深入分析 Vue SSR 的数据预取（Data Pre-fetching）和状态注入（State Hydration）机制。 - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

各位观众老爷，大家好！我是今天的主讲人，咱们今天聊聊 Vue SSR 的数据预取和状态注入，这俩概念听着高大上，其实理解了之后你会发现，也就那么回事儿！

一、为啥要有数据预取？

想象一下，你辛辛苦苦搭建了一个 Vue 应用，用户满怀期待地打开你的网站，结果白屏半天，然后内容才慢慢蹦出来。这种体验，简直就是程序员的噩梦，用户的噩梦，老板的噩梦！

为什么会这样？因为浏览器需要先下载 JavaScript 文件，然后解析执行，最后才能渲染页面。这就导致了所谓的“首屏渲染慢”的问题。

SSR 解决了这个问题。服务器端渲染，顾名思义，就是在服务器端先把页面渲染好，直接返回给浏览器一个完整的 HTML。这样浏览器拿到 HTML 就可以直接显示，不用等 JavaScript 执行了。

但是，问题来了。页面通常需要数据才能渲染，比如用户列表、商品信息等等。如果服务器端渲染的时候没有这些数据，那渲染出来的还是一个空壳子。所以，我们需要在服务器端把数据先准备好，这就是数据预取。

二、数据预取的三种姿势（方法）：

数据预取，本质上就是在服务器端获取数据，然后在渲染之前把数据传给 Vue 组件。Vue SSR 提供了几种方法来实现数据预取：

asyncData 钩子 (推荐)

这是 Vue SSR 官方推荐的方式。在组件中定义一个 asyncData 钩子，它会在服务器端被调用，并且可以访问 Vuex store 和 route 信息。asyncData 钩子返回一个 Promise，Vue SSR 会等待 Promise resolve 之后再渲染组件。

// MyComponent.vue
export default {
  data() {
    return {
      posts: []
    }
  },
  asyncData ({ store, route }) {
    // 模拟一个 API 请求
    return new Promise(resolve => {
      setTimeout(() => {
        const posts = [
          { id: 1, title: 'Vue SSR 真好玩' },
          { id: 2, title: '数据预取是关键' }
        ];
        store.commit('setPosts', posts); // 将数据存入 Vuex
        resolve();
      }, 1000); // 模拟 1 秒延迟
    });
  },
  mounted () {
    // 客户端渲染时从 Vuex 中获取数据
    this.posts = this.$store.state.posts;
  }
}
</script>

优点： 简单易用，逻辑清晰，与 Vue 组件生命周期完美结合。
缺点： 只能在组件中使用，不能在其他地方进行数据预取。
注意： asyncData 钩子中的 this 指向的是组件的上下文，而不是组件实例。因此，不能直接访问组件的 data 和 methods。需要通过 store 和 route 来访问 Vuex 和路由信息。

Vuex store 中的代码:

// store/index.js
import Vue from 'vue'
import Vuex from 'vuex'

Vue.use(Vuex)

export function createStore () {
  return new Vuex.Store({
    state: {
      posts: []
    },
    mutations: {
      setPosts (state, posts) {
        state.posts = posts
      }
    },
    actions: {}
  })
}

serverPrefetch 钩子 (Vue 2.6+ 才支持)

这个钩子是在 Vue 2.6 版本中引入的，它提供了一种更灵活的数据预取方式。serverPrefetch 钩子会在服务器端被调用，并且可以返回一个 Promise。Vue SSR 会等待 Promise resolve 之后再渲染组件。

// MyComponent.vue
export default {
  data() {
    return {
      posts: []
    }
  },
  serverPrefetch () {
    // 模拟一个 API 请求
    return new Promise(resolve => {
      setTimeout(() => {
        const posts = [
          { id: 1, title: 'Vue SSR 真好玩 (serverPrefetch)' },
          { id: 2, title: '数据预取是关键 (serverPrefetch)' }
        ];
        this.posts = posts; // 直接修改组件 data
        resolve();
      }, 1000); // 模拟 1 秒延迟
    });
  },
  mounted () {
    // 客户端渲染时直接使用 data 中的数据
    console.log('Mounted, posts:', this.posts);
  }
}
</script>

优点： 可以直接访问组件的 data 和 methods，更加灵活。
缺点： 只能在 Vue 2.6+ 版本中使用。
注意： serverPrefetch 和 asyncData 的区别在于，serverPrefetch 可以直接访问组件实例，而 asyncData 不可以。

在路由守卫中进行数据预取

这种方式可以在路由切换之前进行数据预取。在路由守卫中，可以访问 Vuex store 和 route 信息，并且可以调用 API 获取数据。

// router/index.js
import Vue from 'vue'
import Router from 'vue-router'
import Home from '../components/Home.vue'
import About from '../components/About.vue'

