CSR（Client Side Rendering）网页首帧优化总结

[Genluo]

前言

我们发现随着javascript的出现优化前端开发流程，同时也为前端开发带来新的问题，一个典型的问题就是使用CSR（客户端渲染）出现的首屏白屏问题，首屏白屏将极大的影响用户的操作体验所以为了解决这个问题，我们分析react实现和浏览器渲染页面的相关过程，我们提出如下几种解决方案：

• 预渲染
• SSR
• 同构

下面我们将依次介绍这几种解决方案，通过对比这几种方法，我们找出最适合项目的解决方案。

CSR（Client Side Rendering）

CSR就是：html 仅仅作为静态文件，客户端端在请求时，服务端不做任何处理，直接以原文件的形式返回给客户端客户端，然后根据 html 上的 JavaScript，生成 DOM 插入 html，这就是问题产生的根源，因为浏览器需要执行js才能生成DOM并且将产生的DOM插入到html，但是结合网络性能和客户端渲染相关规则，所以造成首屏白屏问题，为了解决这个问题，我们将通过几种方法来解决这个问题，但是为什么不直接选择不使用CSR？

为什么不直接不是使用CSR方案？

• 首先白屏问题只产生在第一次打开页面的时候，不是普遍现象
• 这是一种前后端分离的手段，可以使得前端专注于UI，后端专注于逻辑
• 这种前端有更大的作为，因为可以局部进行刷新，可以实现单页应用，预加载等提升页面性能，提高用户体验
• 可以降低服务器压力，并且部署比较简单，节约服务器成本
• 为日后有可能进行全端开发留下余地

SSR（server side render）

这种指传统的 ASP、Java 或 PHP 的渲染机制；比如说cnode.js这个项目，这个和客户端渲染中的同构渲染是两个不同的概念，一个对应的是传统 Java、PHP 或 ASP 的渲染机制，另一种则是使用 node.js（理论上可以使用其他语言）把在客户端使用的组件在服务端渲染成 HTML 文本。

服务器端渲染的有优点

• 服务端渲染可以做到更细粒度的缓存控制（页面上公共的部分一次渲染后后续直接输出）
• 服务端渲染不用关心浏览器兼容性问题
• 服务端渲染不需要先下载一堆 js 和 css 后才能看到页面（首屏性能）
• 对于电量不给力的手机或平板，减少在客户端的电量消耗很重要

预渲染

这里主要说下美团网 - 最佳实践，下面是美团网预渲染流程图

我们将整个页面整个页面渲染分成三个部分，FP(First Paint)、FCP(First Contentful Paint)、FMP(First Meaningful Paint)，常规CSR三个阶段中FP通常只有一个根节点，FCP阶段包含页面的基本框架，但是没有数据内容，FMP阶段通常包含页面所有元素及其数据。CSR出现的白屏问题就是在FP阶段出现的问题，如果我们能将FCP或者FMP渲染生成的html文档提前到FP阶段进行渲染，用户就能够看到页面框架，也就不会出现相应的白屏问题。- 预渲染思路

为了实现这种预先渲染的方案，那么我们需要使用node作中间层，在项目构建编译时，完成对原始模板的更新和替换，整个项目的流程入下：

开发阶段：

• 通过 TypeScript 的装饰器单行引入预渲染构建触发的方法。
• 发布前修改编译构建的配置文件。

发布阶段：

• 先进行常规的项目构建
• 若有预渲染相关配置，则触发预渲染构建
• 通过预渲染得到最终的文件，并完成发布上线动作

自己的思考

但是我认为这种方式治标不治本，因为我们通过将FCP阶段产生的内容提前到FP阶段中，但是这种方式并不能和动态数据进行交互，所以如果整个页面都是静态数据，那么这种方式是完美的，但是如果整个页面或者页面的部分是需要获取动态数据的，那么这样我们发现这种开发方式并不是十分完美的，因为仍有可能造成页面因为数据而抖动，所以我认为预渲染并没有在本质上解决这个问题。

同构

同构是为了解决CSR遇见的问题才出现的，同构是14年出现，成为当时框架一大亮点，同构是针对单页应用SEO优化乏力，首屏速度瓶颈等问题而产生的解决方案，近年来在react和Vue等前端技术栈中都得到了支持，同构是客户端首次请求进行服务器端渲染，结合缓存处理来解决首屏速度瓶颈问题。

React实现同构的过程

核心是React中拥有虚拟DOM的概念，因为存在虚拟DOM，所以React可以脱离浏览器进行渲染，相关流程如下：

服务器端渲染需要把React的初次渲染放到服务器，让React帮我们把业务Component翻译成string类似的DOM，然后通过IO返回给到客户端。

我们来看 React 官方给我们提供的服务端渲染的API：

• React.renderToString 是把 React 元素转成一个 HTML 字符串，因为服务端渲染已经标识了 reactid，所以在浏览器端再次渲染，React 只是做事件绑定，而不会将所有的 DOM 树重新渲染，这样能带来高性能的页面首次加载！同构黑魔法主要从这个 API 而来。
• React.renderToStaticMarkup，这个 API 相当于一个简化版的 renderToString，如果你的应用基本上是静态文本，建议用这个方法，少了一大批的 reactid，DOM 树自然精简了，在 IO 流传输上节省一部分流量。

配合 renderToString 和 renderToStaticMarkup 使用，createElement 返回的 ReactElement 作为参数传递给前面两个方法。那么我们要实现同构渲染主要解决这几个问题：

实现React作为服务器端渲染的中间件

首先为了实现服务器端渲染需要封装一个中间件，实现React的后端渲染，调用React的服务器端渲染方法生成对应的字符串，然后组装放回给客户端请求。

实现React-router 和后端router统一

实现异步数据的处理

同构带来的好处：

1. 有助于 SEO
2. 共用前端代码，节省开发时间
3. 提高首屏性能

同构带来的坏处：

1. 性能
2. 不容忽视的服务器端和浏览器环境差异
3. 内存溢出
4. 异步操作
5. simple store（redux）

总结

同构这种方式结合CSR和SSR的所有优点，但是也带来新的问题，并且在大型项目中存在一个严重的问题就是Node中很容易成为性能瓶颈，所以大型项目一般不采用同构渲染

自己理想的方式

理想的方式将预渲染和视觉优化结合起来进行预分析，不要使用同构方法，同构的方法带来的问题很大，对于整个项目侵入性很大，

视觉优化

其实针对上述白屏问题，我们也可以通过视觉进行优化，比如可以通过

1. 分拆打包
2. 交互优化：使用loading的效果、Skeleton Screen 效果
3. 部分同构化处理

Next.js 优化总结

Next.js 是时下非常流行的基于 React 的同构开发框架。作者之一就是大名鼎鼎的 Socket.io 的作者 Guillermo Rauch。它有以下几个亮点特别吸引我：

1. 巧妙地用标准化的解决了请求的问题。同构和页面开发类似，异步是个大难题，异步中难点又在接口请求。Next.js 给组件新增了 getInitialProps 方法来专门处理初始化请求，再也不用手动往页面上塞 DATA 和调用 ReactDOMServer.renderToString
2. 使用 styled-jsx 解决了 css-in-js 的问题。这种方案虽然不像 styled-component 那样强大，但足够简单，可以说是最小的成本解决了问题
3. Fast by default。页面默认拆分文件方式打包，支持Prefetch页面预加载

相关资料

• 构建时预渲染：网页首帧优化实践
• 精读前后端渲染之争
• React 同构实践与思考

[Genluo]

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