Vue中的异步数据获取：`onServerPrefetch`与`setup`函数中的实现与协调

大家好！今天我们来深入探讨Vue 3中一个关键且容易混淆的知识点：异步数据获取，特别是onServerPrefetch钩子和setup函数在服务端渲染(SSR)场景下的应用。很多人在实际开发中，对于如何选择以及如何协调使用这两个特性来优化SSR应用的性能存在疑惑。本次讲座旨在通过代码示例和逻辑分析，帮助大家理解它们的工作原理、适用场景以及如何有效地结合使用，从而编写出高效、可维护的Vue SSR应用。

1. 理解服务端渲染(SSR)的核心问题

在深入onServerPrefetch和setup之前，我们需要先理解SSR试图解决的核心问题。传统的客户端渲染(CSR)应用，浏览器需要下载HTML、CSS、JavaScript等资源，然后执行JavaScript代码来生成DOM，最终渲染页面。这会导致首屏渲染时间过长，用户体验不佳，并且不利于搜索引擎优化(SEO)。

SSR则是在服务器端预先渲染HTML内容，然后将完整的HTML响应发送给浏览器。浏览器可以直接展示内容，无需等待JavaScript执行。这显著缩短了首屏渲染时间，改善用户体验，并且由于搜索引擎可以直接抓取HTML内容，有利于SEO。

然而，SSR也带来了新的挑战：

数据一致性问题： 服务器端渲染的数据必须与客户端激活(hydration)后的数据保持一致，否则会导致页面闪烁或错误。
性能问题： 服务器端渲染需要消耗服务器资源，如果数据获取逻辑复杂或耗时，会影响服务器的响应速度。
代码复用问题： 需要在服务器端和客户端共享代码，避免重复编写逻辑。

onServerPrefetch和setup都是为了解决这些问题而设计的。

2. `setup`函数：Vue 3 的核心

setup函数是Vue 3 Composition API的核心。它是一个组件选项，用于在组件创建之前执行一些初始化逻辑，并返回一个对象，该对象包含模板中可以访问的响应式数据、方法和生命周期钩子。

在SSR场景下，setup函数扮演着非常重要的角色，它可以用于：

声明响应式数据，并将其暴露给模板。
执行异步数据获取操作。
注册生命周期钩子，例如onMounted、onBeforeUnmount等。

下面是一个简单的setup函数示例：

<template>
  <div>
    <h1>{{ title }}</h1>
    <p>{{ content }}</p>
  </div>
</template>

<script>
import { ref, onMounted } from 'vue';

export default {
  setup() {
    const title = ref('Loading...');
    const content = ref('');

    onMounted(async () => {
      try {
        const data = await fetchData(); // 模拟异步数据获取
        title.value = data.title;
        content.value = data.content;
      } catch (error) {
        console.error('Failed to fetch data:', error);
        title.value = 'Error';
        content.value = 'Failed to load data.';
      }
    });

    return {
      title,
      content,
    };
  },
};

async function fetchData() {
  // 模拟异步数据获取
  return new Promise((resolve) => {
    setTimeout(() => {
      resolve({
        title: 'Hello Vue 3 SSR!',
        content: 'This is a simple example of data fetching in setup.',
      });
    }, 1000);
  });
}
</script>

在这个例子中，我们在setup函数中使用ref创建了两个响应式数据title和content。 onMounted钩子在组件挂载到DOM后执行，用于异步获取数据并更新响应式数据。

重要提示： 在SSR环境中，onMounted钩子只会在客户端执行。这意味着在服务器端渲染时，title和content的值仍然是初始值（"Loading…"和""）。这会导致页面在服务器端渲染时显示加载状态，然后在客户端激活后更新为实际数据，造成闪烁。

3. `onServerPrefetch`：为SSR而生

onServerPrefetch是一个专门为SSR设计的生命周期钩子。它在服务器端渲染期间执行，允许你在服务器端预先获取数据，并将数据注入到HTML中。这样，浏览器在收到HTML时，就可以直接展示完整的数据，避免了页面闪烁。

onServerPrefetch接受一个异步函数作为参数。 Vue会在服务器端等待该函数执行完毕，并将结果注入到渲染上下文中。

下面是一个使用onServerPrefetch的示例：

<template>
  <div>
    <h1>{{ title }}</h1>
    <p>{{ content }}</p>
  </div>
</template>

