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在一个 Vue SSR 应用中，如何实现一个通用的数据预取（Data Prefetching）机制，并处理异步组件的加载？

Vue SSR 数据预取（Data Prefetching）与异步组件加载：一场关于“未卜先知”的表演

大家好！今天我们来聊聊 Vue SSR 中一个非常重要，但有时候又让人头大的话题：数据预取（Data Prefetching）。 这就好比你在电影院排队买爆米花，别人还在纠结要不要可乐的时候，你已经把所有的零食都准备好了，进场直接开吃！ 在 SSR 的世界里，数据预取就是让你比别人更快一步，提升用户体验。 同时，我们也会顺带解决异步组件加载的问题，让你的 SSR 应用更加流畅。

为什么要数据预取？

首先，我们来明确一个问题：为什么要搞这么麻烦的数据预取？ 答案很简单：为了性能！

在传统的 CSR (Client-Side Rendering) 应用中，浏览器先下载 HTML，然后下载 JavaScript，JavaScript 执行后才开始请求数据，最后渲染页面。 这样一来，用户就只能看到一个空白页面，直到数据加载完成。 这种体验，简直糟糕透顶！

而 SSR 的出现，让服务器先渲染 HTML，然后将 HTML 发送给浏览器。 这样，用户就可以更快地看到内容。 但是，如果服务器在渲染 HTML 之前，需要先请求数据，那么渲染过程就会被阻塞。 这就好比你已经到了电影院，却发现爆米花机坏了，只能等着维修。

数据预取，就是为了解决这个问题。 它的核心思想是：在服务器渲染 HTML 之前，先将需要的数据请求回来，这样就可以避免渲染过程被阻塞。

预取数据的几种姿势

好了，废话不多说，我们来看看几种常用的数据预取姿势。

1. 路由组件的 asyncData 方法

这是最常见的预取数据的方式。 我们可以在每个路由组件中定义一个 asyncData 方法，这个方法会在服务器端被调用，用于请求数据。

// 路由组件
export default {
  name: 'MyComponent',
  asyncData ({ store, route }) {
    // 在服务器端调用
    return store.dispatch('fetchData', route.params.id)
  },
  mounted () {
    // 在客户端调用
    if (!this.data) {
      this.$store.dispatch('fetchData', this.$route.params.id)
    }
  },
  computed: {
    data () {
      return this.$store.state.data
    }
  },
  template: '<div>{{ data }}</div>'
}

// Vuex store
const store = new Vuex.Store({
  state: {
    data: null
  },
  mutations: {
    setData (state, data) {
      state.data = data
    }
  },
  actions: {
    fetchData ({ commit }, id) {
      return axios.get(`/api/data/${id}`)
        .then(res => {
          commit('setData', res.data)
        })
    }
  }
})
  • 优点: 代码组织清晰，每个组件负责自己的数据获取。
  • 缺点: 需要在每个组件中都写一遍 asyncData 方法，代码冗余。 客户端需要再次检查数据是否已经存在，否则需要再次请求。

代码解释:

  • asyncData 方法接收一个 context 对象，包含了 store 和 route 等信息。
  • asyncData 方法返回一个 Promise，当 Promise resolve 时，服务器才会继续渲染 HTML。
  • 在 mounted 钩子函数中，我们需要检查数据是否已经存在。 如果不存在，说明这是客户端渲染，需要再次请求数据。
  • Vuex store 用于存储和管理数据。

2. 使用 vue-server-renderer 的 bundleRenderer.renderToString 方法

vue-server-renderer 提供了 bundleRenderer.renderToString 方法，可以让我们在服务器端渲染 Vue 应用。 这个方法接收一个 context 对象，我们可以利用这个 context 对象来传递数据。

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

const app = new Vue({
  template: '<div>Hello World</div>'
})

renderer.renderToString(app, {
  title: 'My App',
  meta: `<meta name="description" content="A simple Vue SSR app">`
}, (err, html) => {
  if (err) {
    console.error(err)
  }
  console.log(html)
  // => <div data-server-rendered="true">Hello World</div>
})

我们可以扩展这个方法，在 context 对象中添加 state 属性，用于存储数据。

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

const app = new Vue({
  template: '<div>{{ message }}</div>',
  data: {
    message: 'Hello World'
  }
})

renderer.renderToString(app, {
  title: 'My App',
  meta: `<meta name="description" content="A simple Vue SSR app">`,
  state: {
    message: 'Hello World from Server!'
  }
}, (err, html) => {
  if (err) {
    console.error(err)
  }
  console.log(html)
  // => <div data-server-rendered="true">Hello World</div>
})

