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你需要了解的六种渲染模式

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本文收录自: 「干货」你需要了解的六种渲染模式

背景​

周末在网上冲浪， 看到个消息：NextJS 9.3 将静态站点生成功能引入了Next.js平台。

静态站点生成, 也就是所谓的 SSG : Static Site Generation。

喝了口水，顺便回忆了下现在的几种渲染模式：

  1. SSR (Server Side Rendering)
  2. SSG (Static Site Generation)
  3. SSR With hydration
  4. CSR with Pre-rendering
  5. CSR (Client Side Rendering)
  6. Trisomorphic Rendering

都不是什么新鲜玩意， 就总结复习一下， 顺便分享给大家， 希望能给各位带来一些启发。

1. SSR (Server Side Rendering)​

SSR， 服务端渲染。

服务器呈现响应于导航为服务器上的页面生成完整的 HTML。这样可以避免在客户端进行数据获取和模板化的其他往返过程，因为它是在浏览器获得响应之前进行处理的。

服务器渲染通常会产生快速的 First Paint （FP）和 First Contentful Paint （FCP）。

在服务器上运行页面逻辑和呈现可以避免向客户端发送大量 JavaScript，这有助于实现快速的交互时间 （TTI）。

这是有道理的，因为使用服务器渲染，实际上只是将文本和链接发送到用户的浏览器。

这种方法可以在很大范围的设备和网络条件下很好地工作，并且可以带来有趣的浏览器优化，例如流文档解析。

该图显示了影响 FCP 和 TTI 的服务器渲染和 JS 执行

流程：

浏览器 --> 服务器 --> 服务器执行渲染 --> index.html(实时渲染的内容)) --> Render --> bundle.js + images --> Render

SSR 流程

  • 优点

    • 内容立即可用 - 因为将 HTML 发送给客户端，所以几乎会立即看到页面内容。
    • 无需获取其他客户端 - 理想情况下，服务器呈现过程将进行所有必需的调用以获取数据，因此不会从客户端进行任何其他服务调用。
    • 非常适合 SEO

  • 缺点

    • 服务器上的速度较慢 - 需要渲染两次页面：一次在服务器上，一次在客户端上。同时也可能正在从服务器进行服务调用以呈现页面，所有这些都需要时间，因此可能会延迟 HTML 向客户端的初始发送。
    • 与某些 UI 库不兼容 - 如果你用的某些库使用了 window，那你就要想办法来解决了。因为 Node 中没有window 或者 document。

2. SSG (Static Site Generation)​

SSG：静态网站生成。

静态网站生成类似于服务器端渲染，不同之处在于您在构建时而不是在请求时渲染页面。

与服务器渲染不同，由于不必动态生成页面的 HTML，因此它还可以实现始终如一的快速到第一字节的时间。

通常，静态呈现意味着提前为每个 URL 生成单独的 HTML 文件。

借助预先生成的 HTML 响应，可以将静态渲染器部署到多个 CDN，以利用边缘缓存的优势。

该图显示了影响 FCP 和 TTI 的静态渲染和可选的 JS 执行

  • 优点

    • 内容立即可用 - 因为将 HTML 发送给客户端，所以几乎会立即看到页面内容。
    • 无需获取其他客户端 - 理想情况下，服务器呈现过程将进行所有必需的调用以获取数据，因此不会从客户端进行任何其他服务调用。
    • 非常适合 SEO
    • 快 - 静态内容的呈现速度速度非常快。
    • 没有服务器 - 不必运行服务器。

  • 缺点

    • 大型站点可能会很慢 - 如果路由很多，速度可能会变慢。
    • 与某些 UI 库不兼容 - 如果你用的某些库使用了 window，那你就要想办法来解决了。因为 Node 中没有window 或者 document。

3. SSR With hydration​

hydration, 直译为水合。

让人一脸懵逼。

简单点讲， 将功能放回到已经在服务器端中呈现的 HTML 中的整个过程，称为水合。

换句话说就是，对曾经渲染过的HTML进行重新渲染的过程称为水合。

此方法试图通过同时进行客户端渲染和服务器渲染，达到一种平衡。

导航请求（例如整页加载或重新加载）由服务器处理，该服务器将应用程序呈现为 HTML，然后将 JavaScript 和用于呈现的数据嵌入到生成的文档中。

理想状态下，就可以像服务器渲染一样实现快速的 First Contentful Paint，然后通过使用称为（re）hydration 的技术在客户端上再次渲染来修补 。

这是一个新颖的解决方案，但是它也可能具有一些相当大的性能缺陷。

带水合的 SSR 的主要缺点是:

