Vue SSR的错误边界（Error Boundaries）机制：在服务端渲染失败时进行优雅降级 - 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 的错误边界：服务端渲染失败时的优雅降级

大家好，今天我们来深入探讨 Vue SSR（服务端渲染）中的一个关键概念：错误边界（Error Boundaries）。在 SSR 的环境中，我们追求的是首屏快速加载和更好的 SEO，但服务端渲染的复杂性也带来了潜在的错误风险。如果服务端渲染过程出现错误，可能会导致整个应用崩溃，影响用户体验。错误边界机制就是为了解决这个问题而生的，它允许我们在服务端渲染失败时进行优雅降级，保证用户至少能看到一个可用的客户端渲染应用。

为什么需要错误边界？

在传统的客户端渲染（CSR）应用中，未捕获的错误通常会导致整个应用瘫痪，用户看到的是一个空白页面或者报错信息。虽然我们可以在客户端使用 try...catch 或者全局错误处理来捕获错误，但这些方法并不能完全避免应用崩溃，尤其是在复杂的组件交互和异步操作中。

而在 SSR 中，情况更加复杂。服务端渲染发生在 Node.js 环境中，任何未捕获的错误都可能导致 Node.js 进程崩溃，影响所有用户的访问。此外，由于 SSR 涉及到数据序列化和反序列化、组件生命周期钩子的不同行为等，更容易出现一些难以调试的错误。

错误边界提供了一种机制，允许我们在组件树的某个层级捕获其子组件树中发生的错误，并显示一个备用 UI，而不是让整个应用崩溃。这样，即使服务端渲染失败，我们也能保证用户至少能看到一个可用的客户端渲染应用，避免了最坏的情况。

错误边界的基本概念

错误边界是 Vue 组件中的一个特性，它允许我们在组件树的某个层级捕获其子组件树中发生的错误。当错误发生时，错误边界组件会渲染一个备用 UI，而不是让整个应用崩溃。

错误边界组件必须实现两个生命周期钩子函数：

static getDerivedStateFromError(error)：这个静态方法在子组件抛出错误时被调用。它接收一个 error 参数，表示捕获到的错误对象。我们需要在这个方法中返回一个新的状态对象，用于更新错误边界组件的状态，从而触发备用 UI 的渲染。
componentDidCatch(error, info)：这个实例方法在子组件抛出错误后被调用。它接收两个参数：error 表示捕获到的错误对象，info 是一个包含错误信息的对象，例如错误发生的组件名称和堆栈信息。我们可以在这个方法中记录错误信息，或者执行其他副作用操作。

注意： 错误边界只能捕获其子组件树中的错误，而不能捕获自身组件中的错误。

在 Vue SSR 中使用错误边界

在 Vue SSR 中使用错误边界与在客户端渲染应用中使用类似，但需要考虑一些额外的因素。

1. 定义错误边界组件

首先，我们需要定义一个错误边界组件。这个组件应该实现 getDerivedStateFromError 和 componentDidCatch 两个生命周期钩子函数。

<template>
  <div>
    <div v-if="hasError">
      <h1>Something went wrong.</h1>
      <p>Please try again later.</p>
    </div>
    <slot v-else></slot>
  </div>
</template>

<script>
export default {
  name: 'ErrorBoundary',
  data() {
    return {
      hasError: false
    };
  },
  static getDerivedStateFromError(error) {
    // Update state so the next render will show the fallback UI.
    console.error(error);
    return { hasError: true };
  },
  componentDidCatch(error, info) {
    // You can also log the error to an error reporting service
    console.error("ErrorBoundary caught an error:", error, info);
    //logErrorToMyService(error, info);
  }
};
</script>

2. 在应用中使用错误边界

我们可以将错误边界组件包裹在任何可能发生错误的组件周围。通常，我们会将错误边界组件放置在应用的根组件或者路由组件的周围。

<template>
  <ErrorBoundary>
    <MyComponent />
  </ErrorBoundary>
</template>

<script>
import ErrorBoundary from './ErrorBoundary.vue';
import MyComponent from './MyComponent.vue';

export default {
  components: {
    ErrorBoundary,
    MyComponent
  }
};
</script>

3. 处理 SSR 中的错误

在 SSR 中，我们需要确保错误边界组件能够正确地捕获服务端渲染过程中发生的错误。这需要我们在服务端渲染的代码中进行一些额外的处理。

// server.js
import Vue from 'vue';
import App from './App.vue';
import { createRenderer } from 'vue-server-renderer';

const renderer = createRenderer();

export default context => {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    const app = new Vue({
      data: { url: context.url },
      render: h => h(App)
    });

    renderer.renderToString(app, (err, html) => {
      if (err) {
        // 重要：处理服务端渲染错误
        console.error(err);
        reject(err); // 拒绝 Promise，让客户端渲染接管
        return;
      }
      context.state = app.$data;
      resolve({ html });
    });
  });
};

