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Vue 3源码极客之：`Vue`的`SSR`：`renderToString`的性能瓶颈与优化。

各位观众老爷们，晚上好！我是你们的老朋友，今天咱们不聊妹子，聊聊Vue 3 SSR里那个让人又爱又恨的renderToString。这玩意儿吧，能把你的Vue组件变成HTML，让搜索引擎看得懂，让首屏速度嗖嗖的。但要是玩不好，那性能瓶颈能让你怀疑人生。所以今天，咱们就来扒一扒renderToString的底裤，看看它到底有哪些坑，又该怎么优化。

一、renderToString：背后的故事

首先，咱们来简单回顾一下renderToString是干啥的。简单来说，它就是把你的Vue组件实例，通过一系列复杂的魔法（实际上是VNode的处理和字符串拼接），变成一段HTML字符串。这段字符串就可以直接塞到你的HTML模板里，发送给浏览器或者搜索引擎。

举个栗子：

// MyComponent.vue
<template>
  <div>
    <h1>{{ title }}</h1>
    <p>{{ message }}</p>
  </div>
</template>

<script>
export default {
  data() {
    return {
      title: 'Hello Vue SSR!',
      message: 'This is a simple component rendered on the server.'
    };
  }
};
</script>

然后，在你的Node.js服务器上：

// server.js
import { createSSRApp } from 'vue';
import { renderToString } from 'vue/server-renderer';
import MyComponent from './MyComponent.vue';

const app = createSSRApp(MyComponent);

renderToString(app).then(html => {
  console.log(html); // 输出HTML字符串
});

这段代码会把MyComponent渲染成一段HTML字符串，大概长这样：

<div>
  <h1>Hello Vue SSR!</h1>
  <p>This is a simple component rendered on the server.</p>
</div>

二、renderToString的性能瓶颈：谁在拖后腿？

看起来很简单，对吧？但魔鬼就藏在细节里。renderToString的性能瓶颈主要集中在以下几个方面：

  1. VNode的创建和遍历： Vue组件本质上就是一个VNode树。renderToString需要先创建这棵树，然后递归遍历，把每个VNode转换成对应的HTML字符串。这个过程涉及到大量的对象创建和销毁，以及复杂的递归调用，非常耗费CPU。
  2. 字符串拼接： HTML字符串的拼接是一个非常频繁的操作。在JavaScript里，字符串是不可变的，每次拼接都会创建一个新的字符串对象。如果你的组件树比较复杂，字符串拼接的开销就会变得非常可观。
  3. 序列化和反序列化： 如果你的组件依赖于一些异步数据，比如从API获取的数据，那么renderToString需要在渲染之前等待这些数据加载完成。这涉及到数据的序列化和反序列化，也会增加额外的开销。
  4. 组件的生命周期： SSR的组件生命周期和CSR（客户端渲染）有所不同。renderToString会触发一些特定的生命周期钩子，比如beforeCreate、created、beforeMount、mounted（在服务器端不会真正挂载到DOM），这些钩子的执行也会消耗一定的资源。
  5. 第三方库的影响： 如果你的组件依赖于一些第三方库，比如UI组件库、状态管理库等等，这些库的性能也会直接影响到renderToString的整体性能。

三、性能优化实战：屠龙之技

知道了问题所在，接下来就是解决问题。下面是一些常见的renderToString性能优化技巧：

  1. 缓存：把能缓存的都缓存起来！

    这是最简单，也是最有效的优化手段。对于一些静态的或者变化不频繁的内容，我们可以使用缓存来避免重复渲染。

    • 组件级别的缓存： 使用vue-server-renderer提供的createBundleRenderer可以缓存整个组件的渲染结果。

      // server.js
import { createBundleRenderer } from 'vue/server-renderer';
import fs from 'fs';

const template = fs.readFileSync('./index.template.html', 'utf-8'); // HTML 模板
const serverBundle = require('./dist/vue-ssr-server-bundle.json'); // 服务端 bundle
const clientManifest = require('./dist/vue-ssr-client-manifest.json'); // 客户端 manifest

const renderer = createBundleRenderer(serverBundle, {
 runInNewContext: false, // 推荐
 template, // HTML 模板
 clientManifest // 客户端 manifest
});

// ... 在你的路由处理函数中：
renderer.renderToString(context).then(html => {
 // ... 发送 HTML
});

      createBundleRenderer会把你的Vue组件编译成一个可执行的JavaScript函数，并缓存起来。下次再渲染的时候，就直接执行这个函数，避免了重新创建VNode树的开销。

    • 页面级别的缓存： 使用Redis、Memcached等缓存服务器，缓存整个页面的HTML内容。

      // server.js
import redis from 'redis';

const client = redis.createClient();

