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[Day 01] 浅谈 CSR，SSR 与 SSG ssr和ssg

ins518 2024-10-06 10:30:17 技术文章 12 ℃ 0 评论

如果你曾写过 Vue 或 React 这类型的前端框架，那么多少会知道 SPA (Single-Page Application) 这个名词，意思是网站仅存在一个页面的应用程序，SPA 在页面需要跳转时不用等待整个网页重整刷新，只需要从服务器取得数据后渲染欲刷新的网页中的部分元素即可，也因为这项特色成为了 SPA 的优点，除了能让使用者浏览网页的体验能更佳顺畅以外，也因为都是由前端结合 AJAX (Asynchronous JavaScript and XML) 技术发送 API 进行数据操作，进而实现让前端与后端分离。


客户端渲染 (Client-Side Rendering, CSR)

开头所提及如 Vue 的这类将前后端进行分离的框架，因为仅专注在画面上，所以通常都是 CSR，也就是所谓的客户端渲染亦称前端渲染。

以下是使用 Vue CLI 的默认配置，建立一个 Vue 3 的项目并启动服务后，我们透过 Google Chrome 或 Edge 浏览器页面中点击右键后展开选单的「检视网页原始码」功能后，所看到的网页原始码。

注意！这边并不是「检查元素」功能，而是针对服务器请求首页后，回传的网页 HTML；你也可以透过 cURL 等发送 Request 的工具，尝试取的服务器端回传的网页原始码。


可以发现到因为 CSR 的特点，首页的网页原始码 <body></body> 中，仅有 <div id="app"></div> 这个元素，通常这个元素就是前端框架要准备 Mount 的根元素或容器，在包含 Vue 程序代码的 JavaScript 档案尚未下载完毕与执行前，这个容器仍旧是空的，所以也就会导致网页是一片空白的情况。

如下图的流程，需要一直到 Vue 程序代码下载且加载完毕后，才能开始做请求初始数据与渲染 HTML 的动作，如果今天网络环境很差，服务器虽然已经响应回来 HTML，不过在等待 JavaScript 档案下载的过程中白画面依旧会持续一段时间，直到完成下载与执行渲染后触发画面更新。


客户端渲染，指的「渲染」就是在客户端渲染`` HTML，这个渲染的动作，你也可以理解为产生或变动 HTML，浏览器再 依据变动后的`` HTML ``进行画面的更新，也因为这个特性，框架可以做的到仅渲染部分 HTML，从而让浏览器仅更新部分的画面，达到更好的效能与体验。

然而 CSR 最常为人诟病的一项缺点就是搜索引擎优化 (Search Engine Optimization, SEO)，一个网站上线后为了能在搜索引擎上能有更好的排名与曝光，其中一个方式就是要为网站进行搜索引擎优化的配置。SEO 配置与优化在 CSR 上比较难去实现，因为 CSR 是在客户端进行数据请求后渲染 HTML 再由浏览器做画面更新，导致搜索引擎的爬虫所搜集与索引到的网站网页的 HTML 并不包含客户端所需要实时请求的数据，进而让爬虫无法解析到这些数据可能含有关键词等索引。虽然现今搜索引擎的爬虫遇到 CSR 类型的网站有部分能解决首次数据加载的问题且能收录到数据，但仍有一些小细节仍不够友好，综观来说`` SPA ``并不方便也不利于做`` SEO ``配置。

要解决 SEO 的问题，可以采用预渲染`` (Pre-rendering) 的方式，让网页请求送达服务器端后，返回的页面即为已经包含数据的网页 HTML，常见的有 Server-Side Rendering 和 Static Site Generation 等技术来解决 SEO 配置。

服务器端渲染 (Server-Side Rendering, SSR)

SSR 服务器端渲染或称后端渲染，并不是为了解决 CSR 问题而存在的也不是什么新奇的概念。

在因特网与浏览器刚起步时，使用者的客户端 (Client) 是与服务器 (Server) 直接请求网页档案，例如 index.html，而档案的内容即为 HTML 格式的网页原始码，并让浏览器进行画面的渲染绘制，我们先不考虑 JavaScript 进行互动与动态操作网页的 HTML 元素，这里的重点是──使用者请求某个网页页面后，所接收到 HTML 即是浏览器进行画面渲染的最终网页原始码，由后端服务器吐出最终的 HTML，虽然不是靠后端语言渲染 HTML ，但这不就也是服务器端产生 HTML 的一种吗！

再后来，随着程序语言的发展，PHP、JSP 与 ASP/ASP.NET 等后端语言都是以 SSR 也就是服务器端渲染为主，再回传至前端。这一系列由前端发送网页请求，后端接受到后透过后端程序代码在服务器端执行、拿取数据库数据等操作都在伺服端运算渲染完，再回传至使用者的浏览器进行画面的渲染绘制，也就称之为服务器端渲染，亦称后端渲染。

