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Vue SSR在非浏览器环境下的实现：处理非标准API与全局对象依赖

Vue SSR 在非浏览器环境下的实现：处理非标准 API 与全局对象依赖

各位，今天我们来深入探讨 Vue 服务端渲染（SSR）在非浏览器环境下的实现，以及如何处理由此带来的非标准 API 与全局对象依赖问题。Vue SSR 的核心目标是提升首屏加载速度和改善 SEO，但默认情况下，它面向的是标准浏览器环境。当我们需要在非浏览器环境中，比如 Node.js 环境下进行 SSR，就会遇到各种兼容性挑战。

1. SSR 的基本原理回顾

在深入非浏览器环境之前，我们先快速回顾一下 Vue SSR 的基本原理。

  1. 客户端渲染 (CSR): 浏览器下载 HTML、CSS 和 JavaScript，然后由 JavaScript 在客户端动态地生成 DOM 并渲染页面。
  2. 服务端渲染 (SSR): 服务器接收到请求后，执行 Vue 应用，生成 HTML 字符串，然后将完整的 HTML 返回给客户端。客户端接收到 HTML 后，直接渲染，不再需要等待 JavaScript 加载和执行。

SSR 的关键步骤包括：

  • 创建 Vue 实例: 在服务器端创建一个 Vue 实例。
  • 渲染 Vue 实例: 使用 vue-server-renderer 将 Vue 实例渲染成 HTML 字符串。
  • 注入 HTML 到模板: 将渲染后的 HTML 字符串注入到预定义的 HTML 模板中。
  • 返回 HTML 给客户端: 将完整的 HTML 文档返回给客户端。

2. 非浏览器环境下的挑战

虽然 SSR 在浏览器环境下运行良好，但在非浏览器环境下，我们会遇到一些独特的挑战：

  • 缺少浏览器 API: 非浏览器环境 (如 Node.js) 缺少 window、document、navigator 等浏览器提供的全局对象和 API。
  • 全局对象依赖: 许多 Vue 组件或第三方库依赖于这些浏览器全局对象。
  • DOM 操作限制: 在服务端，我们不能直接操作真实的 DOM，因为没有 DOM 环境。
  • 异步操作管理: 服务端渲染需要处理异步操作，确保在返回 HTML 之前所有数据都已加载完毕。
  • 代码同构性: 为了实现代码复用，我们需要编写既能在服务端运行，也能在客户端运行的代码。

3. 处理全局对象依赖

处理全局对象依赖是解决非浏览器环境 SSR 问题的核心。以下是一些常用的策略：

3.1. 使用 typeof 或 process.browser 进行条件判断

我们可以使用 typeof 或 process.browser 来检测当前运行环境，并根据环境选择不同的代码执行路径。

if (typeof window === 'undefined') {
  // 服务端环境
  console.log('Running on server');
} else {
  // 客户端环境
  console.log('Running on client');
}

// 使用 process.browser (需要配置 webpack)
if (process.browser) {
  // 客户端环境
  console.log('Running on client');
} else {
  // 服务端环境
  console.log('Running on server');
}

3.2. 使用 vue-no-ssr 组件

vue-no-ssr 是一个 Vue 组件，它可以阻止其子组件在服务端进行渲染。这对于依赖浏览器 API 的组件非常有用。

<template>
  <div>
    <vue-no-ssr>
      <MyComponentThatUsesBrowserApi />
    </vue-no-ssr>
  </div>
</template>

3.3. 使用 polyfill 和 mock 对象

对于一些简单的浏览器 API，我们可以使用 polyfill 或 mock 对象来模拟其行为。

  • Polyfill: Polyfill 是针对旧浏览器或环境缺失的 API 的代码实现。例如，可以使用 core-js 来提供 ES6+ 的 polyfill。
  • Mock 对象: Mock 对象是手动创建的模拟浏览器对象的替代品。

例如，我们可以创建一个简单的 window mock 对象：

// server.js
global.window = {
  navigator: {
    userAgent: 'node.js'
  },
  addEventListener: () => {},
  removeEventListener: () => {}
};

global.document = {
  documentElement: {
    style: {}
  },
  body: {
    appendChild: () => {}
  },
  createElement: () => {
    return {
      style: {}
    };
  }
};

3.4. 使用 isomorphic-fetch 或 node-fetch

如果你的代码需要使用 fetch API，可以使用 isomorphic-fetch 或 node-fetch。isomorphic-fetch 可以在浏览器和 Node.js 环境下提供统一的 fetch API。

// 安装 isomorphic-fetch
// npm install isomorphic-fetch

import fetch from 'isomorphic-fetch';

fetch('/api/data')
  .then(response => response.json())
  .then(data => {
    console.log(data);
  });