然后，在客户端，我们可以从 window.__INITIAL_STATE__ 中获取数据。

<!-- index.html -->
<script>
  window.__INITIAL_STATE__ = {{ state | json }}
</script>
  • 优点: 可以将数据直接注入到 HTML 中，避免客户端再次请求数据。
  • 缺点: 需要手动管理数据，代码复杂。

代码解释:

  • 在 renderer.renderToString 方法中，我们将 state 对象传递给 context 对象。
  • 在 index.html 中，我们使用 window.__INITIAL_STATE__ 来获取数据。

3. 使用 Vuex 的 store.dispatch 方法

我们可以使用 Vuex 的 store.dispatch 方法来预取数据。 在服务器端，我们 dispatch 一个 action，这个 action 会请求数据，然后将数据存储到 Vuex store 中。 然后，在客户端，我们可以直接从 Vuex store 中获取数据。

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

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

    router.push(url)

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

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

      Promise.all(matchedComponents.map(Component => {
        if (Component.asyncData) {
          return Component.asyncData({
            store,
            route: router.currentRoute
          })
        }
      })).then(() => {
        context.state = store.state
        resolve(app)
      }).catch(reject)
    }, reject)
  })
}
  • 优点: 数据管理方便，可以使用 Vuex 的各种功能。
  • 缺点: 需要在每个组件中都写一遍 asyncData 方法，代码冗余。

代码解释:

  • createApp 函数用于创建 Vue 应用。
  • router.push(url) 用于跳转到指定的 URL。
  • router.onReady 用于等待路由准备就绪。
  • router.getMatchedComponents 用于获取匹配的组件。
  • Component.asyncData 用于请求数据。
  • context.state = store.state 用于将 Vuex store 的 state 传递给 context 对象。

4. 使用中间件

我们可以使用中间件来统一处理数据预取。 这样，我们就不需要在每个组件中都写一遍 asyncData 方法了。

// middleware.js
export default ({ store, route }) => {
  // 在服务器端调用
  return store.dispatch('fetchData', route.params.id)
}

// 路由组件
export default {
  name: 'MyComponent',
  template: '<div>{{ data }}</div>',
  computed: {
    data () {
      return this.$store.state.data
    }
  }
}

// Vuex store
const store = new Vuex.Store({
  state: {
    data: null
  },
  mutations: {
    setData (state, data) {
      state.data = data
    }
  },
  actions: {
    fetchData ({ commit }, id) {
      return axios.get(`/api/data/${id}`)
        .then(res => {
          commit('setData', res.data)
        })
    }
  }
})
  • 优点: 代码简洁，易于维护。
  • 缺点: 需要手动管理数据，代码复杂。

代码解释:

  • middleware.js 用于定义中间件。
  • 中间件会在每个路由切换时被调用。
  • 中间件会 dispatch 一个 action，这个 action 会请求数据，然后将数据存储到 Vuex store 中。

如何处理异步组件加载？

在 Vue 中，我们可以使用 Vue.component 方法来注册组件。 如果组件的内容比较多，我们可以使用异步组件来延迟加载组件。

Vue.component('async-example', function (resolve, reject) {
  setTimeout(function () {
    // 将组件定义传入 resolve 回调函数
    resolve({
      template: '<div>I am async!</div>'
    })
  }, 1000)
})

在 SSR 中，我们需要确保异步组件在服务器端被渲染。 否则，客户端可能会看到一个空白页面。

我们可以使用 vue-server-renderer 的 bundleRenderer.renderToString 方法来渲染异步组件。

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

const app = new Vue({
  template: '<div><async-example></async-example></div>',
  components: {
    'async-example': function (resolve, reject) {
      setTimeout(function () {
        resolve({
          template: '<div>I am async!</div>'
        })
      }, 1000)
    }
  }
})

renderer.renderToString(app, (err, html) => {
  if (err) {
    console.error(err)
  }
  console.log(html)
  // => <div data-server-rendered="true">Hello World</div>
})

但是，这种方式有一个问题：服务器端需要等待 1 秒钟才能渲染异步组件。 这会影响 SSR 的性能。

为了解决这个问题，我们可以使用 vue-server-renderer 的 bundleRenderer.renderToString 方法的第二个参数，context 对象。 我们可以将异步组件的 promise 存储到 context 对象中，然后在服务器端等待这些 promise resolve。

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

const app = new Vue({
  template: '<div><async-example></async-example></div>',
  components: {
    'async-example': function (resolve, reject) {
      // 返回一个 Promise
      return new Promise((res) => {
        setTimeout(function () {
          res({
            template: '<div>I am async!</div>'
          })
        }, 1000)
      })
    }
  }
})

renderer.renderToString(app, {
  title: 'My App',
  meta: `<meta name="description" content="A simple Vue SSR app">`
}, (err, html) => {
  if (err) {
    console.error(err)
  }
  console.log(html)
  // => <div data-server-rendered="true">Hello World</div>
})

