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JavaScript内核与高级编程之：`React`的`Suspense`：其在`SSR`中的流式渲染。

各位靓仔靓女们，大家好！我是你们的老朋友，今天咱们来聊聊React的Suspense，特别是它在SSR（Server-Side Rendering）中的流式渲染，这玩意儿可是提升用户体验的一大利器。准备好迎接一波知识点轰炸了吗？Let’s go!

一、Suspense：React的“暂停”按钮

首先，咱们得搞明白Suspense是干嘛的。简单来说，Suspense就像是React组件的“暂停”按钮。当组件需要等待某些数据加载完成时，它可以“暂停”渲染，并显示一个“加载中”的备选方案（fallback）。一旦数据加载完毕，组件就会恢复渲染，呈现最终的内容。

这玩意儿解决了什么问题呢？想想以前，如果一个组件需要从API获取数据，你可能得这么写：

import React, { useState, useEffect } from 'react';

function MyComponent() {
  const [data, setData] = useState(null);
  const [isLoading, setIsLoading] = useState(true);

  useEffect(() => {
    fetch('/api/data')
      .then(response => response.json())
      .then(data => {
        setData(data);
        setIsLoading(false);
      });
  }, []);

  if (isLoading) {
    return <div>Loading...</div>;
  }

  if (!data) {
    return <div>Error loading data.</div>;
  }

  return <div>{data.message}</div>;
}

export default MyComponent;

代码量不少吧？而且逻辑也比较分散，又是isLoading又是data的判断。有了Suspense，我们可以简化成这样（当然，需要配合React的并发模式和数据获取库）：

import React, { Suspense } from 'react';

// 假设 createResource 是一个能与 Suspense 配合的数据获取函数
import { createResource } from './api';

const resource = createResource('/api/data');

function MyComponent() {
  const data = resource.read(); // read() 会触发 Suspense 如果数据还没加载完
  return <div>{data.message}</div>;
}

function App() {
  return (
    <Suspense fallback={<div>Loading...</div>}>
      <MyComponent />
    </Suspense>
  );
}

export default App;

简洁多了吧？createResource 返回的对象有个 read() 方法，这个方法会做两件事：

  1. 如果数据已经加载完毕，直接返回数据。
  2. 如果数据还在加载中，它会 throw 一个 promise，这个 promise 会被 Suspense 组件捕获，然后显示 fallback。当 promise resolve 后，Suspense 会重新渲染 MyComponent。

二、Suspense + SSR：让你的页面“渐进式”加载

SSR 解决了首屏加载速度慢的问题，但传统的 SSR 也有它的局限性。如果你的页面包含多个组件，每个组件都需要获取数据，那么服务器必须等待所有组件的数据都加载完毕才能将整个 HTML 返回给客户端。这仍然可能导致较长的首屏加载时间。

Suspense + SSR 的流式渲染，就能解决这个问题。 它的核心思想是：服务器可以先返回一部分 HTML（包括骨架屏或者已经加载好的组件），然后逐步地将剩余的 HTML 流式传输给客户端。 客户端收到一部分 HTML 后，可以立即开始渲染，而不需要等待所有数据都加载完毕。

想想一下，这就像餐厅上菜，以前是必须等所有菜都做好了才能一起端上来，现在是可以先上凉菜，再上热菜，最后上甜点。 顾客（用户）可以一边吃一边等，体验更好。

三、流式渲染：如何实现？

流式渲染的关键在于服务器端如何将 HTML 分块发送给客户端。React 提供了 renderToPipeableStream 和 renderToReadableStream 两个 API 来实现这个功能。

  • renderToPipeableStream： 适用于 Node.js 环境，它可以将 React 组件渲染成一个可读流，然后通过 pipe 方法将流写入到 HTTP 响应中。
  • renderToReadableStream： 适用于现代的 Web Streams API 环境，例如 Deno 或 Cloudflare Workers。

咱们以 renderToPipeableStream 为例，看看代码怎么写：

import express from 'express';
import React from 'react';
import { renderToPipeableStream } from 'react-dom/server';
import { Suspense } from 'react';

// 模拟一个异步数据获取
const fetchData = (delay, message) => {
  return new Promise(resolve => {
    setTimeout(() => {
      resolve({ message });
    }, delay);
  });
};

// 创建 Resource
const createResource = (delay, message) => {
  let promise = null;
  let data = null;
  let status = "pending";

  const suspender = fetchData(delay, message).then(
    (result) => {
      status = "success";
      data = result;
    },
    (error) => {
      status = "error";
      data = error;
    }
  );

  return {
    read() {
      if (status === "pending") {
        throw suspender;
      } else if (status === "error") {
        throw data;
      } else if (status === "success") {
        return data;
      }
    },
  };
};

function MyComponent({ delay, message }) {
  const resource = createResource(delay, message);
  const data = resource.read();
  return <div>{data.message}</div>;
}

