Vue SSR的Bundle Renderer：如何将组件编译为优化的服务端渲染代码 - 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

Vue SSR 的 Bundle Renderer：组件编译为优化服务端渲染代码

大家好，今天我们来深入探讨 Vue SSR 中 Bundle Renderer 的核心机制：如何将 Vue 组件编译成优化后的服务端渲染代码。Bundle Renderer 是 Vue SSR 的关键组件，它负责接收由 vue-server-renderer 生成的 bundle 文件，并将其转化为可执行的 HTML 字符串。理解 Bundle Renderer 的工作原理对于构建高效、可维护的 Vue SSR 应用至关重要。

1. 什么是 Bundle Renderer？

在传统的客户端渲染中，浏览器负责下载、解析 JavaScript 代码，然后创建 DOM 节点，并将其渲染到页面上。而在服务端渲染中，这些工作需要在服务器端完成。vue-server-renderer 通过 webpack 等打包工具，将 Vue 组件及其依赖打包成一个 JavaScript bundle 文件。这个 bundle 文件包含了整个 Vue 应用的逻辑，包括组件定义、路由配置、状态管理等等。

Bundle Renderer 的作用就是读取这个 bundle 文件，执行其中的代码，生成最终的 HTML 字符串。更具体地说，它会：

读取 bundle 文件: Bundle Renderer 首先需要读取由 vue-server-renderer 生成的 JSON 或 JavaScript 格式的 bundle 文件。
创建 Vue 实例: 它会基于 bundle 文件中导出的 Vue 根组件创建新的 Vue 实例。这个实例是专门用于服务端渲染的，它不会挂载到实际的 DOM 节点上。
执行渲染函数: Bundle Renderer 会调用 Vue 实例的 $ssrContext 属性中定义的渲染函数，该函数会遍历整个组件树，执行每个组件的 render 函数，生成 VNode 树。
将 VNode 转换为 HTML: 最后，Bundle Renderer 会将 VNode 树转换为 HTML 字符串，并将其返回给客户端。

2. Bundle Renderer 的创建和配置

vue-server-renderer 提供了 createBundleRenderer 函数来创建 Bundle Renderer 实例。这个函数接受两个参数：

bundle: 必需参数，可以是 bundle 文件的路径（字符串）、bundle 文件的内容（字符串或对象），或者一个函数，用于动态加载 bundle 文件。
options: 可选参数，是一个配置对象，用于定制 Bundle Renderer 的行为。

下面是一个简单的例子：

const { createBundleRenderer } = require('vue-server-renderer');
const bundle = require('./vue-ssr-server-bundle.json'); // webpack 生成的 bundle 文件

const renderer = createBundleRenderer(bundle, {
  runInNewContext: false, // 推荐设置为 false，避免安全问题
  template: `
    <!DOCTYPE html>
    <html lang="en">
      <head><title>Vue SSR Demo</title></head>
      <body>
        <!--vue-ssr-outlet-->
      </body>
    </html>
  `
});

在这个例子中，我们首先使用 require 函数加载了 webpack 生成的 bundle 文件。然后，我们调用 createBundleRenderer 函数创建了一个 Bundle Renderer 实例，并将 bundle 文件和配置对象传递给它。

options 配置项详解:

配置项	类型	描述
`runInNewContext`	`boolean`	决定是否每次渲染都创建一个新的 V8 上下文。默认为 `true`。当设置为 `false` 时， bundle 代码将和服务器进程在同一个上下文中运行。这样做的好处在于，启动和运行速度更快。然而，这样做需要格外小心，因为 bundle 中的代码可能会污染服务器进程的全局作用域。
`template`	`string`	一个 HTML 模板字符串，用于包装渲染后的 HTML。模板中必须包含 `<!--vue-ssr-outlet-->` 占位符，Bundle Renderer 会将渲染后的 HTML 插入到这个占位符的位置。
`clientManifest`	`object`	由 `vue-ssr-client-manifest` 插件生成的客户端清单文件。它包含了客户端 bundle 的信息，例如 CSS 文件和 JavaScript 模块的依赖关系。 Bundle Renderer 会使用这个清单文件来自动注入 CSS 文件和 JavaScript 模块到 HTML 中。
`inject`	`boolean`	决定是否自动注入 CSS 文件和 JavaScript 模块到 HTML 中。默认为 `true`，前提是提供了 `clientManifest` 配置项。
`cache`	`Cache`	一个缓存对象，用于缓存渲染结果。可以是一个实现了 `get(key)` 和 `set(key, value)` 方法的对象。当使用缓存时，Bundle Renderer 会首先从缓存中查找对应的 HTML 字符串。如果找到了，就直接返回缓存的 HTML 字符串。如果没有找到，就执行渲染过程，并将渲染结果缓存起来。使用缓存可以显著提高渲染性能。
`basedir`	`string`	指定 bundle 文件所在的目录。 Bundle Renderer 会使用这个目录来解析 bundle 文件中的相对路径。
`directives`	`object`	一个对象，用于自定义服务端渲染指令。你可以使用这个配置项来注册自定义的指令，并在服务端渲染过程中使用它们。
`shouldPrefetch`	`function`	一个函数，用于决定是否预取某个模块。这个函数接受一个模块的路径作为参数，并返回一个布尔值。如果返回 `true`，Bundle Renderer 就会将该模块的路径添加到 HTML 的 `<link rel="prefetch">` 标签中。预取可以帮助浏览器提前下载资源，从而提高页面加载速度。
`serializer`	`object`	自定义序列化器，用于序列化 Vue 组件的状态。默认情况下，Bundle Renderer 使用 `JSON.stringify` 来序列化状态。你可以使用这个配置项来提供一个自定义的序列化器，例如使用 `serialize-javascript` 来避免 XSS 攻击。
`renderToString`	`function`	自定义 `renderToString` 函数。默认情况下，Bundle Renderer 使用 `vue-server-renderer` 提供的 `renderToString` 函数。你可以使用这个配置项来提供一个自定义的 `renderToString` 函数，例如使用 `optimize-css-assets-webpack-plugin` 来优化 CSS 文件的加载。

