Vue SSR中的路由同步：服务端与客户端路由状态的精确匹配与切换 - 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 中的路由同步：服务端与客户端路由状态的精确匹配与切换

大家好，今天我们来深入探讨 Vue SSR (Server-Side Rendering) 中一个至关重要的环节：路由同步。在 SSR 应用中，服务端渲染首屏内容后，客户端接管应用，需要保证客户端的路由状态与服务端渲染时的状态完全一致，否则会出现不一致的用户体验甚至错误。这涉及到一系列复杂的技术细节，我们将从原理、实现、常见问题和最佳实践等方面进行详细讲解。

1. 理解 Vue SSR 的路由机制

在传统的客户端渲染（CSR）应用中，路由完全由客户端的 Vue Router 控制。用户通过点击链接、浏览器的前进后退按钮等操作，触发 Vue Router 的导航，Router 根据配置的路由表匹配 URL，更新组件并渲染到页面。

而 Vue SSR 应用则有所不同，其核心流程如下：

服务端渲染 (Server-Side Rendering):
- 客户端发起请求，服务器接收请求的 URL。
- 服务器创建一个 Vue 实例，并配置 Vue Router。
- 服务器使用接收到的 URL 初始化 Vue Router 的状态。
- 服务器使用 Vue 渲染器将 Vue 实例渲染成 HTML 字符串。
- 服务器将 HTML 字符串发送给客户端。
客户端激活 (Client-Side Hydration):
- 客户端接收到 HTML 字符串，并将其渲染到页面上。
- 客户端创建一个新的 Vue 实例，并配置 Vue Router。
- 客户端需要同步服务端的路由状态，确保与服务端渲染的页面一致。
- Vue 接管页面，并开始响应用户的交互。

因此，路由同步的关键在于确保客户端 Vue Router 的状态与服务端 Vue Router 的状态完全一致。如果两者不一致，就会出现以下问题：

闪烁 (Flickering): 客户端在接管页面后，由于路由状态不一致，会重新渲染组件，导致页面闪烁。
内容错乱: 客户端显示的组件与 URL 不匹配，导致内容错乱。
404 错误: 客户端尝试访问服务端不存在的路由，导致 404 错误。

2. 服务端路由的配置与初始化

首先，我们来看一下服务端如何配置和初始化 Vue Router。一个典型的服务端路由配置如下：

// server.js
import Vue from 'vue';
import VueRouter from 'vue-router';
import routes from './routes'; // 定义路由表
import { createSSRApp } from 'vue-ssr-helper';

Vue.use(VueRouter);

export function createRouter() {
  return new VueRouter({
    mode: 'history', // 使用 HTML5 History 模式
    routes: routes
  });
}

export function createApp(context) {
  const router = createRouter();
  const app = createSSRApp({
    router,
    render: h => h(App)
  });

  // 将 router 挂载到 context 对象上，方便后续使用
  context.router = router;

  return { app, router };
}

// 渲染函数
export function render(url, context) {
  const { app, router } = createApp(context);

  // 设置服务器端 router 的位置
  router.push(url);

  return new Promise((resolve, reject) => {
    // 等待 router 将可能的异步组件和钩子函数解析完
    router.onReady(() => {
      const matchedComponents = router.getMatchedComponents();

      // 如果没有匹配到路由，则返回 404
      if (!matchedComponents.length) {
        return reject({ code: 404 });
      }

      // 调用 prefetchData 获取数据
      Promise.all(matchedComponents.map(Component => {
        if (Component.asyncData) {
          return Component.asyncData({
            store: context.state, // 将 state 传递给 asyncData
            route: router.currentRoute
          });
        }
      })).then(() => {
        context.state = context.state || {};
        context.state.data = context.state.data || {};
        context.state.route = router.currentRoute;

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

createRouter() 函数用于创建 Vue Router 实例，并配置路由表。
createApp() 函数用于创建 Vue 实例，并将 Vue Router 实例注入到 Vue 实例中。
render() 函数是服务端渲染的核心函数，它接收客户端请求的 URL，并使用该 URL 初始化 Vue Router 的状态。
router.push(url) 方法用于设置服务器端 router 的位置，使其与客户端请求的 URL 一致。
router.onReady() 方法用于等待 Vue Router 将可能的异步组件和钩子函数解析完，确保在渲染之前路由状态已经稳定。
matchedComponents 获取当前路由匹配到的组件。
asyncData 方法用于在服务端预取数据，并将数据存储到 context.state 中，以便客户端在激活时使用。

注意：

服务端 Vue Router 必须使用 history 模式，否则会出现路由不匹配的问题。
服务端需要等待 Vue Router 解析完异步组件和钩子函数，才能开始渲染，否则可能会出现组件缺失的问题。
需要将路由信息和预取的数据存储到 context.state 中，以便客户端在激活时使用。

