React服务端渲染原理解析与实践

关于服务端渲染也就是我们说的SSR大多数人都听过这个概念，很多同学或许在公司中已经做过服务端渲染的项目了，主流的单页面应用比如说Vue或者React开发的项目采用的一般都是客户端渲染的模式也就是我们说的CSR。

但是这种模式会带来明显的两个问题，第一个就是TTFP时间比较长，TTFP指的就是首屏展示时间，同时不具备SEO排名的条件，搜索引擎上排名不是很好。所以我们可以借助一些工具来进行改良我们的项目，将单页面应用编程服务器端渲染项目，这样就可以解决掉这些问题了。

目前主流的服务器端渲染框架也就是SSR框架有针对于Vue的Nuxt.js和针对React的Next.js这两个。这里我们并不使用这些SSR框架，而是从零开始完整搭建一套SSR框架，来熟悉他的底层原理。

服务器端编写 React 组件

如果是客户端渲染，浏览器首先会向浏览器发送请求，服务器返回页面的html文件，然后html中再向服务器发送请求，服务器返回js文件，js文件在浏览器中执行绘制出页面结构渲染到浏览器完成页面渲染。

如果是服务器端渲染这个流程就不同了，浏览器发送请求，服务器端运行React代码生成页面，然后服务器将生成好的页面返回给浏览器，浏览器进行渲染。这种情况下React代码就是服务器的一部分而不是前端部分了。

这里我们进行代码的演示，首选需要npm init初始化项目，然后安装react，express，webpack，webpack-cli，webpack-node-externals。

我们首先编写一个React的组件。 .src/components/Home/index.js, 因为我们这个js是在node环境执行的所以我们要遵循CommonJS规范，使用require和module.exports进行导入导出。

const React = require('react');

const Home = () => {
  return <div>home</div>
}

module.exports = {
  default: Home
};

我们这里开发的Home组件是不能直接在node中运行的，需要借助webpack工具将jsx语法打包编译成js语法，让nodejs可以争取的识别，我们需要创建一个webpack.server.js文件。

在服务器端使用webpack需要添加一个target为node的键值对。我们知道在服务器端如果使用path路径是不需要打包到js中的，如果在浏览器端使用了path是需要打包到js中的，所以在服务器端和在浏览器端需要编译出来的js是完全不同的。所以我们在打包的时候要告诉webpack打包的是服务器端的代码还是浏览器端的代码。

entry入口文件就是我们node的启动文件，这里我们写成./src/index.js，输出的output文件名称为bundle，目录在跟目录的build文件夹中。

const Path = require('path');
const NodeExternals = require('webpack-node-externals'); // 服务端运行webpack需要运行NodeExternals, 他的作用是将express这类node模块不被打包到js里。

module.exports = {
  target: 'node',
  mode: 'development',
  entry: './src/server/index.js',
  output: {
    filename: 'bundle.js',
    path: Path.resolve(__dirname, 'build')
  },
  externals: [NodeExternals()],
  module: {
    rules: [
      {
        test: /.js?$/,
        loader: 'babel-loader',
        exclude: /node_modules/,
        options: {
          presets: ['react', 'stage-0', ['env', {
            targets: {
              browsers: ['last 2 versions']
            }
          }]]
        }
      }
    ]
  }
}

安装依赖模块

npm install babel-loader babel-core babel-preset-react babel-preset-stage-0 babel-preset-env --save

接着我们这里基于express模块来编写一个简单的服务。./src/server/index.js

var express = require('express');
var app = express();
const Home = require('../Components/Home');
app.get('*', function(req, res) {
  res.send(`<h1>hello</h1>`);
})

var server = app.listen(3000);

运行webpack使用webpack.server.js配置文件来执行。

webpack --config webpack.server.js

打包之后在我们的目录下会出现一个bundle.js，这个js就是我们打包生成的最终可以运行的代码。我们可以使用node运行这个文件, 就启动了一个3000端口的服务器。我们访问127.0.0.1:3000可以访问这个服务，看到浏览器输出Hello。

node ./build/bundile.js

上面的代码我们运行前会使用webpack进行编译，所以也就支持了ES Modules规范，不再强制使用CommonJS了。

src/components/Home/index.js

import React from 'react';

const Home = () => {
  return <div>home</div>
}

export default Home;

/src/server/index.js中我们可以使用Home组件，这里我们首先需要安装react-dom，借助renderToString将Home组件转换为标签字符串，当然这里需要依赖React所以我们需要引入React。

import express from 'express';
import Home from '../Components/Home';
import React from 'react';
import { renderToString } from 'react-dom/server';

const app = express();
const content = renderToString(<Home />);
app.get('*', function(req, res) {
  res.send(`
    <html>
      <body>${content}</body>
    </html>
  `);
})

var server = app.listen(3000);

# 重新打包
webpack --config webpack.server.js
# 运行服务
node ./build/bundile.js

这时候页面就显示出了我们React组件的代码。

React的服务端渲染是建立在虚拟DOM上的服务器端渲染，而且服务端渲染会让页面的首屏渲染速度大大加快。不过服务端渲染也有弊端，客户端渲染React代码在浏览器端执行，他消耗的是用户浏览器端的性能，但是服务器端渲染消耗的是服务器端的性能，因为React代码在服务器上运行。极大的消耗了服务器的性能，因为React代码是很消耗计算性能的。

如果你的项目完全没有必要使用SEO优化并且你的项目访问速度已经很快了的情况下，建议还是不要使用SSR的技术了，因为他的成本开销还是比较大的。

上面我们的代码每次修改之后都需要重新执行webpack打包和启动服务器，这样调试起来太过麻烦，为了解决这个问题我们需要做一下webpack的自动打包和node的重启。我们在package.json中加入build命令，并且通过--watch监听文件变化进行自动打包。