function App() {
  return (
    <div>
      <h1>My App</h1>
      <Suspense fallback={<div>Loading Component A...</div>}>
        <MyComponent delay={1000} message="Component A" />
      </Suspense>
      <Suspense fallback={<div>Loading Component B...</div>}>
        <MyComponent delay={2000} message="Component B" />
      </Suspense>
    </div>
  );
}

const app = express();

app.get('/', (req, res) => {
  res.setHeader('Content-Type', 'text/html; charset=utf-8');

  const { pipe, abort } = renderToPipeableStream(
    <App />,
    {
      bootstrapScripts: ['/static/client.js'], // 客户端 JavaScript 文件
      onShellReady() {
        // 首次内容（骨架屏）渲染完成时调用
        console.log('Shell ready');
        res.statusCode = 200;
        pipe(res);
      },
      onShellError(error) {
        // 首次渲染出错时调用
        console.error('Shell error', error);
        res.statusCode = 500;
        res.send('<h1>Something went wrong</h1>');
      },
      onError(error) {
        // 后续渲染出错时调用
        console.error('Error', error);
      },
    }
  );

  setTimeout(abort, 10000); // 10 秒后中止渲染
});

app.use('/static', express.static('public')); // Serve static files

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

这个例子中，renderToPipeableStream 接收一个 React 组件和一个配置对象。配置对象中的 onShellReady、onShellError 和 onError 是几个重要的回调函数：

  • onShellReady： 当首次内容（通常是页面的骨架屏）渲染完成时调用。 在这个回调函数中，我们可以设置 HTTP 状态码，并将流写入到响应中。
  • onShellError： 当首次渲染出错时调用。
  • onError： 当后续渲染出错时调用。
  • bootstrapScripts： 客户端需要执行的 JavaScript 文件，用于激活 React 组件。

客户端代码 (public/client.js) 如下：

import React from 'react';
import { hydrateRoot } from 'react-dom/client';
import App from './App'; // 假设 App 组件定义在 App.js 中

hydrateRoot(document, <App />);

这个客户端代码使用 hydrateRoot 函数来激活服务器端渲染的 HTML。

四、代码解读与注意事项

  1. createResource 函数： 这是一个简单的资源管理函数，用于模拟异步数据获取。 它的作用是：

    • 发起数据请求。
    • 维护数据的状态（pending、success、error）。
    • 提供一个 read 方法，用于在 React 组件中读取数据。
    • 如果数据正在加载中，read 方法会 throw 一个 promise，从而触发 Suspense。

  2. Suspense 的 fallback： fallback 属性指定了在数据加载期间显示的备选方案。 通常是一个简单的 loading 指示器。

  3. renderToPipeableStream 的配置：

    • bootstrapScripts 指定了客户端需要执行的 JavaScript 文件。 这些文件通常包含 React 组件的定义和激活代码。
    • onShellReady 是关键的回调函数，用于在首次内容渲染完成时将流写入到响应中。
    • onShellError 和 onError 用于处理错误情况。

  4. 客户端 Hydration： 客户端需要使用 hydrateRoot 函数来激活服务器端渲染的 HTML。 Hydration 的过程是将服务器端渲染的静态 HTML 转换为可交互的 React 组件。

  5. 错误处理： 在服务器端和客户端都需要进行错误处理。 服务器端可以使用 onShellError 和 onError 回调函数来处理错误。 客户端可以使用 try...catch 语句来捕获错误。

五、SSR 流式渲染的优势

  • 更快的首屏加载速度： 服务器可以先返回一部分 HTML，让浏览器尽早开始渲染。
  • 更好的用户体验： 用户可以更快地看到页面内容，即使某些组件的数据还在加载中。
  • 更高的资源利用率： 服务器可以逐步地将 HTML 流式传输给客户端，而不需要等待所有数据都加载完毕。

六、SSR 流式渲染的挑战

  • 代码复杂度增加： 需要处理服务器端和客户端的渲染逻辑，以及数据获取和状态管理。
  • 调试难度增加： 需要在服务器端和客户端之间进行调试，可能会遇到一些意想不到的问题。
  • 需要选择合适的数据获取库： 需要选择一个能与 Suspense 配合的数据获取库，例如 swr 或 react-query。

七、总结

React 的 Suspense 和 SSR 的流式渲染是提升 Web 应用性能和用户体验的强大工具。 虽然使用起来有一定的复杂度，但带来的好处也是显而易见的。 如果你想构建一个高性能的 Web 应用，不妨尝试一下 Suspense 和流式渲染。

八、一些小建议

  • 从小处着手： 不要一开始就尝试将整个应用都改造成流式渲染。 可以先从一些小的组件开始，逐步地应用流式渲染。
  • 选择合适的工具： 选择一个能与 Suspense 配合的数据获取库，可以大大简化开发工作。
  • 做好错误处理： 在服务器端和客户端都要做好错误处理，避免出现意外情况。
  • 多做实验： 不同的应用场景可能需要不同的配置和优化。 多做实验，找到最适合你的方案。

好了，今天的讲座就到这里。希望大家有所收获，也欢迎大家在评论区留言交流。 祝大家编程愉快！

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