<script>
import { ref, onServerPrefetch } from 'vue';

export default {
  setup() {
    const title = ref('Loading...');
    const content = ref('');

    onServerPrefetch(async () => {
      try {
        const data = await fetchData(); // 模拟异步数据获取
        title.value = data.title;
        content.value = data.content;
      } catch (error) {
        console.error('Failed to fetch data:', error);
        title.value = 'Error';
        content.value = 'Failed to load data.';
      }
    });

    return {
      title,
      content,
    };
  },
};

async function fetchData() {
  // 模拟异步数据获取
  return new Promise((resolve) => {
    setTimeout(() => {
      resolve({
        title: 'Hello Vue 3 SSR!',
        content: 'This is a simple example of data fetching using onServerPrefetch.',
      });
    }, 1000);
  });
}
</script>

在这个例子中，我们将异步数据获取逻辑移到了onServerPrefetch钩子中。现在，在服务器端渲染时，onServerPrefetch会执行fetchData函数，并将获取到的数据赋值给title和content。这样，服务器端渲染的HTML就包含了完整的数据，避免了页面闪烁。

关键区别： onServerPrefetch只会在服务器端执行，而onMounted只会在客户端执行。

4. `onServerPrefetch` vs `setup` + `onMounted` 的比较

特性	`onServerPrefetch`	`setup` + `onMounted`
执行环境	仅服务器端	`setup`在服务器端和客户端都执行，`onMounted`仅客户端执行
适用场景	专门为SSR设计，用于在服务器端预先获取数据，避免页面闪烁	适用于CSR应用，或者需要在客户端进行额外的数据处理或操作的SSR应用
数据一致性	保证服务器端和客户端数据一致	需要额外处理，例如使用`window.__INITIAL_STATE__`来传递服务器端数据，或者在客户端重新获取数据
性能	优化首屏渲染时间，避免页面闪烁	如果不在服务器端进行数据预取，会导致首屏渲染时间过长，用户体验不佳
代码复杂度	相对简单，只需要将异步数据获取逻辑放在`onServerPrefetch`钩子中即可	相对复杂，需要在`setup`函数中声明响应式数据，并在`onMounted`钩子中异步获取数据，并处理数据一致性问题
SEO友好性	非常友好，搜索引擎可以直接抓取包含完整数据的HTML内容	相对较差，搜索引擎可能只能抓取到加载状态的HTML内容
注意事项	必须返回一个Promise，Vue会等待Promise resolve后才继续渲染。如果Promise reject，则会抛出错误，导致服务器端渲染失败。可以使用`try...catch`块来捕获错误并进行处理。	确保服务器端和客户端的代码行为一致，避免出现意外的错误。在客户端重新获取数据时，需要考虑缓存策略，避免重复请求。

5. `onServerPrefetch`与`setup`的协调使用

虽然onServerPrefetch是SSR数据获取的首选方案，但在某些情况下，我们仍然需要在setup函数中进行数据处理或操作。例如：

客户端特定的数据获取： 有些数据只能在客户端获取，例如用户地理位置、浏览器信息等。
复杂的数据处理逻辑： 如果数据处理逻辑过于复杂，放在onServerPrefetch中可能会影响服务器端的性能。
渐进式增强： 我们可能希望在服务器端渲染基本内容，然后在客户端进行渐进式增强，例如加载更多数据、添加交互功能等。

在这种情况下，我们可以结合使用onServerPrefetch和setup函数。

方案一：服务器端预取基础数据，客户端进行补充增强

<template>
  <div>
    <h1>{{ title }}</h1>
    <p>{{ content }}</p>
    <button @click="loadMore">Load More</button>
  </div>
</template>

