详解Vue服务端渲染

一、服务端渲染 – 简介

所谓服务端渲染就是将代码的渲染交给服务器，服务器将渲染好的html字符串返回给客户端，再由客户端进行显示。

服务器端渲染的优点

• 有利于SEO搜索引擎优化，因为服务端渲染是将渲染好的html字符串返回给了客户端，所以其可以被爬虫爬取到；
• 加快首屏渲染时间，不会出现白屏；

服务器端渲染的缺点

• SSR会占用更多的CPU和内存资源
• Vue中一些常用的浏览器API可能无法使用，比如Vue的生命周期在服务器端渲染只能使用beforeCreate()和created()，因为服务端呈现的仅仅是html字符串是没有所谓的mount的。

二、服务端渲染原理解析

既然是Vue的服务端渲染，那么首先得有一个单页面的Vue应用实例，继而在这个单页面的Vue实例上进行同构，服务端解析这个Vue实例并渲染成一段html字符串，最后交给前端浏览器直接显示出来。

const app = new Vue({
  template: `<div><button @click="doClick">点击</button></div>`
  methods: {
    doClick() {
        alert(1);
    }
  }
});
app.$mount("#app", true); // 强制进行客户端激活

假设现在服务器通过解析Vue实例并渲染成了一段html字符串，如:

// 服务器解析Vue实例渲染生成了如下字符串

<div id="app"><button>点击</button></div>

浏览器拿到服务端渲染出来的字符串之后可以看到该按钮。但是存在一个问题，那就是按钮上的事件丢失了，因为服务端渲染的结果仅仅是HTML字符串，并没有包含处理事件的JS文件。解决的办法就是客户端激活，也就是让整个单页面的Vue实例重新走一遍。

<script src="https://cdn.bootcdn.net/ajax/libs/vue/2.6.9/vue.min.js"></script>

<div id="app"><button>点击</button></div>

<script>
const app = new Vue({
  template: `<div><button @click="doClick">点击</button></div>`
  methods: {
    doClick() {
        alert(1);
    }
  }
});
app.$mount("#app", true); // 强制进行客户端激活
</script>

可以发现按钮事件可以生效了，重新执行一遍Vue单页面实例由于Vue实例中配置了template模板，所以Vue渲染的时候其实会忽略服务端渲染出来的字符串，导致页面重新渲染并挂载，从而浪费性能，我们应该复用服务端渲染出来的字符串。解决方法就是，我们给服务端渲染的结果添加一个标识。

<div id="app" data-server-rendered="true"><button>点击</button></div>

data-server-rendered=”true”表示让客户端 Vue 知道这部分 HTML 是由 Vue 在服务端渲染的，并且应该以激活模式进行挂载。在没有 data-server-rendered 属性的元素上，还可以向 $mount 函数的第二个参数位置传入true，来强制使用激活模式(hydration)。

app.$mount("#app", true); // 强制进行客户端激活

三、服务端渲染 – 初体验

使用Vue的服务端渲染功能，需要引入Vue提供的服务端渲染模块vue-server-renderer，其作用是创建一个渲染器，该渲染器可以将Vue实例渲染成html字符串。

用Koa来搭建一个web服务器来实现:
① 目录结构

② 创建一个server.js 文件

const Koa = require("koa");
const Router = require("koa-router");
const fs = require("fs");

const app = new Koa(); // 创建服务器端app实例
const router = new Router(); // 创建服务器端路由

const Vue = require("vue");
const VueServerRender = require("vue-server-renderer"); // 引入服务端渲染模块
const vm = new Vue({ // 创建Vue实例
    data() {
        return {msg: "hello vm"}
    },
    template: `<div>{{msg}}</div>` // 渲染器会将vue实例中的数据填入模板中并渲染成对应的html字符串
});
const template = fs.readFileSync("./server.template.html", "utf8"); // 读取基本的html结构
const render = VueServerRender.createRenderer({
    template
}); // 创建渲染器并以server.template.html作为html页面的基本结构

router.get("/", async ctx => {
    // ctx.body = await render.renderToString(vm);
    ctx.body = await new Promise((resolve, reject) => {
            render.renderToString(vm, (err, html) => { // 将vm实例渲染成html并插入到server.template.html模板中
            console.log(`${html}`);
        });
    );
});

app.use(router.routes()); // 添加路由中间件

app.listen(3000, () => {
    console.log("node server listening on port 3000.");
}); // 监听3000端口

