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降低首屏时间,“直出”是个什么概念?

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降低首屏时间,“直出”是个什么概念?

2015/12/31 · HTML5 · 2
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首屏

原文出处: VaJoy Larn   

早几年前端还处于刀耕火种、JQuery独树一帜的时代,前后端代码的耦合度很高,一个web页面文件的代码可能是这样的:

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这意味着后端的工程师往往得负责一部分修改HTML、编写脚本的工作,而前端开发者也得了解页面上存在的服务端代码含义。

有时候某处页面逻辑的变动,鉴于代码的混搭,可能都不确定应该请后端还是前端来改动(即使他们都能处理)。

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前端框架热潮

有句俗话说的好——“人啊,要是擅于开口‘关我屁事’和‘关你屁事’这俩句,可以节省人生中的大部分时间”。

随着这两年被 angular
牵头带起的各种前端MV*框架的风靡,后端可以毋须再于静态页面耗费心思,只需要专心开发数据接口供前端使用即可。得益于此,前后端终于可以安心地互相道一声“关我屁事”或“关你屁事”了。

以 avalon
为例,前端只需要在页面加载时发送个ajax请求取得数据绑定到vm,然后做view层渲染即可:

var vm = avalon.define({ $id: “wrap”, list: [] });
fetch(‘data/list.php’) //向后端接口发出请求 .then(res => res.json())
.then(json => { vm.list = json; //数据注入vm avalon.scan();
//渲染view层 });

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var vm = avalon.define({
    $id: "wrap",
    list: []
});
 
fetch(‘data/list.php’)   //向后端接口发出请求
    .then(res => res.json())
    .then(json => {
        vm.list = json; //数据注入vm
        avalon.scan();  //渲染view层
    });

静态页面的代码也由前端一手掌握,原本服务端的代码换成了 avalaon
的专用属性与插值表达式:

ul ms-controller=”wrap”> li ms-repeat=”list”>{el.name}li>
ul>

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ul ms-controller="wrap">
    li ms-repeat="list">{el.name}li>
ul>

前后端代码隔离的形式大大提升了项目的可维护性和开发效率,已经成为一种web开发的主流模式。它解放了后端程序员的双手,也将更多的控制权转移给前端人员(当然前端也因此需要多学习一些框架知识)。

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弊端

前后端隔离的模式虽然给开发带来了便利,但相比水乳交融的旧模式,页面首屏的数据需要在加载的时候向服务端发去请求才能取得,多了请求等候的时间(RTT)。

这意味着用户访问页面的时候,这段“等待后端返回数据”的时延会处于白屏状态,如果用户网速差,那么这段首屏等候时间会是很糟糕的体验。

当然拉到数据后,还得做 view
层渲染(客户端引擎的处理还是很快的,忽略渲染的时间),这又依赖于框架本身,即框架要先被下载下来才能处理这些视图渲染操作。那么好家伙,一个
angular.min.js 就达到了 120
多KB,用着渣信号的用户得多等上一两秒来下载它。

这么看来,单纯前后端隔离的形式存在首屏时间较长的问题,除非未来平均网速达到上G/s,不然都是不理想的体验。

另外使用前端框架的页面也不利于SEO,其实应该说不利于国内这些渣搜索引擎的SEO,谷歌早已能从内存中去抓数据(客户端渲染后的DOM数据)。

so 怎么办?相信很多朋友猜到了——用 node 来助阵。

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直出和同构

直出说白了其实就是“服务端渲染并输出”,跟起初我们提及的前后端水乳交融的开发模式基本类似,只是后端语言我们换成了
node 。

09年开始冒头的 node
现在成了当红炸子鸡,包含阿里、腾讯在内的各大公司都广泛地把 node
用到项目上,前后端整而为一,如果 node
的特性适用于你的项目,那么何乐而不为呢。

我们在这边也提及了一个“同构”的概念,即前后端(这里的“后端”指的是直出端,数据接口不一定由node开发)使用同一套代码方案,方便维护。

当前 node 在服务端有着许多主流抑或非主流的框架,包括
express、koa、thinkjs 等,能够较快上手,利用各种中间件得以进行敏捷开发。

另外诸如 ejs、jade
这样的渲染模板能让我们轻松地把首屏内容(数据或渲染好的DOM树)注入页面中。

这样用户访问到的便是已经带有首屏内容的页面,大大降低了等候时间,提升了体验。

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示例

在这里我们以 koa + ejs + React
的服务端渲染为例,来看看一个简单的“直出”方案是怎样实现的。该示例也可以在我的github上下载到。

项目的目录结构如下:

+—data //模拟数据接口,放了一个.json文件 +—dist
//文件构建后(gulp/webpack)存放处 | +—css | | +—common | | —page
| +—js | | +—component | | —page | —views | +—common | —home
+—modules //一些自行封装的通用业务模块 +—routes //路由配置 —src
//未构建的文件夹 +—css | +—common | +—component | —page +—js |
+—component //React组件 | —page //页面入口文件 —views //ejs模板
+—common —home

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+—data   //模拟数据接口,放了一个.json文件
+—dist  //文件构建后(gulp/webpack)存放处
|   +—css
|   |   +—common
|   |   —page
|   +—js
|   |   +—component
|   |   —page
|   —views
|       +—common
|       —home
+—modules  //一些自行封装的通用业务模块
+—routes  //路由配置
—src  //未构建的文件夹
    +—css
    |   +—common
    |   +—component
    |   —page
    +—js
    |   +—component //React组件
    |   —page //页面入口文件
    —views  //ejs模板
        +—common
        —home

1. node 端 jsx 解析处理

node 端是不会自己识别 React 的 jsx
语法的,故我们需要在项目文件中引入 node-jsx ,即使现在可以安装 babel-cli
(并添加预设)使用 babel-node 命令替代
node,但后者用起来总会出问题,故暂时还是采纳 node-jsx 方案:

//app.js require(‘node-jsx’).install({ //让node端能解析jsx extension:
‘.js’ }); var fs = require(‘fs’), koa = require(‘koa’), compress =
require(‘koa-compress’), render = require(‘koa-ejs’), mime =
require(‘mime-types’), r_home = require(‘./routes/home’), limit =
require(‘koa-better-ratelimit’), getData = require(‘./modules/getData’);
var app = koa(); app.use(limit({ duration: 1000*10 , max: 500,
accessLimited : “您的请求太过频繁,请稍后重试”}) ); app.use(compress({
threshold: 50, flush: require(‘zlib’).Z_SYNC_FLUSH })); render(app, {
//ejs渲染配置 root: ‘./dist/views’, layout: false , viewExt: ‘ejs’,
cache: false, debug: true }); getData(app); //首页路由 r_home(app);
app.use(function*(next){ var p = this.path; this.type = mime.lookup(p);
this.body = fs.createReadStream(‘.’+p); }); app.listen(3300);

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//app.js
require(‘node-jsx’).install({  //让node端能解析jsx
    extension: ‘.js’
});
 
var fs = require(‘fs’),
    koa = require(‘koa’),
    compress = require(‘koa-compress’),
    render = require(‘koa-ejs’),
    mime = require(‘mime-types’),
    r_home = require(‘./routes/home’),
    limit = require(‘koa-better-ratelimit’),
    getData = require(‘./modules/getData’);
 
var app = koa();
 
app.use(limit({ duration: 1000*10 ,
    max: 500, accessLimited : "您的请求太过频繁,请稍后重试"})
);
app.use(compress({
    threshold: 50,
    flush: require(‘zlib’).Z_SYNC_FLUSH
}));
 
render(app, {  //ejs渲染配置
    root: ‘./dist/views’,
    layout: false ,
    viewExt: ‘ejs’,
    cache: false,
    debug: true
});
 
getData(app);
 
//首页路由
r_home(app);
 
app.use(function*(next){
    var p = this.path;
    this.type = mime.lookup(p);
    this.body = fs.createReadStream(‘.’+p);
});
 
app.listen(3300);

2. 首页路由(’./routes/home’)配置

var router = require(‘koa-router’), getHost =
require(‘../modules/getHost’), apiRouter = new router(); var React =
require(‘react/lib/ReactElement’), ReactDOMServer =
require(‘react-dom/server’); var List =
React.createFactory(require(‘../dist/js/component/List’));
module.exports = function (app) { var data =
this.getDataSync(‘../data/names.json’), //取首屏数据 json =
JSON.parse(data); var lis = json.map(function(item, i){ return (
<li>{item.name}</li> ) }), props = {color: ‘red’};
apiRouter.get(‘/’, function *() { //首页 yield
this.render(‘home/index’, { title: “serverRender”, syncData: { names:
json, //将取到的首屏数据注入ejs模板 props: props }, reactHtml:
ReactDOMServer.renderToString(List(props, lis)), dirpath: getHost(this)
}); }); app.use(apiRouter.routes()); };