3.5. 代码示例：处理 localStorage 依赖

localStorage 是一个常见的浏览器 API，在服务端环境中不存在。以下是一个处理 localStorage 依赖的示例：

// client-storage.js
const isClient = typeof window !== 'undefined';

const clientStorage = {
  setItem(key, value) {
    if (isClient) {
      localStorage.setItem(key, value);
    }
  },
  getItem(key) {
    if (isClient) {
      return localStorage.getItem(key);
    }
    return null; // 或者返回默认值
  },
  removeItem(key) {
    if (isClient) {
      localStorage.removeItem(key);
    }
  }
};

export default clientStorage;

然后在 Vue 组件中使用 clientStorage：

<template>
  <div>
    <p>Stored Value: {{ storedValue }}</p>
    <button @click="saveValue">Save Value</button>
  </div>
</template>

<script>
import clientStorage from './client-storage';

export default {
  data() {
    return {
      storedValue: clientStorage.getItem('myValue') || 'No value stored'
    };
  },
  methods: {
    saveValue() {
      clientStorage.setItem('myValue', 'Hello from Vue!');
      this.storedValue = clientStorage.getItem('myValue');
    }
  }
};
</script>

在这个例子中，我们创建了一个 clientStorage 模块，它会在客户端环境下使用 localStorage，而在服务端环境下则不进行任何操作，或者返回一个默认值。

4. 处理非标准 API

除了浏览器 API，我们还可能遇到一些非标准的 API，比如特定平台的 API 或第三方库提供的 API。处理这些 API 的方法与处理浏览器 API 类似：

  • 条件判断: 使用 typeof 或其他方式判断当前环境，并根据环境选择不同的代码执行路径。
  • Mock 对象: 创建 mock 对象来模拟 API 的行为。
  • 抽象层: 创建一个抽象层，将 API 的调用封装起来，并提供统一的接口。

5. 异步操作管理

服务端渲染需要处理异步操作，确保在返回 HTML 之前所有数据都已加载完毕。Vue SSR 提供了一些机制来处理异步操作：

  • asyncData 钩子: asyncData 钩子允许我们在组件渲染之前异步获取数据。asyncData 钩子只在服务端执行，因此可以安全地使用服务端特定的 API。
<template>
  <div>
    <h1>{{ title }}</h1>
    <p>{{ content }}</p>
  </div>
</template>

<script>
export default {
  asyncData({ store, route }) {
    return store.dispatch('fetchPost', route.params.id);
  },
  computed: {
    title() {
      return this.$store.state.post.title;
    },
    content() {
      return this.$store.state.post.content;
    }
  }
};
</script>
  • Promise 和 async/await: 使用 Promise 和 async/await 来处理异步操作。
// server.js
app.get('*', async (req, res) => {
  const context = {
    url: req.url
  };

  try {
    const html = await renderer.renderToString(app, context);
    res.send(html);
  } catch (err) {
    console.error(err);
    res.status(500).send('Server Error');
  }
});

6. 代码同构性

为了实现代码复用，我们需要编写既能在服务端运行，也能在客户端运行的代码。以下是一些建议：

  • 避免直接操作 DOM: 尽量避免在组件中直接操作 DOM。如果需要操作 DOM，可以使用 Vue 的指令或组件来实现。
  • 使用抽象层: 将平台相关的代码封装到抽象层中，并提供统一的接口。
  • 使用 vue-no-ssr: 对于无法在服务端渲染的组件，可以使用 vue-no-ssr 组件。
  • 合理组织代码: 将服务端和客户端相关的代码分别放在不同的文件中，并使用模块化的方式进行组织。

7. 案例分析：使用 Vue SSR 构建一个博客

我们来分析一个使用 Vue SSR 构建博客的案例，重点关注如何处理非浏览器 API 和全局对象依赖。

7.1. 项目结构

blog/
├── server.js        // 服务端入口文件
├── client/          // 客户端代码
│   ├── main.js    // 客户端入口文件
│   ├── App.vue     // 根组件
│   ├── components/  // 组件
│   │   └── PostList.vue
│   │   └── PostDetail.vue
│   ├── store/       // Vuex store
│   │   ├── index.js
│   │   ├── actions.js
│   │   ├── mutations.js
│   │   └── state.js
│   └── router/      // Vue Router
│       └── index.js
├── webpack.config.js // Webpack 配置文件
└── package.json

7.2. 服务端代码 (server.js)

const express = require('express');
const Vue = require('vue');
const renderer = require('vue-server-renderer').createRenderer();
const createApp = require('./client/main').createApp; // 导入 createApp

const app = express();

// 静态资源服务
app.use('/dist', express.static('./dist'));

app.get('*', (req, res) => {
  const { app: vueApp, router, store } = createApp(); // 使用 createApp

  // 设置路由
  router.push(req.url);