注意:

• server.template.html文件中必须有 占位符，即会将Vue实例vm渲染成的html字符串插入到占位符所在的位置；
• render.renderToString(vm)方法不传回调函数的时候返回的是Promise对象，但是如果传入了回调函数，那么就返回void了, 推荐自己创建一个Promise函数；
• Vue服务端渲染出来的字符串中会包含data-server-rendered=”true”这样一个标识，标识这是由Vue服务端渲染的结果字符

<div data-server-rendered="true">hello vm</div>

四、服务端渲染 – 引入Vue项目###

上面初体验中，我们已经实现了一个简单的Vue服务端渲染，但是我们实际中Vue是一个很大的项目，里面是包含了很多组件的大型应用，而不是像初体验中的一个简单的Vue实例，所以我们必须引入一个Vue项目，包括Vue的入口文件main.js、App.vue、components、public/index.html等，如:

通过webpack来打包我们的整个Vue项目，webpack将以Vue的根实例main.js作为入口文件，打包出一个合并的最终的bundle.js和一个页面入口index.html文件，该index.html文件引入bundle.js后就能加载整个Vue项目中的页面以及页面中的事件等等，这里我们的Vue项目是一个很简单的模板项目，关键在于webpack的配置

// webpack.config.js

const path = require("path");
const resolve = (dir) => {
    return path.resolve(__dirname, dir);
}
const VueLoader = require("vue-loader/lib/plugin");
const HtmlWebpackPlugin = require("html-webpack-plugin");
module.exports = {
    entry: resolve("./src/main.js"), // webpack 入口, 即Vue的入口文件main.js
    output: {
        filename: "bundle.js", // 打包后输出的结果文件名
        path: resolve("./dist") // 打包后输出结果存放目录
    },
    resolve: {
        extensions: [".js", ".vue"] // 没有写扩展名的时候，解析顺序
    }, 
    module: {
        rules: [
            {
                test: /.js$/, 
                use: {
                    loader: "babel-loader", // 将所有的js文件通过babel-loader转换为ES5代码
                    options: {
                        presets: ["@babel/preset-env"]
                    }
                },
                exclude: /node_modules/
            },
            {
                test: /.css$/, // 解析.vue文件中的css
                use: [
                    "vue-style-loader", "css-loader"
                ]
            },
            {
                test: /.vue$/, // 解析.vue文件，需要配合其中的插件进行使用
                use: "vue-loader"
            }
        ]
    },
    plugins: [
        new VueLoader(), // 解析.vue文件的插件
        new HtmlWebpackPlugin({
            filename: 'index.html', // 打包后输出的html文件名
            template: resolve("./public/index.html") // 该模板文件在哪
        })
    ]
}

打包输出后的dist目录中会出现两个文件: bundle.js和index.html, 直接在本地点击index.html文件即可执行并呈现整个Vue项目

五、服务端渲染 – 将Vue项目分割为客户端和服务端

① 在非服务端渲染的时候，我们使用的打包入口文件是main.js，其主要就是创建了一个Vue实例，并且渲染App.vue，然后将渲染好的App.vue挂载到index.html文件#app元素中，但是我们的服务端渲染是无法mount的，也就是说无法将渲染结果渲染到#app元素上，所以需要改造main.js文件

// 改造后的main.js文件

import Vue from "vue";
import App from "./App";
/** 
 1. main.js在服务端渲染中的作用就是提供一个Vue项目的根实例，所以导出一个函数
 2. 让客户端和服务端都能获取到Vue项目的根实例，然后根据需要，
 3. 客户端通过手动调用$mount()进行挂载
 4. */
export default () => {
    const app = new Vue({
        render: h => h(App)
    });
    return {app}; // 返回整个Vue根实例
}

② 新建两个入口文件: client-entry.js 和 server-entry.js
// client-entry.js

import createApp from "./main";
const {app} = createApp(); // 获取到Vue项目根实例
app.$mount("#app"); // 将根实例挂载到#app上