Vue.use(Router)

export function createRouter () {
  return new Router({
    mode: 'history',
    routes: [
      {
        path: '/',
        component: Home,
        beforeEnter: (to, from, next) => {
          // 模拟一个 API 请求
          setTimeout(() => {
            const posts = [
              { id: 1, title: 'Home 组件的数据' },
              { id: 2, title: '欢迎来到首页' }
            ];
            // 将数据存入 Vuex
            // 注意这里需要访问 router 实例，所以不能直接使用 store
            // 需要在 router 实例上挂载 store
            to.meta.store.commit('setPosts', posts);
            next();
          }, 500);
        }
      },
      {
        path: '/about',
        component: About
      }
    ]
  })
}

优点： 可以在路由切换之前进行数据预取，可以控制数据预取的时机。
缺点： 代码分散在路由配置中，不太方便维护。而且需要在每个路由守卫中重复编写数据预取的逻辑。
注意： 在路由守卫中，不能直接访问组件实例。需要通过 to.matched[0].components.default 来访问组件。

表格总结：

特性	`asyncData`	`serverPrefetch`	路由守卫
适用场景	组件数据预取	组件数据预取，需要访问组件实例	路由级别的数据预取
访问组件实例	不可直接访问	可以直接访问	不可直接访问
Vue 版本	所有 Vue SSR 版本	Vue 2.6+	所有 Vue SSR 版本
代码位置	组件内部	组件内部	路由配置中
维护性	较好	较好	较差
执行时机	在组件渲染之前	在组件渲染之前	路由切换之前

三、状态注入（State Hydration）

有了数据预取，服务器端可以把数据准备好，然后渲染出 HTML。但是，问题又来了。当浏览器拿到 HTML 之后，需要把这些数据“注入”到 Vue 应用中，这样客户端才能继续使用这些数据，这就是状态注入。

状态注入，说白了，就是把服务器端渲染好的数据，传递给客户端的 Vue 应用。

状态注入的原理：

Vue SSR 会把服务器端渲染好的 Vuex store 的状态，序列化成 JSON 字符串，然后插入到 HTML 中。

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
  <title>Vue SSR Example</title>
</head>
<body>
  <div id="app"><!--vue-ssr-outlet--></div>
  <script>window.__INITIAL_STATE__ = {"posts":[{"id":1,"title":"Vue SSR 真好玩"},{"id":2,"title":"数据预取是关键"}]}</script>
  <script src="/js/app.js"></script>
</body>
</html>

在客户端，Vue 应用会读取 window.__INITIAL_STATE__ 中的数据，然后用这些数据来初始化 Vuex store。

客户端代码：

// entry-client.js
import { createApp } from './app'

const { app, router, store } = createApp()

if (window.__INITIAL_STATE__) {
  store.replaceState(window.__INITIAL_STATE__)
}

router.onReady(() => {
  app.$mount('#app')
})

状态注入的意义：

状态注入保证了客户端和服务端的数据一致性。避免了客户端重新发起 API 请求，提高了页面加载速度，优化了用户体验。

四、SSR 完整流程：

用户发起请求： 浏览器向服务器发起请求。
服务器接收请求： 服务器接收到请求。
数据预取： 服务器端调用 asyncData 或 serverPrefetch 钩子，获取数据。
服务器端渲染： 服务器端使用 Vue SSR 把组件渲染成 HTML。
状态注入： 服务器端把 Vuex store 的状态序列化成 JSON 字符串，插入到 HTML 中。
服务器返回响应： 服务器把 HTML 返回给浏览器。
浏览器接收响应： 浏览器接收到 HTML。
客户端渲染： 浏览器解析 HTML，显示页面。
状态同步： 客户端 Vue 应用读取 window.__INITIAL_STATE__ 中的数据，初始化 Vuex store。
客户端接管： 客户端 Vue 应用接管页面，处理用户交互。

五、注意事项：

避免数据污染： 在服务器端，每个请求都会创建一个新的 Vue 实例和 Vuex store 实例。因此，需要避免在不同的请求之间共享数据，防止数据污染。
处理异步操作： 在服务器端，需要等待异步操作完成之后再渲染页面。可以使用 async/await 或 Promise 来处理异步操作。
处理 SEO： SSR 可以提高 SEO 效果，因为搜索引擎可以抓取服务器端渲染好的 HTML。但是，需要注意处理 Meta 标签和 Title 标签，以便搜索引擎更好地理解页面内容。
处理缓存： SSR 可以使用缓存来提高性能。可以使用 Redis 或 Memcached 等缓存系统来缓存服务器端渲染好的 HTML。
处理错误： 在服务器端，需要处理可能出现的错误，例如 API 请求失败、数据格式错误等等。可以使用错误处理中间件来捕获错误，并返回友好的错误页面。
小心 XSS 攻击： 务必对注入到 HTML 中的数据进行转义，防止 XSS 攻击。