在 server.js 中，我们在 renderer.renderToString 的回调函数中检查是否有错误发生。如果发生错误，我们首先将错误信息记录到控制台，然后调用 reject(err) 拒绝 Promise。这将导致服务端渲染失败，客户端渲染会接管应用的渲染。

4. 客户端接管渲染

当服务端渲染失败时，我们需要让客户端渲染接管应用的渲染。这可以通过在客户端代码中检查 window.__INITIAL_STATE__ 是否存在来实现。如果 window.__INITIAL_STATE__ 不存在，则表示服务端渲染失败，我们需要重新创建一个 Vue 实例并进行客户端渲染。

// client.js
import Vue from 'vue';
import App from './App.vue';

let app;

if (window.__INITIAL_STATE__) {
  // 服务端渲染成功，使用服务端渲染的数据初始化应用
  app = new Vue({
    data: window.__INITIAL_STATE__,
    render: h => h(App)
  });
} else {
  // 服务端渲染失败，重新创建应用并进行客户端渲染
  app = new Vue({
    render: h => h(App)
  });
}

app.$mount('#app');

5. 错误处理策略

在实际应用中，我们需要根据具体的业务场景选择合适的错误处理策略。以下是一些常见的错误处理策略：

显示备用 UI： 这是最常见的错误处理策略。当错误发生时，错误边界组件会显示一个备用 UI，例如一个友好的错误提示信息或者一个加载中的指示器。
重试： 在某些情况下，我们可以尝试重新执行导致错误的异步操作。例如，如果请求 API 失败，我们可以尝试重新请求 API。
降级： 如果某个组件或者功能模块发生错误，我们可以将其替换为一个简单的替代方案。例如，如果一个复杂的地图组件发生错误，我们可以将其替换为一个静态的图片或者一个简单的链接。
记录错误： 无论采用哪种错误处理策略，我们都应该将错误信息记录到日志服务器或者错误报告服务中，以便进行后续的分析和修复。

代码示例：一个完整的 SSR 错误边界示例

下面是一个完整的 SSR 错误边界示例，包括服务端渲染代码、客户端渲染代码和错误边界组件。

App.vue

<template>
  <div id="app">
    <h1>Vue SSR Error Boundary Example</h1>
    <ErrorBoundary>
      <MyComponent />
    </ErrorBoundary>
  </div>
</template>

<script>
import ErrorBoundary from './components/ErrorBoundary.vue';
import MyComponent from './components/MyComponent.vue';

export default {
  components: {
    ErrorBoundary,
    MyComponent
  }
};
</script>

components/ErrorBoundary.vue

<template>
  <div>
    <div v-if="hasError">
      <h1>Something went wrong.</h1>
      <p>Please try again later.</p>
    </div>
    <slot v-else></slot>
  </div>
</template>

<script>
export default {
  name: 'ErrorBoundary',
  data() {
    return {
      hasError: false
    };
  },
  static getDerivedStateFromError(error) {
    console.error(error);
    return { hasError: true };
  },
  componentDidCatch(error, info) {
    console.error("ErrorBoundary caught an error:", error, info);
    //logErrorToMyService(error, info);
  }
};
</script>

components/MyComponent.vue

<template>
  <div>
    <h2>My Component</h2>
    <button @click="throwError">Throw Error</button>
    <p>{{ message }}</p>
  </div>
</template>

<script>
export default {
  data() {
    return {
      message: 'Hello from MyComponent'
    };
  },
  mounted() {
    // Simulate an error during component mounting (only on client side)
    if (typeof window !== 'undefined') {
      //setTimeout(() => {
      //  throw new Error('Simulated error during component mounting');
      //}, 100);
    }
  },
  methods: {
    throwError() {
      throw new Error('Simulated error from button click');
    }
  }
};
</script>

server.js

import Vue from 'vue';
import App from './App.vue';
import { createRenderer } from 'vue-server-renderer';

const renderer = createRenderer();

export default context => {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    const app = new Vue({
      data: { url: context.url },
      render: h => h(App)
    });

    renderer.renderToString(app, (err, html) => {
      if (err) {
        console.error(err);
        reject(err);
        return;
      }
      context.state = app.$data;
      resolve({ html });
    });
  });
};

client.js

import Vue from 'vue';
import App from './App.vue';

let app;

if (window.__INITIAL_STATE__) {
  app = new Vue({
    data: window.__INITIAL_STATE__,
    render: h => h(App)
  });
} else {
  app = new Vue({
    render: h => h(App)
  });
}

app.$mount('#app');

webpack.config.js (简化版，重点是设置target)

const path = require('path');
const { VueLoaderPlugin } = require('vue-loader');
const nodeExternals = require('webpack-node-externals');

module.exports = [
  {
    target: 'node',
    entry: './server.js',
    output: {
      path: path.resolve(__dirname, 'dist'),
      filename: 'server.js',
      libraryTarget: 'this'
    },
    module: {
      rules: [
        {
          test: /.vue$/,
          use: 'vue-loader'
        },
        {
          test: /.js$/,
          use: 'babel-loader'
        }
      ]
    },
    plugins: [
      new VueLoaderPlugin()
    ],
    externals: [nodeExternals()] // Important: exclude node_modules for server build
  },
  {
    target: 'web',
    entry: './client.js',
    output: {
      path: path.resolve(__dirname, 'dist'),
      filename: 'client.js'
    },
    module: {
      rules: [
        {
          test: /.vue$/,
          use: 'vue-loader'
        },
        {
          test: /.js$/,
          use: 'babel-loader'
        }
      ]
    },
    plugins: [
      new VueLoaderPlugin()
    ]
  }
];