此时将webpack.config.js的入口文件改成client-entry.js应该和之前是一样的

// server-entry.js

import createApp from "./main";
/** 
 * 服务端需要调用当前这个文件产生一个Vue项目的根实例
 * 由于服务端与客户端是1对多的关系，所以不能每个客户端访问都返回同一个Vue项目根实例
 * 所以需要返回一个函数，该函数返回一个新的Vue项目根实例
 * */ 
export default () => {
    const {app} = createApp(); // 获取到Vue项目根实例
    return app;
}

为什么客户端入口文件就不需要暴露一个一个函数？因为客户端可以被访问多次，即多次执行，每次执行返回的都是一个新的Vue项目实例了。而服务器只会启动一次，但是却需要每次客户端请求都返回一个新的Vue项目实例，所以必须放到函数中。

③ 拆分webapck.config.js, 将其分成两个配置文件，同样一个用于客户端，一个用于服务端打包
由于客户端和服务端的webpack配置文件有很多是相同的，所以可以抽取出一个webpack.base.js

// webpack.base.js

const path = require("path");
const resolve = (dir) => {
    return path.resolve(__dirname, dir);
}
const VueLoader = require("vue-loader/lib/plugin");
module.exports = {
    output: {
        filename: "[name].bundle.js", // 打包后输出的结果文件名
        path: resolve("./../dist/") // 打包后输出结果存放目录
    },
    resolve: {
        extensions: [".js", ".vue"] // 没有写扩展名的时候，解析顺序
    }, 
    module: {
        rules: [
            {
                test: /.js$/, 
                use: {
                    loader: "babel-loader", // 将所有的js文件通过babel-loader转换为ES5代码
                    options: {
                        presets: ["@babel/preset-env"]
                    }
                },
                exclude: /node_modules/
            },
            {
                test: /.css$/, // 解析.vue文件中的css
                use: [
                    "vue-style-loader", "css-loader"
                ]
            },
            {
                test: /.vue$/, // 解析.vue文件，需要配合其中的插件进行使用
                use: "vue-loader"
            }
        ]
    },
    plugins: [
        new VueLoader(), // 解析.vue文件的插件
    ]
}

// webpack-client.js

const merge = require("webpack-merge");
const base = require("./webpack.base");
const path = require("path");
const resolve = (dir) => {
    return path.resolve(__dirname, dir);
}
const HtmlWebpackPlugin = require("html-webpack-plugin");

module.exports = merge(base, {
    entry: {
        client: resolve("./../src/client-entry.js"), // 给客户端入口文件取名client，output的时候可以获取到该名字动态输出
    },
    plugins: [
        new HtmlWebpackPlugin({
            filename: 'index.html', // 打包后输出的html文件名
            template: resolve("./../public/index.html") // 该模板文件在哪
        })
    ]
});

// webpack-server.js

const merge = require("webpack-merge");
const base = require("./webpack.base");
const path = require("path");
const resolve = (dir) => {
    return path.resolve(__dirname, dir);
}
const HtmlWebpackPlugin = require("html-webpack-plugin");

module.exports = merge(base, {
    entry: {
        server: resolve("./../src/server-entry.js"), // 给客户端入口文件取名client，output的时候可以获取到该名字动态输出
    },
    target: "node", // 给node使用
    output: {
        libraryTarget: "commonjs2" // 把最终这个文件导出的结果放到module.exports上
    },
    plugins: [
        new HtmlWebpackPlugin({
            filename: 'index.server.html', // 打包后输出的html文件名
            template: resolve("./../public/index.server.html"), // 该模板文件在哪
            excludeChunks: ["server"] // 排除某个模块, 不让打包输出后的server.bundle.js文件引入到index.server.html文件中
        })
    ]
});

服务端webpack配置文件比较特殊，在output的时候需要配置一个libraryTarget，因为默认webpack输出的时候是将打包输出结果放到一个匿名自执行函数中的，通过将libraryTarget设置为commonjs2，就会将整个打包结果放到module.exports上；

服务端webpack打包后输出的server.bundle.js文件不是直接引入到index.server.html文件中使用的，还需要经过处理渲染成html字符串才能插入到index.server.html文件中，所以打包输出后，要在html-webpack-plugin中排除对该模块的引用。