3. 客户端路由的配置与初始化

客户端路由的配置与服务端类似，也需要创建一个 Vue Router 实例，并配置路由表。但是，客户端还需要从服务端获取路由状态和预取的数据，并将其同步到客户端 Vue Router 中。

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

const { app, router } = createApp();

// 客户端激活
router.onReady(() => {
  // 添加路由钩子函数，用于处理 asyncData
  // 在路由组件准备好时，将服务端渲染的数据赋值给组件
  router.beforeResolve((to, from, next) => {
    const matched = router.getMatchedComponents(to);
    const prevMatched = router.getMatchedComponents(from);

    // 我们只关心非预渲染的组件
    // 所以我们对比它们，找出两个匹配列表的差异组件
    let diffed = false;
    const activated = matched.filter((c, i) => {
      return diffed || (diffed = (prevMatched[i] !== c));
    });

    if (!activated.length) {
      return next();
    }

    // 这里是 Promise.all 的另一个地方
    // 因为我们可能必须等待多个 asyncData hooks
    Promise.all(activated.map(c => {
      if (c.asyncData) {
        return c.asyncData({ store, route: to });
      }
    })).then(() => {
      next();
    }).catch(next);
  });

  // 获取服务端渲染的状态
  const state = window.__INITIAL_STATE__;

  if (state) {
    // 同步路由状态
    router.replace(state.route.fullPath);

    // 同步预取的数据
    // 这里假设我们将数据存储在 store 中
    // store.replaceState(state);
  }

  app.$mount('#app');
});

window.__INITIAL_STATE__ 是服务端注入到客户端的全局变量，包含了服务端渲染的路由状态和预取的数据。
router.replace(state.route.fullPath) 方法用于将客户端 Vue Router 的状态同步到服务端的状态，确保两者一致。使用 replace 而不是 push 是为了避免在 history 中添加重复的条目。
store.replaceState(state) 方法用于将服务端预取的数据同步到客户端的 Vuex store 中，以便客户端可以继续使用这些数据。

注意：

客户端需要在 router.onReady() 回调函数中执行路由同步，确保 Vue Router 已经完成初始化。
客户端需要使用 router.replace() 方法同步路由状态，避免在 history 中添加重复的条目。
客户端需要将服务端预取的数据同步到 Vuex store 中，以便客户端可以继续使用这些数据。

4. 服务端注入路由状态

为了将服务端的路由状态传递到客户端，我们需要在服务端将路由状态注入到 HTML 字符串中。

// server.js (续)

import serialize from 'serialize-javascript';

export function render(url, context) {
  // ... (之前的代码)

  return new Promise((resolve, reject) => {
    // ... (之前的代码)

    router.onReady(() => {
      // ... (之前的代码)

      Promise.all(matchedComponents.map(Component => {
        // ... (之前的代码)
      })).then(() => {
        context.state = context.state || {};
        context.state.data = context.state.data || {};
        context.state.route = router.currentRoute;

        const app = new Vue({
          router,
          template: `<div id="app">{{context.state.route.fullPath}}</div>`
        });

        renderer.renderToString(app, context, (err, html) => {
          if (err) {
            return reject(err);
          }

          // 将状态注入到 HTML 字符串中
          const state = serialize(context.state, { isJSON: true });
          const htmlWithState = `
            <!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">${html}</div>
              <script>window.__INITIAL_STATE__ = ${state}</script>
              <script src="/dist/client.bundle.js"></script>
            </body>
            </html>
          `;

          resolve(htmlWithState);
        });
      }).catch(reject);
    }, reject);
  });
}

serialize(context.state, { isJSON: true }) 方法用于将 context.state 对象序列化成 JSON 字符串。
我们将序列化后的 JSON 字符串注入到 HTML 字符串中，并将其赋值给 window.__INITIAL_STATE__ 全局变量。
客户端可以通过访问 window.__INITIAL_STATE__ 来获取服务端渲染的路由状态和预取的数据。

注意：

使用 serialize-javascript 库来序列化数据，可以防止 XSS 攻击。
确保在客户端脚本加载之前，将状态注入到 HTML 字符串中。

5. 路由元信息 (Route Meta Fields) 的处理

路由元信息是指在路由配置中定义的 meta 字段，可以用于存储一些与路由相关的额外信息，例如页面标题、权限信息等。在 SSR 应用中，我们需要确保服务端和客户端都能访问到路由元信息。

// routes.js
export default [
  {
    path: '/about',
    component: About,
    meta: { title: 'About Page' }
  },
  {
    path: '/profile',
    component: Profile,
    meta: { requiresAuth: true }
  }
];

在服务端和客户端，我们可以通过 router.currentRoute.meta 来访问路由元信息。

// server.js & entry-client.js
router.onReady(() => {
  const matchedComponents = router.getMatchedComponents();
  matchedComponents.forEach(Component => {
    if (Component.asyncData) {
      return Component.asyncData({
        store: context.state,
        route: router.currentRoute
      });
    }
  });