然后，我们可以使用 Promise.all 方法来等待所有的 promise resolve。

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

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

    router.push(url)

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

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

      // 获取所有 asyncData 的 Promise
      const asyncDataPromises = matchedComponents.map(Component => {
        if (Component.asyncData) {
          return Component.asyncData({
            store,
            route: router.currentRoute
          })
        }
      })

      // 获取所有异步组件的 Promise
      const asyncComponentPromises = matchedComponents.map(Component => {
        if (Component.components) {
          return Object.values(Component.components)
            .filter(c => typeof c === 'function') // 筛选出异步组件
            .map(c => c()) // 执行异步组件函数，返回 Promise
        }
      }).filter(Boolean).flat() // 移除 undefined 并扁平化数组

      // 合并所有 Promise
      const allPromises = [...asyncDataPromises, ...asyncComponentPromises]

      Promise.all(allPromises).then(() => {
        context.state = store.state
        resolve(app)
      }).catch(reject)
    }, reject)
  })
}
  • 优点: 可以确保异步组件在服务器端被渲染，提高 SSR 的性能。
  • 缺点: 代码复杂。

代码示例

为了方便大家理解，我提供一个完整的代码示例。

// app.js
import Vue from 'vue'
import VueRouter from 'vue-router'
import Vuex from 'vuex'
import axios from 'axios'

Vue.use(VueRouter)
Vue.use(Vuex)

// 定义组件
const Home = {
  template: '<div>Home</div>'
}

const About = {
  asyncData ({ store, route }) {
    return store.dispatch('fetchData', route.params.id)
  },
  computed: {
    data () {
      return this.$store.state.data
    }
  },
  template: '<div>About: {{ data }}</div>'
}

// 定义路由
const routes = [
  { path: '/', component: Home },
  { path: '/about/:id', component: About }
]

// 创建 router 实例
const router = new VueRouter({
  mode: 'history',
  routes
})

// 创建 store 实例
const store = new Vuex.Store({
  state: {
    data: null
  },
  mutations: {
    setData (state, data) {
      state.data = data
    }
  },
  actions: {
    fetchData ({ commit }, id) {
      return axios.get(`https://jsonplaceholder.typicode.com/todos/${id}`)
        .then(res => {
          commit('setData', res.data)
        })
    }
  }
})

// 创建 Vue 实例
export function createApp () {
  const app = new Vue({
    router,
    store,
    template: '<div id="app"><router-view></router-view></div>'
  })

  return { app, router, store }
}
// server.js
import { createApp } from './app'
import Vue from 'vue'
import VueServerRenderer from 'vue-server-renderer'
import express from 'express'
import fs from 'fs'
import path from 'path'

const app = express()

const renderer = VueServerRenderer.createRenderer({
  template: fs.readFileSync(path.resolve(__dirname, './index.template.html'), 'utf-8')
})

app.use(express.static(path.resolve(__dirname, './dist')))

app.get('*', (req, res) => {
  const { app, router, store } = createApp()

  router.push(req.url)

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

    if (!matchedComponents.length) {
      return res.status(404).send('Not Found')
    }

    Promise.all(matchedComponents.map(Component => {
      if (Component.asyncData) {
        return Component.asyncData({
          store,
          route: router.currentRoute
        })
      }
    })).then(() => {
      const context = {
        title: 'Vue SSR Demo',
        meta: `
          <meta name="description" content="A simple Vue SSR demo">
        `,
        state: store.state
      }

      renderer.renderToString(app, context, (err, html) => {
        if (err) {
          console.error(err)
          return res.status(500).send('Server Error')
        }

        res.send(html)
      })
    }).catch(err => {
      console.error(err)
      res.status(500).send('Server Error')
    })
  })
})

app.listen(3000, () => {
  console.log('Server started at http://localhost:3000')
})
<!-- index.template.html -->
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
  <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
  <title>{{ title }}</title>
  {{{ meta }}}
</head>
<body>
  <!--vue-ssr-outlet-->
  <script>
    window.__INITIAL_STATE__ = {{{ state | JSON.stringify() }}}
  </script>
  <script src="/client.bundle.js"></script>
</body>
</html>
// 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')
})

总结

数据预取是 Vue SSR 中非常重要的一部分。 它可以提高 SSR 的性能，提升用户体验。 处理异步组件加载，需要确保服务器端可以正确渲染组件。 希望今天的讲解对大家有所帮助！

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