3. Bundle Renderer 的渲染过程

Bundle Renderer 提供了三种渲染方法：

renderToString(context, callback): 将 Vue 实例渲染成一个 HTML 字符串，并将结果传递给回调函数。
renderToStream(context): 将 Vue 实例渲染成一个 HTML 流。
renderToPromise(context): 将 Vue 实例渲染成一个 HTML 字符串，并返回一个 Promise 对象。

这三种方法都接受一个 context 对象作为参数。context 对象可以包含一些额外的信息，例如请求的 URL、用户的登录状态等等。这些信息可以在 Vue 组件中使用，从而实现动态渲染。

下面是一个使用 renderToString 方法的例子：

const express = require('express');
const { createBundleRenderer } = require('vue-server-renderer');
const bundle = require('./vue-ssr-server-bundle.json');
const clientManifest = require('./vue-ssr-client-manifest.json');

const renderer = createBundleRenderer(bundle, {
  runInNewContext: false,
  template: `
    <!DOCTYPE html>
    <html lang="en">
      <head><title>Vue SSR Demo</title></head>
      <body>
        <!--vue-ssr-outlet-->
      </body>
    </html>
  `,
  clientManifest
});

const app = express();

app.get('*', (req, res) => {
  const context = { url: req.url };

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

app.listen(3000, () => {
  console.log('Server is running on port 3000');
});

在这个例子中，我们创建了一个 Express 服务器，并使用 Bundle Renderer 来处理所有的 GET 请求。对于每个请求，我们都会创建一个 context 对象，并将请求的 URL 传递给它。然后，我们调用 renderer.renderToString 方法，将 Vue 实例渲染成一个 HTML 字符串，并将结果发送给客户端。

4. 优化 Bundle Renderer 的性能

Bundle Renderer 的性能对于 Vue SSR 应用的性能至关重要。以下是一些优化 Bundle Renderer 性能的技巧：

使用缓存: Bundle Renderer 提供了缓存机制，可以缓存渲染结果。当使用缓存时，Bundle Renderer 会首先从缓存中查找对应的 HTML 字符串。如果找到了，就直接返回缓存的 HTML 字符串。如果没有找到，就执行渲染过程，并将渲染结果缓存起来。使用缓存可以显著提高渲染性能，尤其是在高并发的场景下。
使用流式渲染: renderToStream 方法可以将 Vue 实例渲染成一个 HTML 流。流式渲染可以逐步将 HTML 字符串发送给客户端，而无需等待整个渲染过程完成。这可以减少首屏渲染时间，提高用户体验。
优化 bundle 文件: webpack 等打包工具提供了许多优化选项，可以减少 bundle 文件的大小，提高加载速度。例如，可以使用代码分割、tree shaking 等技术来去除无用的代码。
使用 CDN: 将 bundle 文件部署到 CDN 上，可以利用 CDN 的缓存机制，加速 bundle 文件的加载。
使用 gzip 压缩: 使用 gzip 压缩可以减少 HTML 字符串的大小，提高传输速度。
避免在服务端执行昂贵的操作: 在服务端执行昂贵的操作，例如数据库查询、文件读写等等，会降低渲染性能。应该尽量将这些操作放在客户端执行，或者使用缓存来减少执行次数。

5. Bundle Renderer 的高级用法

除了基本用法之外，Bundle Renderer 还提供了许多高级用法，可以满足各种复杂的场景需求。

动态加载 bundle 文件: Bundle Renderer 可以动态加载 bundle 文件。这对于大型应用来说非常有用，因为可以减少初始加载时间。可以使用 webpack-dev-middleware 和 webpack-hot-middleware 来实现热重载功能。
自定义服务端渲染指令: Bundle Renderer 允许注册自定义的服务端渲染指令。可以使用这个功能来实现一些特殊的渲染逻辑，例如处理图片懒加载、SEO 优化等等。
处理错误和异常: 在服务端渲染过程中，可能会发生错误和异常。Bundle Renderer 提供了错误处理机制，可以捕获这些错误和异常，并将其记录到日志中。