搜索引擎的出现，让网站开发在实务上需要涵盖很多关键词能搜寻到并让网站在搜索引擎的排名能越靠前，被点击进入网站的机会就更高也就有更多的流量。

可以参考下图的流程，SSR 与 CSR 不同，当使用者请求浏览页面时，后端服务器可能就已经包含了从数据库或其他 API 拿取数据的动作，并在后端运算渲染完最终的初始页 HTML 后，才响应至客户端的浏览器，所以浏览器就可以依照 HTML 绘制出初始画面，并同时等待 JS 下载完毕后执行后续需要进行网页互动的流程。


SSR 所产生的初始网页就包含了数据而非空页面，所以搜索引擎的爬虫就能正确的搜集并建立索引数据或关键词，根据 SEO 优化规则，进而让网站在搜索引擎的排名能越靠前，被点击进入网站的机会就更高，也就会有更多的流量；看看现在的部落格、网络新闻等这类的追求高曝光高流量的网站，多数都有使用到 SSR 的技术。

举例来说 WordPress 这套常用于架设部落格或内容管理的系统，除了在架构弹性、社群生态完整外，WordPress 以 PHP 程序语言作为开发系统本身就是以 SSR 服务器端渲染内容为主，在 SEO 优化上就本身就具有得天独厚的条件与优点，也因此 WordPress 在架设网站仍占有一席之地。

静态页面生成 (Static Site Generation, SSG)

SSG (Static Site Generation) 顾名思义就是产生静态页面的技术，使用 SSG 技术的网站通常在编译打包时期就会连带编译产出静态网页，因此 SSG 非常适合做内容不大会变动的静态网站，这些编译出来的页面也能上 CDN 被快取，不过也会因为网站大小而导致因为打包的时间可能过长，且在页面内容需要改变，就必须要重新编译打包，所以没办法像`` CSR ``或`` SSR ``具有动态内容的弹性。虽然 SSG 有一些缺点与劣势，但也有 ISR (Incremental Static Regeneration) 等技术来解决。

CSR、SSR 与 SSG 的优缺点

客户端渲染 (Client-Side Rendering, CSR)

优点

1. 跳转页面时，不再需要由伺服器重新渲染整个页面，前端框架会帮我们实现部分元素更新，用户体验较佳。

2. 实现前后端分离，让前端能更专注 UI 开发，后端专注 API。

3. 因为渲染工作皆在客户端完成，服务器负担也较小。

缺点

1. 首次进入网站时，可能需要较长的下载 JS 与加载渲染时间会有白画面问题。

2. 不利于 SEO，搜索引擎爬虫搜集资料时多数不执行 JS 或页面过于复杂，而导致无法获得初始网页数据；搜索引擎对于 CSR 虽有解决方案，但是仍不够友善。

服务器端渲染 (Server-Side Rendering, SSR)

优点

1. 有利于 SEO，首次进入网站时，网页`` HTML ``就已经在服务器端渲染生成完毕，搜索引擎爬虫便能准确抓取最终网页数据。

缺点

1. 跳转页面时，网页都需要再重载，导致用户体验较差。

2. 因为渲染工作皆在伺服端完成，所以每次都需要重新取得整个页面的 API 的数据与渲染，对于服务器负担也较大。

静态页面生成 (Static Site Generation, SSG)

优点

1. 打包编译时产生出网页原始码 HTML 档案，即静态资源文件，因此能很好的搭 CDN 缓存来减轻服务器负担。

2. 有利于 SEO，因为打包编译时产生出网页原始码`` HTML ``档案，正是可以让搜索引擎爬虫解析的完整网页数据。

缺点

1. 如果页面经常变动，就得再一次打包编译，重新产生出新的一份网页原始码 HTML 档案。

后端渲染再加上前端渲染行不行？

综合上述，如果采用 SSR 渲染出首次进入富含信息的网页 HTML，再让前端加载 Vue 做 CSR 让其后续可以动态的取得数据更新画面，那不就可以完美解决 SPA 常见的首页白画面或 SEO 优化问题了吗？

没有错！这就是所谓的 SSR + SPA 也是目前常见的解决方案，而且透过前端 SSR 框架如 React 的 Next.js 或是本系列要介绍的 Nuxt 框架，就能同时兼具 SPA 的使用者体验与 SSR 的 SEO 优化。

我们的网站运作流程就会变成：

1. 浏览器首次进入网站，对服务器发出请求。

2. 由 Nuxt 接手请求，接着负责从数据库数据或打 API 取得该页面需要的数据，如文章的标题、内容。

3. 接着将数据结合并渲染出 HTML，并将网页 HTML 回传给前端。

4. 前端浏览器收到的请求回应 HTML，将绘制出网页画面，并从 SSR 切换成 SPA 让前端接手渲染工作。

5. 使用者与网页进行互动，如切换页面需要加载更多数据时，网页从前端以 AJAX 发送 API 请求，再仅针对部分元素进行渲染 HTML 与触发浏览器画面更新。

虽然采用 SSR 的框架进行开发，势必会有更耗费资源与效能的代价，但针对实务上的需求，这种方式仍是多数人所采纳的解决方案。

小结

下一篇将为大家介绍基于 Vue 3 的框架 Nuxt 3，来更好更简单实现 SSR 或 SSG。

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