  // 访问路由元信息
  console.log(router.currentRoute.meta.title);
});

注意：

确保在服务端和客户端都能访问到路由元信息。
可以使用路由元信息来实现一些高级功能，例如权限控制、动态标题等。

6. 异步路由和组件

在实际应用中，我们经常使用异步路由和组件来提高应用的性能。但是，在 SSR 应用中，异步路由和组件的处理需要特别注意。

异步路由:

// routes.js
export default [
  {
    path: '/async',
    component: () => import('./components/AsyncComponent.vue')
  }
];

异步组件:

// AsyncComponent.vue
export default {
  components: {
    MyComponent: () => import('./components/MyComponent.vue')
  }
};

在服务端，我们需要等待异步路由和组件加载完成后才能开始渲染，否则可能会出现组件缺失的问题。

// server.js
router.onReady(() => {
  // ... (之前的代码)
  router.getMatchedComponents().map(Component => {
    // 确保asyncData执行，预取数据
    return Component.asyncData ? Component.asyncData({ route: router.currentRoute, store: context.state }) : null;
  })
  // ... (之前的代码)
});

在客户端，我们需要在路由切换时重新加载异步路由和组件，确保与服务端渲染的内容一致。

// entry-client.js
router.beforeResolve((to, from, next) => {
  // ... (之前的代码)
});

7. 路由同步中的常见问题与解决方案

在 Vue SSR 应用中，路由同步可能会遇到一些常见问题，下面我们来分析这些问题并提供相应的解决方案。

问题	原因	解决方案
客户端渲染后页面闪烁	客户端路由状态与服务端路由状态不一致，导致客户端重新渲染页面。	确保客户端使用 `router.replace()` 方法同步服务端路由状态，避免在 history 中添加重复的条目。
客户端页面内容与 URL 不匹配	客户端路由配置与服务端路由配置不一致，导致客户端显示的组件与 URL 不匹配。	确保客户端和服务端使用相同的路由配置。可以使用共享的路由配置文件，或者使用相同的路由生成函数。
客户端出现 404 错误	客户端尝试访问服务端不存在的路由，导致 404 错误。	确保客户端和服务端使用相同的路由配置。可以使用共享的路由配置文件，或者使用相同的路由生成函数。如果客户端需要访问服务端不存在的路由，可以在服务端配置一个通配符路由，将其重定向到 404 页面。
异步组件在客户端加载失败	服务端在渲染时没有等待异步组件加载完成，导致客户端在激活时无法找到该组件。	确保服务端在渲染之前等待所有异步组件加载完成。可以使用 `router.onReady()` 方法来等待异步组件加载完成。
路由元信息在客户端无法访问	服务端没有将路由元信息传递到客户端，导致客户端无法访问路由元信息。	确保服务端将路由元信息存储到 `context.state` 中，并在客户端从 `window.__INITIAL_STATE__` 中获取路由元信息。
使用 `mode: 'hash'` 模式导致 SSR 失败	SSR 需要服务器能够处理任意 URL，而 `hash` 模式下的 URL 改变只在客户端发生，服务器无法感知。	必须使用 `mode: 'history'` 模式，并配置服务器来正确处理所有的 URL 请求，例如使用 `connect-history-api-fallback` 中间件。
动态路由参数丢失	在服务端渲染时，动态路由参数未正确传递到客户端。	确保服务端在序列化 `context.state` 时，正确包含 `router.currentRoute.params`。客户端在激活时，从 `window.__INITIAL_STATE__` 中读取 `params` 并同步到客户端的路由状态。

8. 最佳实践

使用共享的路由配置: 客户端和服务端使用相同的路由配置，避免出现路由不匹配的问题。
服务端预取数据: 在服务端预取数据，并将数据存储到 context.state 中，以便客户端在激活时可以继续使用这些数据，减少客户端的请求数量。
使用 router.replace() 方法同步路由状态: 避免在 history 中添加重复的条目。
使用 serialize-javascript 库序列化数据: 防止 XSS 攻击。
处理异步路由和组件: 确保服务端在渲染之前等待所有异步路由和组件加载完成。
使用 Vuex 管理状态: 使用 Vuex 管理状态，可以方便地在服务端和客户端共享状态。
监控和日志: 添加监控和日志，可以帮助您发现和解决路由同步的问题。
测试: 编写单元测试和集成测试，确保路由同步的正确性。

9. 通过路由状态保持统一，提升用户体验

总而言之，Vue SSR 中的路由同步是一个复杂但至关重要的环节。通过理解其原理、掌握实现细节、解决常见问题，并遵循最佳实践，我们可以确保服务端和客户端的路由状态保持一致，避免出现闪烁、内容错乱等问题，从而提升用户的体验。

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