六、一个完整的例子（简化版）：

为了更清晰地展示整个流程，这里提供一个简化的例子。

1. app.js (通用应用程序入口):

// app.js
import Vue from 'vue'
import App from './App.vue'
import { createRouter } from './router'
import { createStore } from './store'

export function createApp () {
  const router = createRouter()
  const store = createStore()

  const app = new Vue({
    router,
    store,
    render: h => h(App)
  })

  return { app, router, store }
}

2. App.vue:

// App.vue
<template>
  <div>
    <h1>{{ title }}</h1>
    <ul>
      <li v-for="post in posts" :key="post.id">{{ post.title }}</li>
    </ul>
  </div>
</template>

<script>
export default {
  name: 'App',
  data() {
    return {
      title: 'Vue SSR Demo',
      posts: []
    }
  },
  asyncData ({ store }) {
    return new Promise(resolve => {
      setTimeout(() => {
        const posts = [
          { id: 1, title: 'Post 1' },
          { id: 2, title: 'Post 2' }
        ];
        store.commit('setPosts', posts);
        resolve();
      }, 500);
    });
  },
  mounted() {
    this.posts = this.$store.state.posts;
  }
}
</script>

3. router/index.js:

// router/index.js
import Vue from 'vue'
import Router from 'vue-router'

Vue.use(Router)

export function createRouter () {
  return new Router({
    mode: 'history',
    routes: [
      {
        path: '/',
        component: {
          template: '<div>Home</div>'
        }
      }
    ]
  })
}

4. store/index.js:

// store/index.js
import Vue from 'vue'
import Vuex from 'vuex'

Vue.use(Vuex)

export function createStore () {
  return new Vuex.Store({
    state: {
      posts: []
    },
    mutations: {
      setPosts (state, posts) {
        state.posts = posts
      }
    },
    actions: {}
  })
}

5. entry-client.js:

// entry-client.js
import { createApp } from './app'

const { app, router, store } = createApp()

if (window.__INITIAL_STATE__) {
  store.replaceState(window.__INITIAL_STATE__)
}

router.onReady(() => {
  app.$mount('#app')
})

6. entry-server.js:

// entry-server.js
import { createApp } from './app'

export default context => {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    const { app, router, store } = createApp()

    router.push(context.url)

    router.onReady(() => {
      const matchedComponents = router.getMatchedComponents()

      if (!matchedComponents.length) {
        return reject({ code: 404 })
      }

      // 预取数据
      Promise.all(matchedComponents.map(({ asyncData }) => asyncData && asyncData({
        store,
        route: router.currentRoute
      }))).then(() => {
        // 在所有预取钩子 resolve 后
        // 我们的 store 现在已经填充入渲染应用所需的状态。
        // 当我们将状态附加到 context，
        // 并且 `template` 选项用于 renderer 时，
        // 状态将自动序列化为 `window.__INITIAL_STATE__`，并注入 HTML。
        context.state = store.state
        resolve(app)
      }).catch(reject)
    }, reject)
  })
}

7. server.js (Node.js 服务器):

// server.js
const Vue = require('vue')
const express = require('express')
const { createRenderer } = require('vue-server-renderer')

const app = express()

const renderer = createRenderer({
  template: `<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head><title>Vue SSR Demo</title></head>
<body>
  <!--vue-ssr-outlet-->
</body>
</html>`
})

const createApp = require('./dist/bundle.server.js').default; // 假设webpack打包后的服务端入口

app.use(express.static('dist'))

app.get('*', (req, res) => {

  const context = { url: req.url }
  createApp(context).then(app => {
    renderer.renderToString(app, context, (err, html) => {
      if (err) {
        console.error(err);
        return res.status(500).end('Internal Server Error')
      }
      res.send(html)
    })
  }).catch(err => {
    console.error(err)
    res.status(500).end('Internal Server Error')
  })
})

app.listen(3000, () => {
  console.log('Server started at http://localhost:3000')
})

这个例子演示了如何使用 asyncData 钩子进行数据预取，以及如何使用 window.__INITIAL_STATE__ 进行状态注入。运行此示例需要配置Webpack以生成客户端和服务端bundle。

七、总结：

数据预取和状态注入是 Vue SSR 的核心概念。理解了这两个概念，才能更好地利用 Vue SSR 提高页面加载速度，优化用户体验，并改善 SEO 效果。虽然有点复杂，但是只要掌握了方法，就能轻松应对！希望今天的讲解对大家有所帮助！散会！

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