Vue SSR 即时编译技术

GitHub: vue-ssr-jit

当我们在服务端渲染 Vue 应用时,无论服务器执行多少次渲染,大部分 VNode 渲染出的字符串是不变的,它们有一些来自于模板的静态 html,另一些则来自模板动态渲染的节点(虽然在客户端动态节点有可能会变化,但是在服务端它们是不变的)。将这两种类型的节点提取出来,仅在服务端渲染真正动态的节点(serverPrefetch 预取数据相关联的节点),可以显著的提升服务端的渲染性能。

提取模板中静态的 html 只需在编译期对模板结构做解析,而判断动态节点在服务端渲染阶段是否为静态,需在运行时对 VNode 做 Diff,将动态节点转化成静态 html 需要修改渲染函数的源代码,我们将这种在运行时优化服务端渲染函数的技术称作 SSR 即时编译技术(JIT)。

JIT Diff 算法

首要面对的问题是如何 Diff,完成这项工作需要两个 VNode,其中一个通过 serverPrefetch / asyncData 载入动态数据,我们称之为 Dynamic VNode,另一个未载入任何数据,我们称之为 Static VNode。我们做了一个大胆的假设,对任何用户来说,Static VNode 渲染出的 html 是一致的,并且 Static VNode 是 Dynamic VNode 的子集,不同用户的差异点在 Static VNode 相对 Dynamic VNode 的补集当中。

complementary-set.png

以上假设对绝大部分的 Web 应用都是成立的,某些意料之外的情况将在文末做讨论

Diff 的核心在于从 Staitc VNode 中标记 Dynamic VNode,下一次仅渲染被标记的 Dynamic VNode,Diff 算法的技术示意图如下所示

diff.gif

优化前的 Dynamic VNode 渲染流程图如下

before.gif

优化后的 Dynamic VNode 渲染流程图如下

after.gif

如何修改渲染函数的源代码

修改渲染函数的难点在于如何建立 VNode 与源代码的对应关系,否则我们无从得知需要优化的节点是哪段代码生成的,这看起来非常困难。幸运的是 Vue 的模板语法提供了很不错的约束,内置的编译引擎也确保了渲染函数代码结构可预测。

如下模板代码编译生成的渲染函数结构是有章可循的

<template>
  <div>
    <static-view/>
    <dynamic-view/>
  </div>
</template>
_c("div", [
  _c("static-view"),
  _c("dynamic-view")
], 1)

执行 _c(xxx) 会生成一个 VNode 节点,解析 _c(xxx) 会生成一个固定结构的 AST,将 AST 与 VNode 做绑定,如果当前 VNode 为静态节点,则修改对应的 AST,VNode 树遍历结束后再将 AST 转化成可执行的代码,代码里便有了我们对 VNode 做的优化。详细的技术实现可参考项目中的 patch.jspatch-context.js 文件。

如下流程图演示了修改渲染函数源代码的过程

ast.png

一个简单的例子如下

<template>
  <div>
    <router-link to="/">{{name}}</router-link>
    <router-view></router-view>
  </div>
</template>

<script>
export default {
  data() {
    return {
      name: 'vue-ssr-jit'
    }
  }
}
</script>

官方编译器生成的代码:

_c("div", [
  _c("router-link", {attrs: { to: "/" }}, [
    _vm._v(_vm._s(_vm.name))
  ]),
  _c("router-view")
], 1)

使用 SSR 即时编译生成的代码:

_c("div", [
  _vm._ssrNode(
    "<a href=\"/\" class=\"router-link-active\">vue-ssr-jit</a>"
  ),
  _c("router-view")
], 1);

用法

npm install --save vue-ssr-jit
const { createBundleRenderer } = require('vue-ssr-jit')

createBundleRenderer 与官方同名函数接口一致,参考 vue ssr 指南

推荐使用 serverPrefetch 预取数据,也支持使用 asyncData 预取数据,参考 demo

哪些场景会导致优化失败

cookie

不要在服务端渲染周期内使用 cookie,除非你确定此数据与用户无关。可以在 serverPrefetch / asyncData 方法内使用 cookie,服务端渲染周期结束后也可以被使用,例如:mountedupdated 等等。

不推荐用法

data() {
  let cookie = cookie;
  try {
    cookie = document.cookie;
  } catch(e) {
    cookie = global.xxx.cookie;
  }
  return {
    cookie
  };
},

推荐用法

mounted() {
  this.cookie = document.cookie;
},

v-for

v-for 指令建议用 dom 元素单独包裹,不建议和其他组件并排使用,由于 for 循环会扰乱抽象语法树与 VNode 节点的对应关系,除非 v-for 指令所在的整个节点层级全为静态,否则将不会对包含 v-for 指令的层级及子级做优化。

不推荐用法

<template>
  <div>
    <div v-for="item in items" :key="item.id">{{item.value}}</div>
    <static-view></static-view>
  </div>
</template>

推荐用法

<template>
  <div>
    <div>
      <div v-for="item in items" :key="item.id">{{item.value}}</div>
    </div>
    <static-view></static-view>
  </div>
</template>

闭包

某些场景下,渲染函数引用了闭包变量,同时这个闭包变量又影响着一个动态的节点,通过 ast 逆向生成的渲染函数暂时无法追踪到之前的闭包引用,执行时会因找不到变量而报错,碰到这种情况,解析引擎将放弃当前组件的 ast 优化,转而使用优化前的渲染函数。

不推荐用法:

<template>
  <img :src="require(`@/assets/${img}`)" >
</template>

推荐用法:

<template>
  <img :src="getImgUrl(img)" >
</template>
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