// ... 在你的路由处理函数中：
client.get(req.url, (err, reply) => {
 if (reply) {
   // 从缓存中获取
   res.send(reply);
 } else {
   renderer.renderToString(context).then(html => {
     // 渲染 HTML 并存入缓存
     client.set(req.url, html);
     res.send(html);
   });
 }
});

  2. Stream流式渲染：边渲染边输出！

    默认情况下，renderToString会等待整个组件树渲染完成，才会把HTML字符串返回。这意味着用户需要等待很长时间才能看到页面内容。

    使用Stream流式渲染，可以边渲染边输出HTML片段，让浏览器逐步显示页面内容，提高用户体验。

    // server.js
import { renderToStream } from 'vue/server-renderer';

// ... 在你的路由处理函数中：
const stream = renderToStream(app);

res.setHeader('Content-Type', 'text/html');

stream.on('data', chunk => {
 res.write(chunk);
});

stream.on('end', () => {
 res.end();
});

stream.on('error', err => {
 // 处理错误
});

    renderToStream返回一个Node.js Stream对象，你可以监听data事件，获取渲染后的HTML片段，并逐步发送给浏览器。

  3. 优化VNode的创建：减少不必要的VNode！

    • 使用v-once指令： 对于一些静态的或者只渲染一次的内容，可以使用v-once指令来避免重复渲染。

      <template>
 <div>
   <h1 v-once>这是一个静态标题</h1>
   <p>{{ message }}</p>
 </div>
</template>

      v-once指令会让Vue只渲染一次这个元素，后续的更新会直接跳过。

    • 避免不必要的组件嵌套： 过多的组件嵌套会增加VNode树的深度，导致渲染性能下降。尽量保持组件树的扁平化。

    • 使用函数式组件： 函数式组件没有状态，也没有生命周期钩子，渲染速度更快。

      // MyFunctionalComponent.vue
<template functional>
 <div>
   <h1>{{ props.title }}</h1>
   <p>{{ props.message }}</p>
 </div>
</template>

<script>
export default {
 functional: true,
 props: {
   title: {
     type: String,
     required: true
   },
   message: {
     type: String,
     required: true
   }
 }
};
</script>

  4. 优化数据获取：减少等待时间！

    • 预取数据： 在服务器端，提前获取组件需要的数据，避免在renderToString过程中等待数据加载。

    • 使用Promise.all： 如果你的组件依赖于多个异步数据，可以使用Promise.all来并行获取这些数据，减少等待时间。

    • 避免在beforeMount和mounted中获取数据： 这两个生命周期钩子在服务器端不会真正挂载到DOM，所以在里面获取数据是无效的。应该在beforeCreate或created中获取数据。

  5. 优化第三方库：选择高性能的库！

    • 选择轻量级的UI组件库： 一些大型的UI组件库，比如Element UI、Ant Design Vue，可能会带来额外的性能开销。如果你的项目不需要这些库的全部功能，可以考虑选择一些轻量级的UI组件库，比如Vuetify、Bootstrap Vue。

    • 避免使用阻塞式的第三方库： 一些第三方库可能会执行一些阻塞式的操作，比如同步读取文件、执行CPU密集型的计算等等。这些操作会严重影响renderToString的性能。尽量避免使用这些库，或者使用异步的方式来执行这些操作。

  6. 代码分割：按需加载！

    将你的代码分割成多个小的chunk，按需加载。这样可以减少初始加载的代码量，提高首屏速度。

    • 路由级别的代码分割： 使用Vue Router提供的lazy函数，可以实现路由级别的代码分割。

      // router.js
import { createRouter, createWebHistory } from 'vue-router';

const routes = [
 {
   path: '/',
   component: () => import('./components/Home.vue') // 懒加载 Home 组件
 },
 {
   path: '/about',
   component: () => import('./components/About.vue') // 懒加载 About 组件
 }
];

const router = createRouter({
 history: createWebHistory(),
 routes
});

export default router;

    • 组件级别的代码分割： 使用import()函数，可以实现组件级别的代码分割。

      <template>
 <div>
   <button @click="loadComponent">加载组件</button>
   <component :is="dynamicComponent" />
 </div>
</template>

<script>
import { defineAsyncComponent } from 'vue';

export default {
 data() {
   return {
     dynamicComponent: null
   };
 },
 methods: {
   loadComponent() {
     this.dynamicComponent = defineAsyncComponent(() => import('./components/MyComponent.vue'));
   }
 }
};
</script>