由于webpack配置文件被分割，所以启动webapck-dev-server的时候需要指定配置文件，在package.json文件中添加脚本

"scripts": {
    "client:dev": "webpack-dev-server --config ./build/webpack.client.js --mode development",
    "client:build": "webpack --config ./build/webpack.client.js --mode development",
    "server:build": "webpack --config ./build/webpack.server.js --mode development"
  },

此时分别指向npm run client:build 和 npm run server:build即可在dist目录下生成index.html、client.bundle.js, index.server.html、server.bundle.js，其中client.bundel.js被index.html引用，server.bundle.js没有被index.server.html引入，index.server.html仅仅是拷贝到了dist目录下，同时server.bundle.js的整个输出结果是挂在module.exports下的

④ 将打包好的server.bundle.js交给服务器进行渲染并生成html字符串返回给客户端，和之前初体验一样，创建一个web服务器，只不过，这次不是渲染一个简单的Vue实例，而是渲染整个打包好的server.bundle.js。

vue-server-renderer提供了两种渲染方式:

• 和初体验中的一样，把server.bundle.js当作简单Vue实例进行渲染，我们打包后server.bundle.js的内容都是挂到了module.exports上，所以我们可以直接require，require返回的结果是一个对象，该对象上只有一个属性即default，属性值为一个函数，执行该函数即可获取整个Vue项目对应的Vue实例。

// 获取server.bundle.js中的Vue实例进行渲染
const VueServerRender = require("vue-server-renderer"); // 引入服务端渲染模块
const template = fs.readFileSync("./server.template.html", "utf8"); // 读取基本的html结构
const render = VueServerRender.createRenderer({
    template
}); // 创建渲染器并以server.template.html作为html页面的基本结构
router.get("/", async ctx => {
const vm = require("./dist/server.bundle").default(); // 执行server.budle的default方法获取Vue实例，每次请求获取一个新的Vue实例
    ctx.body = await new Promise((resolve, reject) => {
        render.renderToString(vm, (err, html) => { // 将vm实例渲染成html并插入到server.template.html模板中
            if (err) reject(err);
            console.log(`${html}`);
            resolve(html);
        });
    });
});

require server.bunlde.js之后调用default属性获取的方法，其实就是server.entry.js中导出的方法，这个方法可以接收路由参数，后面集成路由的时候会用到

• 通过vue-server-renderer提供的createBundleRenderer()方法进行渲染，该方法需要传入server.bundle.js中的文件内容字符串, 再传入模板html即可，所以需要读取server.bundle.js中的内容:

// 直接渲染server.bundle.js
const VueServerRender = require("vue-server-renderer"); // 引入服务端渲染模块
// 读取server.bundle.js中的内容，即文件中的字符串
const ServerBundle = fs.readFileSync("./dist/server.bundle.js", "utf8");
const template = fs.readFileSync("./dist/index.server.html", "utf8"); // 读取基本的html结构
const render = VueServerRender.createBundleRenderer(ServerBundle, { // 传入server.bundle.js字符串创建渲染器
    template
});
router.get("/", async ctx => {
    ctx.body = await new Promise((resolve, reject) => {
        render.renderToString((err, html) => { // 将server.bundle.js渲染成html字符串
            if (err) reject(err);
            resolve(html);
        });
    });
});

render.renderToString()执行的时候内部也是要通过ServerBundle获取到server.entry.js中导出的default()方法获取到Vue项目实例进行渲染的，总之就是要获取到Vue项目的实例进行渲染。

重启服务器，再次访问，查看源码，可以看到页面已经不是一个空的基础页面了，而是真实包含html内容的页面，但是仍然存在一个问题，那就是之前的事件并不起作用了，因为服务器将sever.bundle.js渲染成的是html字符串返回给客户端的，是不包含事件的，其中的事件执行函数在client.bundle.js中，所以我们可以在index.server.html文件中通过script标签显式地引入client.bundle.js,如:

<body>
    <!--vue-ssr-outlet-->
    <script src="client.bundle.js"></script>
</body>