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var router = require(‘koa-router’),
    getHost = require(‘../modules/getHost’),
    apiRouter = new router();
 
var React = require(‘react/lib/ReactElement’),
    ReactDOMServer = require(‘react-dom/server’);
var List = React.createFactory(require(‘../dist/js/component/List’));
 
module.exports = function (app) {
 
    var data = this.getDataSync(‘../data/names.json’),  //取首屏数据
        json = JSON.parse(data);
 
    var lis = json.map(function(item, i){
       return (
           <li>{item.name}</li>
       )
    }),
        props = {color: ‘red’};
 
    apiRouter.get(‘/’, function *() {  //首页
        yield this.render(‘home/index’, {
            title: "serverRender",
            syncData: {
                names: json,  //将取到的首屏数据注入ejs模板
                props: props
            },
            reactHtml:  ReactDOMServer.renderToString(List(props, lis)),
            dirpath: getHost(this)
        });
    });
 
    app.use(apiRouter.routes());
 
};

注意这里我们使用了 ReactDOMServer.renderToString 来渲染 React 组件为纯
HTML 字符串,注意 List(props, lis) ,我们还传入了 props 和 children。

其在 ejs 模板中的应用为:

div class=”wrap” id=”wrap”>-reactHtml%>div>

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div class="wrap" id="wrap">-reactHtml%>div>

就这么简单地完成了服务端渲染的处理,但还有一处问题,如果组件中绑定了事件,客户端不会感知。

所以在客户端我们也需要再做一次与服务端一致的渲染操作,鉴于服务端生成的DOM会被打上
data-react-id 标志,故在客户端渲染的话,react
会通过该标志位的对比来避免冗余的render,并绑定上相应的事件。

这也是我们把所要注入组件中的数据(syncData)传入 ejs
的原因,我们将把它作为客户端的一个全局变量来使用,方便客户端挂载组件的时候用上:

ejs上注入直出数据:

script> syncData = JSON.parse(”); script>

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  script>
    syncData = JSON.parse(”);
  script>

页面入口文件(js/page/home.js)挂载组件:

import React from ‘react’; import ReactDOM from ‘react-dom’; var List =
require(‘../component/List’); var lis =
syncData.names.map(function(item, i){ return (
<li>{item.name}</li> ) }); ReactDOM.render( <List
{…syncData.props}> {lis} </List>,
document.getElementById(‘wrap’) );

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import React from ‘react’;
import ReactDOM from ‘react-dom’;
var List = require(‘../component/List’);
 
var lis = syncData.names.map(function(item, i){  
    return (
        <li>{item.name}</li>
    )
});
ReactDOM.render(
    <List {…syncData.props}>
        {lis}
    </List>,
    document.getElementById(‘wrap’)
);

3. 辅助工具

为了玩鲜,在部分模块里写了 es2015 的语法,然后使用 babel
来做转换处理,在 gulp 和 webpack 中都有使用到,具体可参考它们的配置。

另外鉴于服务端对 es2015 的特性支持不完整,配合 babel-core/register
或者使用 babel-node
命令都存在兼容问题,故针对所有需要在服务端引入到的模块(比如React组件),在koa运行前先做gulp处理转为es5(这些构建模块仅在服务端会用到,客户端走webpack直接引用未转换模块即可)。

ejs文件中样式或脚本的内联处理我使用了自己开发的
gulp-embed
,有兴趣的朋友可以玩一玩。

4. issue

说实话 React
的服务端渲染处理整体开发是没问题的,就是开发体验不够好,主要原因还是各方面对
es2015 支持不到位导致的。

虽然在服务端运行前,我们在gulp中使用babel对相关模块进行转换,但像 export
default XXX

这样的语法转换后还是无法被服务端支持,只能降级写为 module.exports =
XXX
。但这么写,在其它模块就没法 import XXX from ‘X’ 了(改为
require(‘X’)代替)
,总之不爽快。只能期待后续 node(其实应该说V8)
再迭代一些版本能更好地支持 es2015 的特性。

另外如果 React 组件涉及列表项,常规我们会加上 key
的props特性来提升渲染效率,但即使前后端传入相同的key值,最终 React
渲染出来的 key 值是不一致的,会导致客户端挂载组件时再做一次渲染处理。

对于这点我个人建议是,如果是静态的列表,那么统一都不加 key
,如果是动态的,那么就加吧,客户端再渲染一遍感觉也没多大点事。(或者你有更好方案请留言哈~)