{
  ...
  "scripts": {
    "build": "webpack --config webpack.server.js --watch"
  }
  ...
}

只是重新打包还不够，我们还需要重启node服务器，这里我们需要借助nodemon模块，这里我们使用全局安装nodemon, 在package.json文件中添加一个start命令来启动我们的node服务器。使用nodemon监听build文件并且发生改变之后重新exec运行"node ./build/bundile.js", 这里需要保留双引号，转译一下就好了。

{
  ...
  "scripts": {
    "start": "nodemon --watch build --exec node \"./build/bundile.js\"",
    "build": "webpack --config webpack.server.js --watch"
  }
  ...
}

这时我们启动服务器，这里需要在两个窗口运行下面的命令，因为build后不允许再输入其他命令了。

npm run build
npm run start

这个时候我们修改代码之后页面就会自动更新了。

但是上面的流程还是有些麻烦，我们需要两个窗口来执行命令，我们想要一个窗口将两个命令执行完毕，我们需要借助一个第三方模块npm-run-all，可以全局安装这个模块。然后再package.json中来修改一下。

我们在打包和调试应该是在开发环境，我们创建一个dev命令, 里面执行npm-run-all, --parallel表示并行执行, 执行dev:开头的所有命令。我们将start和build前面追加一个dev:，这个时候我想启动服务器同时监听文件改变运行npm run dev就可以了。

{
  ...
  "scripts": {
    "dev": "npm-run-all --parallel dev:**",
    "dev:start": "nodemon --watch build --exec node \"./build/bundile.js\"",
    "dev:build": "webpack --config webpack.server.js --watch"
  }
  ...
}

什么叫做同构

比如下面的代码，我们给div绑定一个click事件，希望点击的时候可以弹出click提示。但是运行之后我们会发现这个事件并没有被绑定上，因为服务器端没办法绑定事件。

src/components/Home/index.js

import React from 'react';

const Home = () => {
  return <div onClick={() => { alert('click'); }}>home</div>
}

export default Home;

一般我们的做法是先将页面渲染出来，然后将相同的代码在浏览器端像传统的React项目一样再去运行一遍，这样的话这个点击事件就有了。

这就衍生出一个同构的概念，我的理解是一套React代码在服务器端执行一次，在客户端再执行一次。

同构就可以解决点击事件无效的问题，首先服务器端执行一次能够正常的展示页面，客户端再执行一次就可以绑定上事件。

我们可以在页面渲染的时候加载一个index.js, 使用app.use创建静态文件的访问路径, 这样访问的index.js就会请求到/public/index.js文件中。

app.use(express.static('public'));

app.get('/', function(req, res) {
  res.send(`
    <html>
      <body>
        <div id="root">${content}</div>
        <script src="/index.js"></script>
      </body>
    </html>
  `);
})

public/index.js

console.log('public');

基于这种情况我们就可以将React代码在浏览器中执行一次，我们这里新建一个/src/client/index.js。将客户端执行的代码帖进去。这里我们同构代码使用hydrate代替render。

import React from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom';

import Home from '../Components/Home';

ReactDOM.hydrate(<Home />, document.getElementById('root'));

然后我们还需要在根目录创建一个webpack.client.js文件。入口文件为./src/client/index.js，出口文件到public/index.js

const Path = require('path');

module.exports = {
  mode: 'development',
  entry: './src/client/index.js',
  output: {
    filename: 'index.js',
    path: Path.resolve(__dirname, 'public')
  },
  module: {
    rules: [
      {
        test: /.js?$/,
        loader: 'babel-loader',
        exclude: /node_modules/,
        options: {
          presets: ['react', 'stage-0', ['env', {
            targets: {
              browsers: ['last 2 versions']
            }
          }]]
        }
      }
    ]
  }
}

package.json文件中添加一条打包client目录的命令

{
  ...
  "scripts": {
    "dev": "npm-run-all --parallel dev:**",
    "dev:start": "nodemon --watch build --exec node \"./build/bundile.js\"",
    "dev:build": "webpack --config webpack.server.js --watch",
    "dev:build": "webpack --config webpack.client.js --watch",
  }
  ...
}

这样我们启动的时候会编译client运行的文件。再去访问页面的时候就可以绑定好事件了。

下面我们对上面工程的代码进行整理，上面webpack.server.js和webpack.client.js文件有很多重复的地方，我们可以使用webpack-merge插件对内容进行合并。

webpack.base.js

module.exports = {
  module: {
    rules: [
      {
        test: /.js?$/,
        loader: 'babel-loader',
        exclude: /node_modules/,
        options: {
          presets: ['react', 'stage-0', ['env', {
            targets: {
              browsers: ['last 2 versions']
            }
          }]]
        }
      }
    ]
  }
}

webpack.server.js

const Path = require('path');
const NodeExternals = require('webpack-node-externals'); // 服务端运行webpack需要运行NodeExternals, 他的作用是将express这类node模块不被打包到js里。

const merge = require('webpack-merge');
const config = require('./webpack.base.js');

const serverConfig = {
  target: 'node',
  mode: 'development',
  entry: './src/server/index.js',
  output: {
    filename: 'bundle.js',
    path: Path.resolve(__dirname, 'build')
  },
  externals: [NodeExternals()],
}

module.exports = merge(config, serverConfig);

webpack.client.js

const Path = require('path');
const merge = require('webpack-merge');
const config = require('./webpack.base.js');

const clientConfig = {
  mode: 'development',
  entry: './src/client/index.js',
  output: {
    filename: 'index.js',
    path: Path.resolve(__dirname, 'public')
  }
};

module.exports = merge(config, clientConfig);

src/server中放置的是服务端运行的代码，src/client放置的是浏览器端运行的js。

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