注意: 当访问页面的时候，就会向服务器请求client.bundle.js文件，所以服务器需要将client.bundle.js以静态资源的方式发布出去。

刚才我们是手动在index.server.html中通过script标签引入client.bundle.js, 非常的不方便，vue-server-renderer给我们提供了两个插件，vue-server-renderer/client-plugin和vue-server-renderer/server-plugin，可以在webpack配置文件中引入，那么打包的时候，会分别生成两个json文件，vue-ssr-client-manifest.json和vue-ssr-server-bundle.json,这两个文件主要是生成客户端和服务端bundle的对应关系，这样就不需要我们收到引入client.bundle.js了。

之前是通过读取server.bundle.js的内容来渲染的，现在可以直接requirevue-ssr-server-bundle.json文件即可，同时在渲染的时候再添加vue-ssr-client-manifest.json即可，如:

// 直接渲染server.bundle.js
const VueServerRender = require("vue-server-renderer"); // 引入服务端渲染模块
// 读取server.bundle.js中的内容，即文件中的字符串
// const ServerBundle = fs.readFileSync("./dist/server.bundle.js", "utf8");
const ServerBundle = require("./dist/vue-ssr-server-bundle.json");
const clientManifest = require("./dist/vue-ssr-client-manifest.json");
const template = fs.readFileSync("./dist/index.server.html", "utf8"); // 读取基本的html结构
const render = VueServerRender.createBundleRenderer(ServerBundle, { // 传入server.bundle.js字符串创建渲染器
    template,
    clientManifest
});

使用者两个插件之后，就不会生成server.bundle.js文件了

六、服务端渲染 – 集成路由

要集成路由，那么需要在Vue项目中加入路由功能，和客户端路由配置一样，只不过不是直接导出路由实例，而是和main.js一样导出一个方法返回一个新的路由实例。
需要注意的是，客户端请求到服务端渲染的页面之后，之后在页面中的路由跳转都是采用的客户端路由了。

import Vue from "vue";
import VueRouter from "vue-router";
import Foo from "./components/Foo";

Vue.use(VueRouter);

export default () => { // 导出函数返回路由实例
    const router = new VueRouter({
        mode: "history",
        routes: [
            {
                path: "/",
                component: Foo
            },
            {
                path: "/bar",
                component: () => import("./components/Bar.vue")
            }
        ]
    });
    return router;
}

然后在main.js中调用路由方法获取路由实例并挂到Vue实例上，同时对外暴露，如:

export default () => {
    const router = createRouter();
    const app = new Vue({
        router, // 挂在路由实例到Vue实例上
        render: h => h(App)
    });
    return {app, router}; // 对外暴露路由实例
}

此时Vue项目已经实现路由功能，但是访问的时候却会报错，The client-side rendered virtual DOM tree is not matching server-rendered content，即客户端和服务端渲染的页面不一致，之所以出现这种情况是因为，客户端加了路由功能进行了相应的路由跳转，但是服务端没有进行路由跳转，所以页面会不一致，解决方法就是，服务器也要进行相应的路由跳转。我们的目的就是服务端通过路由api跳转到客户端请求的那个页面(组件)。

前面提到过createBundleRenderer()方法创建的渲染器在执行renderToString()方法的时候，可以传递一个context上下文对象，可以将客户端的访问url保存到context对象上，而这个context对象会传到server.entry.js对外暴露函数中，然后在该函数中获取路由进行相应跳转即可，如:
// server.entry.js

export default (context) => {
    const {app, router} = createApp(); // 获取到Vue项目根实例server
    console.log("相当于新创建了一个服务端");
    router.push(context.url); // 在服务端进行路由跳转
    return app;
}

此时再访问页面，就不会出现上述客户端和服务端渲染页面不一致的情况了，但是还有一个问题，那就是我们在浏览器中直接访问路由路径的时候，会提示404，因为我们服务器并没有配置相应的路由，所以客户端定义的路由路径，需要在服务器端进行相应的配置

还有就是异步组件渲染的问题，我们现在的server.entry.js中是直接返回Vue实例的，同时在其中进行router跳转，如果路由跳转的那个是异步组件，可能还没跳转完成，就返回了Vue实例，而出现渲染异常的情况，所以我们要返回一个Promise对象，等路由跳转完成后再返回Vue实例，如:
// 改造后的sever.entry.js

export default (context) => {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        const {app, router} = createApp(); // 获取到Vue项目根实例server
        router.push(context.url);
        router.onReady(() => { // 等路由跳转完成
            let matchs = router.getMatchedComponents();
            if (matchs.length === 0) {
                reject({code: 404});
            }
            resolve(app);
        }, reject);