<script>
import { ref, onServerPrefetch, onMounted } from 'vue';

export default {
  setup() {
    const title = ref('Loading...');
    const content = ref('');
    const items = ref([]);

    onServerPrefetch(async () => {
      try {
        const data = await fetchInitialData(); // 模拟异步获取基础数据
        title.value = data.title;
        content.value = data.content;
      } catch (error) {
        console.error('Failed to fetch initial data:', error);
        title.value = 'Error';
        content.value = 'Failed to load initial data.';
      }
    });

    onMounted(async () => {
      try {
        const moreItems = await fetchMoreData(); // 模拟异步获取更多数据
        items.value = moreItems;
      } catch (error) {
        console.error('Failed to fetch more data:', error);
      }
    });

    const loadMore = async () => {
      try {
        const newItems = await fetchMoreData();
        items.value = items.value.concat(newItems);
      } catch (error) {
        console.error('Failed to fetch more data:', error);
      }
    };

    return {
      title,
      content,
      items,
      loadMore,
    };
  },
};

async function fetchInitialData() {
  // 模拟异步获取基础数据
  return new Promise((resolve) => {
    setTimeout(() => {
      resolve({
        title: 'Initial Data',
        content: 'This is the initial content loaded on the server.',
      });
    }, 500);
  });
}

async function fetchMoreData() {
  // 模拟异步获取更多数据
  return new Promise((resolve) => {
    setTimeout(() => {
      resolve([
        { id: 1, name: 'Item 1' },
        { id: 2, name: 'Item 2' },
      ]);
    }, 500);
  });
}
</script>

在这个例子中，我们使用onServerPrefetch在服务器端预取了title和content等基础数据，然后使用onMounted在客户端加载了items等更多数据。 loadMore方法允许用户在客户端动态加载更多数据。

方案二：使用window.__INITIAL_STATE__传递服务器端数据

另一种常用的方法是使用window.__INITIAL_STATE__来传递服务器端渲染的数据。在服务器端，我们将数据序列化为JSON字符串，并将其注入到HTML中。在客户端，我们从window.__INITIAL_STATE__中读取数据，并将其赋值给响应式数据。

服务器端代码 (Node.js + Vue SSR)：

import { renderToString } from '@vue/server-renderer';
import { createApp } from 'vue';
import App from './App.vue';

export async function render(url, manifest) {
  const app = createApp(App);

  // 模拟异步数据获取
  const data = await fetchData();

  // 将数据注入到应用程序实例中
  app.provide('initialState', data);

  const appHtml = await renderToString(app);

  const state = JSON.stringify(data);

  const html = `
    <!DOCTYPE html>
    <html>
    <head>
      <title>Vue SSR Example</title>
      <script>window.__INITIAL_STATE__ = ${state}</script>
    </head>
    <body>
      <div id="app">${appHtml}</div>
      <script type="module" src="/src/entry-client.js"></script>
    </body>
    </html>
  `;

  return html;
}

async function fetchData() {
  // 模拟异步数据获取
  return new Promise((resolve) => {
    setTimeout(() => {
      resolve({
        title: 'Hello Vue 3 SSR!',
        content: 'This data is fetched on the server and passed to the client.',
      });
    }, 1000);
  });
}

客户端代码 (entry-client.js)：

import { createApp } from 'vue';
import App from './App.vue';

const app = createApp(App);

// 从window.__INITIAL_STATE__中读取数据
const initialState = window.__INITIAL_STATE__;

// 将数据提供给应用程序实例
app.provide('initialState', initialState);

app.mount('#app');

Vue 组件 (App.vue)：

<template>
  <div>
    <h1>{{ title }}</h1>
    <p>{{ content }}</p>
  </div>
</template>

<script>
import { ref, inject, onMounted } from 'vue';

export default {
  setup() {
    const initialState = inject('initialState');

    const title = ref('Loading...');
    const content = ref('');

    onMounted(() => {
      // 客户端激活时，从initialState中获取数据
      if (initialState) {
        title.value = initialState.title;
        content.value = initialState.content;
      }
    });

    return {
      title,
      content,
    };
  },
};
</script>

在这个例子中，我们在服务器端将数据注入到window.__INITIAL_STATE__中，然后在客户端的onMounted钩子中读取数据并更新响应式数据。这样，我们就可以保证服务器端和客户端的数据一致，避免页面闪烁。这种方式的灵活性在于，你可以将任何需要在客户端使用的服务器端数据传递到客户端，并避免不必要的数据重新获取。