5. 其它

有时候服务端引入的模块里面,有些东西是仅仅需要在客户端使用到的,我们以这个示例中的组件component/List为例,里面的样式文件

require(‘css/component/List’);

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require(‘css/component/List’);

不应当在服务端执行的时候使用到,但鉴于同构,前后端用的一套东西,这个怎么解决呢?其实很好办,通过
window
对象来判断即可(只要没有什么中间件给你在服务端也加了window接口)

var isNode = typeof window === ‘undefined’; if(!isNode){
require(‘css/component/List’); }

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var isNode = typeof window === ‘undefined’;
 
if(!isNode){
    require(‘css/component/List’);
}

不过请注意,这里我通过 webpack
把组件的样式也打包进了客户端的页面入口文件,其实不妥当。因为通过直出,页面在响应的时候就已经把组件的DOM树都先显示出来了,但这个时候是还没有取到样式的(样式打包到入口脚本了),需要等到入口脚本加载的时候才能看到正确的样式,这个过程会有一个闪动的过程,是种不舒服的体验。

所以走直出的话,建议把首屏的样式抽离出来内联到头部去。

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React是目前前端社区最流行的UI库之一,它的基于组件化的开发方式极大地提升了前端开发体验,React通过拆分一个大的应用至一个个小的组件,来使得我们的代码更加的可被重用,以及获得更好的可维护性,等等还有其他很多的优点…

通过React,
我们通常会开发一个单页应用(SPA),单页应用在浏览器端会比传统的网页有更好的用户体验,浏览器一般会拿到一个body为空的html,然后加载script指定的js,
当所有js加载完毕后,开始执行js, 最后再渲染到dom中,
在这个过程中,一般用户只能等待,什么都做不了,如果用户在一个高速的网络中,高配置的设备中,以上先要加载所有的js然后再执行的过程可能不是什么大问题,但是有很多情况是我们的网速一般,设备也可能不是最好的,在这种情况下的单页应用可能对用户来说是个很差的用户体验,用户可能还没体验到浏览器端SPA的好处时,就已经离开网站了,这样的话你的网站做的再好也不会有太多的浏览量。

但是我们总不能回到以前的一个页面一个页面的传统开发吧,现代化的UI库都提供了服务端渲染(SSR)的功能,使得我们开发的SPA应用也能完美的运行在服务端,大大加快了首屏渲染的时间,这样的话用户既能更快的看到网页的内容,与此同时,浏览器同时加载需要的js,加载完后把所有的dom事件,及各种交互添加到页面中,最后还是以一个SPA的形式运行,这样的话我们既提升了首屏渲染的时间,又能获得SPA的客户端用户体验,对于SEO也是个必须的功能。

OK,我们大致了解了SSR的必要性,下面我们就可以在一个React
App中来实现服务端渲染的功能,BTW,
既然我们已经处在一个到处是async/await的环境中,这里的服务端我们使用koa2来实现我们的服务端渲染。

初始化一个普通的单页应用SPA

首先我们先不管服务端渲染的东西,我们先创建一个基于React和React-Router的SPA,等我们把一个完整的SPA创建好后,再加入SSR的功能来最大化提升app的性能。

首先进入app入口 App.js:

import ReactDOM from 'react-dom';
import { BrowserRouter as Router, Route } from 'react-router-dom';

const Home = () => <div>Home</div>;
const Hello = () => <div>Hello</div>;

const App = () => {
 return (
  <Router>
   <Route exact path="/" component={Home} />
   <Route exact path="/hello" component={Hello} />
  </Router>
 )
}

ReactDOM.render(<App/>, document.getElementById('app'))

上面我们为路由/ 和
/hello创建了2个只是渲染一些文字到页面的组件。但当我们的项目变得越来越大,组件越来越多,最终我们打包出来的js可能会变得很大,甚至变得不可控,所以呢我们第一步需要优化的是代码拆分(code-splitting),幸运的是通过webpack
dynamic
import和
react-loadable,我们可以很容易做到这一点。

用React-Loadable来时间代码拆分

使用之前,先安装 react-loadable:

npm install react-loadable
# or
yarn add react-loadable

然后在你的 javascript中:

//...
import Loadable from 'react-loadable';
//...

const AsyncHello = Loadable({
 loading: <div>loading...</div>,
 //把你的Hello组件写到单独的文件中
 //然后使用webpack的 dynamic import
 loader: () => import('./Hello'), 
})