    });
}

404页面的处理，我们可以在router.onReady回调中进行处理，可以根据路由匹配结果进行提示，如果路由匹配结果为0，那么就是没有匹配成功则reject一个错误，服务器捕获到错误后进行404提示即可

七、服务端渲染 – 集成Vuex

同样，要集成Vuex，首先和客户端渲染一样，引入Vuex并创建store，只不过是对外暴露一个函数，然后在函数中返回新的store对象，如:
// store.js

import Vue from "vue";
import Vuex from "vuex";

Vue.use(Vuex);

export default () => {
    const store = new Vuex.Store({
        state: {
            name: "even"
        },
        mutations: {
            changeName(state) {
                state.name = "lhb";
            }
        },
        actions: {
            changeName({commit}) {
                console.log("changeName action");
                return new Promise((resolve, reject) => {
                    setTimeout(() => {
                        commit("changeName");
                        resolve();
                    }, 3000);
                });
            }
        }
    });
    return store;
}

然后在main.js中引入并注入到Vue实例中，跟Vue根实例和路由一样对外暴露。服务端渲染集成Vuex关键在于服务端渲染的时候执行mutaion或者action后，Vuex中数据仅在服务器端改变，所以需要将服务器端的状态数据保存起来，实际上会保存到window对象的INITIAL_STATE属性上，客户端渲染的时候只需要从window.INITIAL_STATE数据中获取到服务端Vuex的状态然后进行替换即可。

① 在Foo.vue组件中添加一个asyncData()方法，用于派发action，如:
// Foo.vue

export default {
    asyncData(store) { // asyncData只在服务端执行
        console.log("asyncData");
        return store.dispatch('changeName');
    }
}

② 在server-entry.js中，如果匹配到了Foo.Vue组件，那么执行该组件的asyncData()方法，此时服务器端的Vuex的状态就会发生改变，如:
// server-entry.js

export default (context) => {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        console.log(context.url);
        const {app, router, store} = createApp(); // 获取到Vue项目根实例server
        router.push(context.url);
        router.onReady(() => { // 等路由跳转完成
            let matchs = router.getMatchedComponents();
            Promise.all(matchs.map((component) => {
                if (component.asyncData) { // 如果匹配的组件中含有asyncData方法则执行
                    return component.asyncData(store); // 服务器端Vuex状态会发生改变
                }
            })).then(() => {
                console.log("success");
                context.state = store.state; // 服务器端store状态改变后将其挂载到context上，然后会挂载到window的__INITIAL_STATE__上
                resolve(app);
            });
            if (matchs.length === 0) {
                reject({code: 404});
            }
        }, reject);
    });
}

将服务器Vuex状态保存的时候，必须是保存到context的state属性上，服务器端渲染完成后，会添加一个script标签其中只有一行代码，就是将服务器端Vuex状态保存到window.INITIAL_STATE上

<script>window.__INITIAL_STATE__={"name":"lhb"}</script>

③ 接下来就是需要客户端去取出window.INITIAL_STATE中的状态数据并替换，在store.js中返回store对象前进行判断，如果是客户端执行Vuex，那么取出window.INITIAL_STATE中的状态数据并替换，如:

if(typeof window !== "undefined" && window.__INITIAL_STATE__) { // 如果是客户端执行
        store.replaceState(window.__INITIAL_STATE__); // 将服务器端store状态替换掉客户端状态
    }
    return store;

将Vuex中的数据显示出来，此时再访问Foo.vue就可以看到name数据的变化了，我们现在只有在进行服务器端渲染Foo.vue的时候才会执行asyncData()方法,数据才会发生变化，如果在客户端进行渲染Foo.vue组，那么不会执行asyncData()，所以可以在Foo.vue组件mounted的时候派发一个相同的action进行数据改变即可

// Foo.vue

export default {
    mounted () {
          this.$store.dispatch("changeName");  
    }
}