  7. 服务端渲染框架：使用成熟的框架！

    自己手动实现SSR是非常复杂的，需要处理很多细节问题。使用成熟的服务端渲染框架，比如Nuxt.js、Next.js，可以大大简化开发流程，并提供很多开箱即用的优化功能。

  8. 性能分析工具：找出瓶颈！

    使用性能分析工具，比如Chrome DevTools、Node.js的perf_hooks模块，可以找出renderToString的性能瓶颈，并针对性地进行优化。

  9. 更底层的优化：深入VNode的实现！

    如果你对性能有极致的要求，可以深入Vue的VNode实现，了解VNode的创建、更新、销毁过程，并尝试优化这些过程。比如，使用对象池来复用VNode对象，减少对象创建和销毁的开销。当然，这需要对Vue的源码有非常深入的理解，难度比较大。

四、一些注意事项：避坑指南

  • 环境变量： 确保你的服务端代码和客户端代码使用相同的环境变量。否则，可能会出现一些奇怪的问题。
  • 资源路径： 在SSR中，资源路径可能会有所不同。确保你的资源路径配置正确。
  • 跨域问题： 如果你的服务器端和客户端运行在不同的域名下，可能会出现跨域问题。需要配置CORS。
  • 内存泄漏： SSR应用需要长时间运行，如果代码中存在内存泄漏，会导致服务器崩溃。需要定期检查内存使用情况，并修复内存泄漏问题。

五、代码示例：一个完整的例子

下面是一个完整的SSR示例，包含了缓存、流式渲染和代码分割等优化：

// server.js
import { createSSRApp } from 'vue';
import { renderToStream, createBundleRenderer } from 'vue/server-renderer';
import express from 'express';
import fs from 'fs';
import path from 'path';

const app = express();

const template = fs.readFileSync('./index.template.html', 'utf-8');
const serverBundle = require('./dist/vue-ssr-server-bundle.json');
const clientManifest = require('./dist/vue-ssr-client-manifest.json');

const renderer = createBundleRenderer(serverBundle, {
  runInNewContext: false,
  template,
  clientManifest,
  cache: {
    // 缓存配置，这里只是一个简单的例子
    get: (key) => {
      // 从缓存中获取
      return null; // 替换为你的缓存逻辑
    },
    set: (key, value) => {
      // 存入缓存
      // 替换为你的缓存逻辑
    },
    has: (key) => {
      // 检查缓存是否存在
      return false; // 替换为你的缓存逻辑
    }
  }
});

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

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

  res.setHeader('Content-Type', 'text/html');

  const stream = renderer.renderToStream(context);

  stream.on('data', chunk => {
    res.write(chunk);
  });

  stream.on('end', () => {
    res.end();
  });

  stream.on('error', err => {
    console.error(err);
    res.status(500).end('Internal Server Error');
  });
});

app.listen(3000, () => {
  console.log('Server started at http://localhost:3000');
});

六、总结：性能优化永无止境

renderToString的性能优化是一个持续不断的过程，需要根据你的具体应用场景，不断地尝试和调整。没有银弹，只有不断地学习和实践。

优化手段 优点 缺点 适用场景
缓存 简单有效，可以避免重复渲染，大幅提高性能 需要维护缓存，可能存在缓存失效的问题 静态内容或者变化不频繁的内容
流式渲染 可以边渲染边输出HTML片段，提高用户体验 实现比较复杂，需要处理Stream的各种事件 内容比较多的页面，可以逐步显示页面内容
优化VNode 减少不必要的VNode，可以降低CPU的开销 需要对Vue的VNode机制有深入的了解 复杂的组件树，可以减少VNode的数量
优化数据获取 减少等待时间，可以提高渲染速度 需要提前获取数据，可能会增加服务器的负担 依赖于异步数据的组件
优化第三方库 选择高性能的库，可以提高整体性能 需要评估第三方库的性能，可能会增加选择的难度 所有使用第三方库的场景
代码分割 减少初始加载的代码量，提高首屏速度 实现比较复杂，需要配置Webpack 大型应用，可以按需加载代码
服务端渲染框架 简化开发流程，并提供很多开箱即用的优化功能 需要学习框架的使用，可能会增加项目的复杂度 复杂的应用，可以快速搭建SSR环境
性能分析工具 可以找出renderToString的性能瓶颈，并针对性地进行优化 需要学习性能分析工具的使用 所有需要优化性能的场景
更底层的优化 可以实现极致的性能优化 需要对Vue的源码有非常深入的理解，难度比较大 对性能有极致要求的场景

希望今天的分享对大家有所帮助。记住，性能优化没有终点，只有起点。祝大家在SSR的道路上越走越远，早日成为性能优化的专家！下次有机会再和大家分享更多关于Vue SSR的知识。 拜拜！

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