  // 等待路由加载完成
  router.onReady(() => {
    const matchedComponents = router.getMatchedComponents();

    // 如果没有匹配到路由，返回 404
    if (!matchedComponents.length) {
      return res.status(404).send('Not Found');
    }

    // 调用 asyncData 钩子
    Promise.all(matchedComponents.map(Component => {
      if (Component.asyncData) {
        return Component.asyncData({ store, route: router.currentRoute });
      }
    })).then(() => {
      // 在所有预取钩子 resolve 后，
      // 我们的 store 现在已经填充入渲染应用所需的状态。
      // 当我们将状态传递给 template 时，
      // state 将自动序列化为 `window.__INITIAL_STATE__`，并注入到 HTML 中。
      const context = {
        title: 'Vue SSR Blog', // default title
        meta: `
          <meta charset="utf-8">
          <meta name="description" content="Vue SSR Blog">
        `
      };

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

        res.send(`
          <!DOCTYPE html>
          <html lang="en">
            <head>
              ${context.meta}
              <title>${context.title}</title>
              <link rel="stylesheet" href="/dist/style.css">
            </head>
            <body>
              <div id="app">${html}</div>
              <script>
                window.__INITIAL_STATE__ = ${JSON.stringify(store.state)}
              </script>
              <script src="/dist/client.js"></script>
            </body>
          </html>
        `);
      });
    }).catch(err => {
      console.error(err);
      res.status(500).send('Server Error');
    });
  }, err => {
    console.error(err);
    res.status(500).send('Server Error');
  });
});

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

7.3. 客户端入口文件 (client/main.js)

import Vue from 'vue';
import App from './App.vue';
import { createRouter } from './router';
import { createStore } from './store';

// 导出一个工厂函数，用于创建新的
// 应用程序、router 和 store 实例
export function createApp() {
  const router = createRouter();
  const store = createStore();

  const app = new Vue({
    router,
    store,
    render: h => h(App)
  });

  return { app, router, store };
}

const { app, router, store } = createApp();

if (typeof window !== 'undefined') {
    if (window.__INITIAL_STATE__) {
        store.replaceState(window.__INITIAL_STATE__);
    }

    router.onReady(() => {
        app.$mount('#app');
    });
}

7.4. 示例组件 (client/components/PostList.vue)

假设 PostList.vue 组件需要使用 localStorage 来缓存数据。我们可以使用之前提到的 clientStorage 模块来处理 localStorage 依赖。

<template>
  <div>
    <ul>
      <li v-for="post in posts" :key="post.id">
        {{ post.title }}
      </li>
    </ul>
  </div>
</template>

<script>
import clientStorage from '../../client-storage';

export default {
  data() {
    return {
      posts: []
    };
  },
  async mounted() {
    // 尝试从 localStorage 中加载数据
    const cachedPosts = clientStorage.getItem('posts');
    if (cachedPosts) {
      this.posts = JSON.parse(cachedPosts);
    } else {
      // 如果 localStorage 中没有数据，则从 API 获取数据
      const data = await this.fetchPosts();
      this.posts = data;
      // 将数据缓存到 localStorage 中
      clientStorage.setItem('posts', JSON.stringify(data));
    }
  },
  methods: {
    async fetchPosts() {
      // 模拟 API 请求
      return new Promise(resolve => {
        setTimeout(() => {
          resolve([
            { id: 1, title: 'Post 1' },
            { id: 2, title: 'Post 2' },
            { id: 3, title: 'Post 3' }
          ]);
        }, 500);
      });
    }
  }
};
</script>

7.5. Webpack 配置

Webpack 需要配置成既能构建客户端代码，也能构建服务端代码。通常需要两个不同的配置文件。服务端构建需要将代码打包成 CommonJS 模块，以便 Node.js 可以加载。

7.6. 处理 Vuex 状态

在服务端渲染时，我们需要将 Vuex 的状态序列化到 HTML 中，并在客户端加载时恢复状态。vue-server-renderer 会自动处理这个过程。

8. 其他注意事项

  • 缓存: 使用缓存可以显著提高 SSR 的性能。可以使用 Node.js 的缓存模块或 Redis 等缓存服务。
  • 错误处理: 完善的错误处理机制可以帮助我们快速定位和解决问题。
  • 监控: 监控 SSR 服务的性能和错误可以帮助我们及时发现问题。
  • 部署: 选择合适的部署方案，比如使用 Docker 或 Kubernetes。

9. 总结：应对非浏览器环境下的挑战

在非浏览器环境下实现 Vue SSR，关键在于处理非标准 API 和全局对象依赖。通过条件判断、mock 对象、抽象层等策略，我们可以有效地解决这些问题，并构建出高性能、可维护的 SSR 应用。掌握这些技术，可以使我们更好地利用 Vue SSR 的优势，提升用户体验和 SEO 效果。

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