//然后在你的路由中使用loadable包装过的组件:
<Route exact path="/hello" component={AsyncHello} />

很简单吧,我们只需要importreact-loadable
然后传一些option进去就行了,其中的loading选项是当动态加载Hello组件所需的js时,渲染loading组件,给用户一种加载中的感觉,体验也会比什么都不加好。

365bet平台,好了,现在如果我们访问首页的话,只有Home组件依赖的js才会被加载,然后点击某个链接进入hello页面的话,会先渲染loading组件,并同时异步加载hello组件依赖的js,加载完后,替换掉loading来渲染hello组件。通过基于路由拆分代码到不同的代码块,我们的SPA已经有了很大的优化,cheers🍻。更叼的是react-loadable同样支持SSR,所以你可以在任意地方使用react-loadable,不管是运行在前端还是服务端,要让react-loadable在服务端正常运行的话我们需要做一些额外的配置,本文后面会讲到,先不急🏃。‍

到这里我们已经创建好一个基本的React
SPA,加上代码拆分,我们的app已经有了不错的性能,但是我们还可以更加极致的优化app的性能,下面我们通过增加SSR的功能来进一步提升加载速度,顺便解决一下SPA中的SEO问题🎉。

加入服务端渲染(SSR)功能

首先我们先搭建一个最简单的koa web服务器:

npm install koa koa-router

然后在koa的入口文件app.js中:

const Koa = require('koa');
const Router = require('koa-router');

const app = new Koa();
const router = new Router();
router.get('*', async (ctx) => {
 ctx.body = `
   <!DOCTYPE html>
    <html lang="en">
    <head>
     <meta charset="UTF-8">
     <title>React SSR</title>
    </head>
    <body>
     <div id="app"></div>
     <script type="text/javascript" src="/bundle.js"></script>
    </body>
   </html>
  `;
});

app.use(router.routes());
app.listen(3000, '0.0.0.0');

上面*路由代表任意的url进来我们都默认渲染这个html,包括html中打包出来的js,你也可以用一些服务端模板引擎(如:nunjucks)来直接渲染html文件,在webpack打包时通过html-webpack-plugin来自动插入打包出来的js/css资源路径。

OK, 我们的简易koa server好了,接下来我们开始编写React
SSR的入口文件AppSSR.js,这里我们需要使用StaticRouter来代替之前的BrowserRouter,因为在服务端,路由是静态的,用BrowserRouter的话是不起作用的,后面还会做一些配置来使得react-loadable运行在服务端。

提示:
你可以把整个node端的代码用ES6/JSX风格编写,而不是部分commonjs,部分JSX,
但这样的话你需要用webpack把整个服务端的代码编译成commonjs风格,才能使得它运行在node环境中,这里的话我们把React
SSR的代码单独抽出去,然后在普通的node代码里去require它。因为可能在一个现有的项目中,之前都是commonjs的风格,把以前的node代码一次性转成ES6的话成本有点大,但是可以后期一步步的再迁移过去

OK, 现在在你的 AppSRR.js中:

import React from 'react';
//使用静态 static router
import { StaticRouter } from 'react-router-dom';
import ReactDOMServer from 'react-dom/server';
import Loadable from 'react-loadable';
//下面这个是需要让react-loadable在服务端可运行需要的,下面会讲到
import { getBundles } from 'react-loadable/webpack';
import stats from '../build/react-loadable.json';

//这里吧react-router的路由设置抽出去,使得在浏览器跟服务端可以共用
//下面也会讲到...
import AppRoutes from 'src/AppRoutes';

//这里我们创建一个简单的class,暴露一些方法出去,然后在koa路由里去调用来实现服务端渲染
class SSR {
 //koa 路由里会调用这个方法
 render(url, data) {
  let modules = [];
  const context = {};
  const html = ReactDOMServer.renderToString(
   <Loadable.Capture report={moduleName => modules.push(moduleName)}>
    <StaticRouter location={url} context={context}>
     <AppRoutes initialData={data} />
    </StaticRouter>
   </Loadable.Capture>
  );
  //获取服务端已经渲染好的组件数组
  let bundles = getBundles(stats, modules);
  return {
   html,
   scripts: this.generateBundleScripts(bundles),
  };
 }
 //把SSR过的组件都转成script标签扔到html里
 generateBundleScripts(bundles) {
  return bundles.filter(bundle => bundle.file.endsWith('.js')).map(bundle => {
   return `<script type="text/javascript" src="${bundle.file}"></script>n`;
  });
 }

 static preloadAll() {
  return Loadable.preloadAll();
 }
}

export default SSR;

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