value.matched[0].components.default.asyncData
data = asyncFunc.call()
}
const html = await renderToString(app)
return { html, data }
} catch (error) {
// console.log(error)
}
}
// 我们的server.mjs也需要变更一下
// server.mjs
app.use('*', async (req, res) => {
try {
// 服务 index.html - 下面我们来处理这个问题
const url = req.originalUrl
let template = readFileSync(resolve('index.html'), 'utf-8')
template = await vite.transformIndexHtml(url, template)
const { render } = await vite.ssrLoadModule('./src/entry-server.js')
const { html: appHtml, data } = await render(url)
// 拼接标签，把data序列化插入到文档中
const html = template.replace(`<!--ssr-outlet-->`, `${appHtml}<script>window.__data__=${JSON.stringify(data)}</script>`)
res.status(200).set({ 'Content-Type': 'text/html' }).end(html)
} catch (error) {
vite.ssrFixStacktrace(e)
console.error(e)
res.status(500).end(e.message)
}
})
可以看到我们将data序列化到了window对象中了，接下来我们需要在client端注水的时候，把新data进行替换
// entry-client.js
router.isReady().then(() => {
const component = router.currentRoute.value.matched[0].components.default
let _data = {}
// 判断是否是函数
if (typeof component.data === 'function') {
_data = component.data.call()
}
// 判断是否有脱水的data
if (window.__data__) {
_data = {
..._data,
...window.__data__
}
}
component.data = () => _data
app.mount('#app')
})
这个时候我们已经成功的看到index.vue中能够正确的在template中打印hello这个字段了
到这里，你就可以举一反三，使用vuex也可以进行同步数据，都是把data序列化到window中保存，然后在client挂载前重新commit到store里面就可以了。
Nuxt3
是时候引入nuxt了，我们如果使用nuxt将会更容易的完成ssr需求，这一部分不会教大家怎么写nuxt，毕竟都是框架，都很简单。我会和大家梳理一下nuxt2和nuxt3的变化，如果你用过nuxt2，那么这一部分内容你可能会非常感兴趣。写这篇文章的时候，nuxt3并没有release，所以到时候release后会考虑再出一篇总结。
值得关注的更新内容
- 更好的性能
- esm的支持
- vue3更好的集成，说明我们可以使用composition api了
- vite开发服务器加持
- webpack5 支持（尽管我不用）
Nitro Engine
简单翻阅了一下文档，和大家分享一下，在nuxt3中的新服务端引擎 Nitro Engine, nuxt2中服务端核心使用的是connect.js，而nuxt3使用的是nuxt团队自研的h3框架，特点就是具有很强的可移植性，而且非常轻量级，并且还支持connect编写的中间件。也就是说nuxt3基于h3编写的server端，可以无缝地移植到支持js运行环境的地方，比如说woker，serverless...
我们先试试，开发一个在nuxt3中使用的api
// server/api/hello.ts
export default (req, res) => {
return 'Hello World'
}
同样，支持异步，也支持nodejs风格的调用
export default async (req, res) => {
res.statusCode = 200
res.end('hello world')
}nuxt3也支持在同一个server文件夹中编写middleware，而且是自动导入的。nuxt3这次的更新，属于是把文件系统玩出花了，不光plugins不需要重复声明了（nuxt2要在config重复声明），而且components，composables（nuxt3新增的文件夹，可以存放公共hook）... 都可以支持自动导入。
试想一下，如今写nuxt3应用，搭配vue3 composition api，将会使开发体验上升好几个台阶。
文末，我们可以试试打包一个nuxt应用到cloudflare 作为woker运行是什么效果？我们在build之后会发现output文件夹很简洁（不像nuxt2迁移部署都很令人头疼）
我们不仅可以在最后的demo中看到页面，也可以访问 api/hello 这个路由查看刚刚我们在nuxt中定义的api
结语
又是水文一篇，希望以后可以出一些高质量的总结文章，希望这篇文章所讲述的前端常见的渲染模式，你能够知道，并且知道原理，这也就是本文最终的目标。框架会不会都没关系，我们要洞悉一切技术背后的真相，再去研究框架不是手到擒来么？