6. 最佳实践和注意事项

优先使用onServerPrefetch进行服务器端数据预取。 除非有特殊需求，否则应该尽可能使用onServerPrefetch来避免页面闪烁，提高用户体验。
使用try...catch块处理异步数据获取中的错误。 确保在onServerPrefetch和setup函数中都使用try...catch块来捕获异步数据获取中的错误，并进行适当的处理，例如显示错误信息或重试请求。
注意服务器端和客户端的代码行为一致性。 确保服务器端和客户端的代码行为一致，避免出现意外的错误。例如，如果服务器端对数据进行了格式化，那么客户端也应该进行相同的格式化。
优化数据获取逻辑，避免不必要的请求。 尽量减少数据请求的数量和大小，优化数据获取逻辑，避免不必要的请求，提高性能。
使用缓存策略，避免重复请求。 可以使用客户端缓存、服务器端缓存或CDN缓存等技术来避免重复请求，提高性能。
仔细考虑数据的序列化和反序列化。 使用JSON.stringify对数据进行序列化，并使用JSON.parse进行反序列化。确保序列化和反序列化的过程不会丢失数据或引入安全漏洞。
注意安全问题。 避免将敏感数据暴露在客户端。如果需要传递敏感数据，应该进行加密处理。

7. 代码组织与结构

在大型SSR应用中，良好的代码组织结构至关重要。建议将数据获取逻辑抽象成独立的函数或模块，并在onServerPrefetch和setup函数中调用这些函数或模块。这样可以提高代码的可读性、可维护性和可测试性。

// api/dataService.js
export async function fetchInitialData() {
  // 模拟异步获取基础数据
  return new Promise((resolve) => {
    setTimeout(() => {
      resolve({
        title: 'Initial Data from API',
        content: 'This content is fetched from a separate API module.',
      });
    }, 500);
  });
}

export async function fetchMoreData() {
  // 模拟异步获取更多数据
  return new Promise((resolve) => {
    setTimeout(() => {
      resolve([
        { id: 3, name: 'Item 3' },
        { id: 4, name: 'Item 4' },
      ]);
    }, 500);
  });
}

// App.vue
<template>
  <div>
    <h1>{{ title }}</h1>
    <p>{{ content }}</p>
  </div>
</template>

<script>
import { ref, onServerPrefetch } from 'vue';
import { fetchInitialData } from './api/dataService';

export default {
  setup() {
    const title = ref('Loading...');
    const content = ref('');

    onServerPrefetch(async () => {
      try {
        const data = await fetchInitialData();
        title.value = data.title;
        content.value = data.content;
      } catch (error) {
        console.error('Failed to fetch data:', error);
        title.value = 'Error';
        content.value = 'Failed to load data.';
      }
    });

    return {
      title,
      content,
    };
  },
};
</script>

8. 总结：选择合适的策略

总而言之，onServerPrefetch和setup函数在Vue 3 SSR中都扮演着重要的角色。 onServerPrefetch是SSR数据获取的首选方案，用于在服务器端预取数据，避免页面闪烁。 setup函数则提供了更大的灵活性，可以用于客户端特定的数据获取、复杂的数据处理逻辑和渐进式增强。根据实际需求选择合适的策略，并结合使用onServerPrefetch和setup函数，可以编写出高效、可维护的Vue SSR应用。记住，要优先考虑用户体验和性能，确保服务器端和客户端的数据一致，并注意安全问题。

希望本次讲座能够帮助大家更好地理解和使用onServerPrefetch和setup函数，编写出优秀的Vue SSR应用。

9. 核心要点回顾

onServerPrefetch为服务端数据预取优化首屏体验，setup提供客户端数据处理的灵活性。
结合使用二者，可以构建性能良好、体验优秀的Vue SSR应用。
注意数据一致性和代码组织，编写可维护的SSR代码。

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