代码示例：自定义服务端渲染指令

// server.js
const { createBundleRenderer } = require('vue-server-renderer');
const bundle = require('./vue-ssr-server-bundle.json');

const renderer = createBundleRenderer(bundle, {
  runInNewContext: false,
  template: `
    <!DOCTYPE html>
    <html lang="en">
      <head><title>Vue SSR Demo</title></head>
      <body>
        <!--vue-ssr-outlet-->
      </body>
    </html>
  `,
  directives: {
    // 自定义指令，用于处理图片懒加载
    lazy: function (el, binding) {
      el.setAttribute('data-src', binding.value);
      el.setAttribute('src', 'placeholder.png'); // 占位图
    }
  }
});

// component.vue
<template>
  <img v-lazy="imageUrl" alt="Lazy Loaded Image">
</template>

<script>
export default {
  data() {
    return {
      imageUrl: 'https://example.com/image.jpg'
    }
  }
}
</script>

在这个例子中，我们定义了一个名为 lazy 的自定义指令，用于处理图片懒加载。在服务端渲染过程中，v-lazy 指令会将图片的 URL 设置到 data-src 属性中，并将 src 属性设置为占位图。当客户端 JavaScript 代码执行时，可以读取 data-src 属性，并将真实的图片 URL 设置到 src 属性中，从而实现图片懒加载。

6. 使用 Bundle Renderer 实现数据预取

数据预取是服务端渲染的重要组成部分。Bundle Renderer 可以与 Vuex 等状态管理库结合使用，实现数据预取功能。

代码示例：使用 Vuex 进行数据预取

// store.js (服务端)
import Vue from 'vue'
import Vuex from 'vuex'

Vue.use(Vuex)

export function createStore () {
  return new Vuex.Store({
    state: {
      items: []
    },
    actions: {
      fetchItems ({ commit }) {
        // 模拟异步请求
        return new Promise((resolve) => {
          setTimeout(() => {
            const items = [
              { id: 1, name: 'Item 1' },
              { id: 2, name: 'Item 2' }
            ]
            commit('setItems', items)
            resolve()
          }, 500)
        })
      }
    },
    mutations: {
      setItems (state, items) {
        state.items = items
      }
    }
  })
}

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

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

    router.push(context.url)

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

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

      // 对所有匹配的路由组件调用 `asyncData()`
      Promise.all(matchedComponents.map(Component => {
        if (Component.asyncData) {
          return Component.asyncData({
            store,
            route: router.currentRoute
          })
        }
      })).then(() => {
        // 在所有预取钩子(preFetch hook) 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__`，并注入到 HTML。
        context.state = store.state

        resolve(app)
      }).catch(reject)
    }, reject)
  })
}

// app.js (通用)
import Vue from 'vue'
import App from './App.vue'
import { createRouter } from './router'

export function createApp () {
  const router = createRouter()
  const app = new Vue({
    router,
    render: h => h(App)
  })
  return { app, router }
}

// App.vue
<template>
  <div>
    <h1>Items</h1>
    <ul>
      <li v-for="item in items" :key="item.id">{{ item.name }}</li>
    </ul>
  </div>
</template>

<script>
import { mapState, mapActions } from 'vuex'

export default {
  computed: {
    ...mapState(['items'])
  },
  asyncData ({ store, route }) {
    // 在服务端预取数据
    return store.dispatch('fetchItems')
  }
}
</script>

在这个例子中，我们在 Vuex 的 actions 中定义了一个 fetchItems 方法，用于模拟异步请求。在 entry-server.js 中，我们首先创建了一个 Vuex 实例，然后调用 fetchItems 方法，预取数据。最后，我们将 Vuex 的状态添加到 context 对象中。当 Bundle Renderer 执行渲染过程时，会将 context.state 自动序列化为 window.__INITIAL_STATE__，并注入到 HTML 中。在客户端，我们可以读取 window.__INITIAL_STATE__，并将 Vuex 的状态初始化为服务端预取的数据。

7. 调试 Bundle Renderer

调试 Bundle Renderer 可能会比较困难，因为代码是在服务器端执行的。以下是一些调试 Bundle Renderer 的技巧：

使用 console.log: 可以使用 console.log 在服务器端输出调试信息。
使用断点调试: 可以使用 Node.js 的调试工具来设置断点，并在服务器端调试代码。
使用 source map: webpack 可以生成 source map 文件，用于将编译后的代码映射回原始代码。可以使用 source map 来调试 Bundle Renderer 的代码。
使用错误报告工具: 可以使用 Sentry 等错误报告工具来捕获服务器端的错误和异常，并将其记录到日志中。

总结：Bundle Renderer 的核心作用和优化方法

Bundle Renderer 是 Vue SSR 的核心组件，负责将 Vue 组件编译成优化的服务端渲染代码。通过理解 Bundle Renderer 的创建、配置、渲染过程以及优化技巧，可以构建高效、可维护的 Vue SSR 应用。缓存，流式渲染，和优化bundle是提升性能的关键。掌握这些内容，能帮助我们更好地利用 Vue SSR 技术，提升 Web 应用的性能和用户体验。

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