即使改进了First Paint，它也可能对可交互时间产生重大负面影响。

SSR 的页面通常看起来具有欺骗性，并且具有交互性，但是在执行客户端 JS 并附加事件处理程序之前，实际上无法响应输入。

在移动设备上可能要花费几秒钟甚至几分钟。

原理示意：

该图显示客户端渲染会对 TTI 产生负面影响

与 JS 导致的延迟互动相比，这个模型造成的问题可能会更加严重：

服务器响应导航请求返回了应用程序 UI 的数据描述。同时，但它还返回了用于组成该 UI 的源数据以及该 UI 的实现的完整脚本，该脚本随后在客户端启动。

仅在 bundle.js 完成加载和执行后，该 UI 才会变为可交互。

举个例子：

包含序列化 UI，内联数据和 bundle.js 脚本的 HTML 文档

蓝色部分包含了初始的 3 个 checkbox, 以及需要加载的 bundle.js,

一开始， 你会立即看到 UI， 等 bundle 加载并执行完成之后， 页面才会更新， 进入可交互状态。

从真实网站中收集的效果指标表明， 使用 SSR 水合模式效果并不好，强烈建议不要使用它。

原因归结为用户体验：最终很容易使用户陷入怪异的山谷。

4. CSR with Pre-rendering​

Pre-render 原理是：在构建阶段就将 html 页面渲染完毕，不会进行二次渲染。

也就是说，当初打包时页面是怎么样，那么预渲染就是什么样。

等到 JS 下载并完成执行，如果页面上有数据更新，那么页面会再次渲染。这时会造成一种数据延迟的错觉。

Pre-render 利用 Chrome 官方出品的 Puppeteer 工具，对页面进行爬取。

它提供了一系列的 API, 可以在无 UI 的情况下调用 Chrome 的功能, 适用于爬虫、自动化处理等各种场景。

它很强大，所以很简单就能将运行时的 HTML 打包到文件中。

原理是：在 Webpack 构建阶段的最后，在本地启动一个 Puppeteer 的服务，访问配置了预渲染的路由，然后将 Puppeteer 中渲染的页面输出到 HTML 文件中，并建立路由对应的目录。

以此， 达到预渲染的目的。

流程：浏览器 --> 服务器 --> index.html(预渲染的内容) --> Render --> bundle.js + images --> Render

Pre-Render 示意

5. CSR (Client Side Rendering)​

CSR, 顾名思义， 客户端渲染。

客户端渲染，意味着: 直接使用JavaScript在浏览器中渲染页面。

所有逻辑，数据获取，模板和路由均在客户端而不是服务器上处理。

CSR 示意图：

该图显示了影响 FCP 和 TTI 的客户端渲染

流程：浏览器 --> 服务器 --> index.html(白屏) --> bundle.js --> images --> Render

CSR 示意

  • 优点

    • 在服务器上快速 - 因为仅呈现空白页，所以呈现速度非常快。
    • 支持静态 - 空白页可以通过 S3 之类的服务静态生成和提供，从而使速度更快。
    • 支持单页应用程序 - 客户端渲染是唯一支持单页应用程序或 SPA 的模型。
    • 成本相对较低 - CSR 相对于 SSR/SSG， 更容易开发 / 维护。

  • 缺点

    • 没有初始渲染 - 如果应用很大，或者客户的连接速度很慢，加载时间过长，用户体验就不太好。

6. 三态渲染​

如果你可以结合Service-Worker, 则三态渲染模式也可能派上用场。

在三态渲染模型中，可以使用服务器流式渲染进行初始导航，然后让 service worker 在 html 加载完成后，继续进行导航 html 的渲染。

这样可以使缓存的组件和模板保持最新状态，并启用 SPA 样式的导航，以在同一会话中呈现新视图。

如果可以在服务器，客户端页面和 service worker 之间共享相同的模板和路由代码时，这种方法十分有效。

三态渲染模型：

三态渲染图，显示浏览器和服务程序与服务器进行通信

7. 服务端渲染 VS 客户端渲染​

服务器渲染会为每个 URL 按需生成 HTML，比仅提供静态渲染内容要慢。

同时，也有一些优化空间：服务器渲染 + HTML 缓存可以大大减少服务器渲染时间。

服务器渲染的优势在于：与静态渲染相比，它能够提取更多"实时"数据并响应更完整的请求集。

总结​

从 SSR -> CSR， 以及中间不同的渲染模式， 都在图里：

该图显示了本文介绍的各种选择

本文中介绍的 6 种渲染模式，至于如何选择， 这里也给出一些不成熟的建议：

  1. 对 seo 要求不高，同时对操作需求比较多的项目，比如一些管理后台系统，建议使用 CSR。因为只有在执行完 bundle 之后， 页面才能交互，单纯能看到元素， 却不能交互， 意义不大， 而且 SSR 会带来额外的开发和维护成本。
  2. 如果页面无数据，或者是纯静态页面，建议使用 pre-render。因为这是一种通过预览打包的方式构建页面，也不会增加服务器负担。
  3. 对 seo 和加载速度有比较大需求的，同时页面数据请求多的情况，建议使用 SSR。

结尾​

好了，天都黑了，大概就是这么多。

才疏学浅， 如有错误， 欢迎留言指正。

周末在研究 Recoil.js, 觉得挺有意思， 后面大概会出一篇分析的文章， 敬请期待。

参考​