在这个示例中，MyComponent 组件包含一个按钮，点击按钮会抛出一个错误。ErrorBoundary 组件包裹了 MyComponent 组件，当 MyComponent 组件抛出错误时，ErrorBoundary 组件会显示一个备用 UI。server.js 中的代码会捕获服务端渲染过程中发生的错误，并拒绝 Promise，让客户端渲染接管应用的渲染。client.js 中的代码会检查 window.__INITIAL_STATE__ 是否存在，如果不存在，则表示服务端渲染失败，需要重新创建 Vue 实例并进行客户端渲染。

错误边界的局限性

虽然错误边界是一个非常有用的机制，但它也有一些局限性。

只能捕获子组件树中的错误： 错误边界只能捕获其子组件树中的错误，而不能捕获自身组件中的错误。
不能捕获异步错误： 错误边界不能直接捕获异步错误，例如 setTimeout 或者 Promise 中的错误。我们需要使用 try...catch 或者全局错误处理来捕获异步错误。
性能开销： 错误边界会增加一些性能开销，因为它需要在组件树中进行错误检查。

一些最佳实践

将错误边界放置在应用的根组件或者路由组件的周围： 这样可以确保尽可能多的错误能够被捕获。
使用多个错误边界： 我们可以使用多个错误边界来隔离不同的组件或者功能模块，从而提高应用的健壮性。
选择合适的错误处理策略： 根据具体的业务场景选择合适的错误处理策略，例如显示备用 UI、重试或者降级。
记录错误信息： 将错误信息记录到日志服务器或者错误报告服务中，以便进行后续的分析和修复。
在开发环境中进行充分的测试： 在开发环境中模拟各种错误情况，以确保错误边界能够正常工作。

表格总结：错误边界的关键要素

要素	描述	代码示例
组件定义	定义一个 Vue 组件，作为错误边界。	vue <template> <div> <div v-if="hasError"> <h1>Something went wrong.</h1> <p>Please try again later.</p> </div> <slot v-else></slot> </div> </template> <script> export default { name: 'ErrorBoundary', data() { return { hasError: false }; }, static getDerivedStateFromError(error) { console.error(error); return { hasError: true }; }, componentDidCatch(error, info) { console.error("ErrorBoundary caught an error:", error, info); //logErrorToMyService(error, info); } }; </script>
`getDerivedStateFromError`	静态方法，在子组件抛出错误时被调用。返回一个新的状态对象，用于更新错误边界组件的状态。	见上方代码示例
`componentDidCatch`	实例方法，在子组件抛出错误后被调用。可以记录错误信息，或者执行其他副作用操作。	见上方代码示例
使用方式	将错误边界组件包裹在可能发生错误的组件周围。	`vue <template> <ErrorBoundary> <MyComponent /> </ErrorBoundary> </template> <script> import ErrorBoundary from './ErrorBoundary.vue'; import MyComponent from './MyComponent.vue'; export default { components: { ErrorBoundary, MyComponent } }; </script>`
SSR 错误处理	在服务端渲染代码中捕获错误，并拒绝 Promise，让客户端渲染接管。	`javascript renderer.renderToString(app, (err, html) => { if (err) { console.error(err); reject(err); return; } context.state = app.$data; resolve({ html }); });`
客户端接管	在客户端代码中检查 `window.__INITIAL_STATE__` 是否存在，如果不存在，则表示服务端渲染失败，需要重新创建 Vue 实例并进行客户端渲染。	`javascript if (window.__INITIAL_STATE__) { app = new Vue({ data: window.__INITIAL_STATE__, render: h => h(App) }); } else { app = new Vue({ render: h => h(App) }); }`

优雅降级，提升用户体验

Vue SSR 的错误边界机制为我们提供了一种在服务端渲染失败时进行优雅降级的有效手段。通过合理地使用错误边界，我们可以保证用户至少能看到一个可用的客户端渲染应用，避免了因服务端渲染错误导致的整个应用崩溃。

代码质量保障，错误处理不可忽视

在构建 Vue SSR 应用时，错误边界是不可或缺的一部分。它不仅可以提高应用的健壮性，还可以改善用户体验。我们需要深入理解错误边界的原理和使用方法，并将其应用到实际项目中，才能构建出高质量的 Vue SSR 应用。

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