12、探索全栈 Angular 与服务器渲染的奥秘

探索全栈 Angular 与服务器渲染的奥秘

在当今的 Web 开发领域，构建高性能、用户体验良好且具备搜索引擎友好性的网站是众多开发者的追求。本文将深入探讨全栈 Angular 开发以及服务器渲染的相关内容，为你揭示其中的技术细节和优势。

1. 性能优化与服务器渲染

在服务器端进行工作时，无论同步还是异步操作，完成同等工作量所需的时间基本相同。不过，组件记忆化和模板化能够减少后续重新渲染相同组件时的 CPU 总时间。这些渲染优化手段可以与异步渲染等其他性能增强方法结合使用。

例如，在某些电商网站中，当用户频繁访问同一类商品页面时，通过组件记忆化可以避免重复的计算和渲染，从而显著提升页面的响应速度。

2. 全栈 Angular 开发的挑战与解决方案

在 2012 年 12 月加入 GetHuman 后，面临的首要任务是构建一个丰富、实时的旗舰网站 GetHuman.com。这一挑战在于如何将客户端 JavaScript 应用与搜索引擎友好、高性能的网站相结合。

当时常见的解决方案有 Rails 式方法和基于无头浏览器的方法，但都存在明显的缺点：
- Rails 式方法 ：构建服务端网站并在各页面添加少量 JavaScript。虽然在 SEO 和性能方面表现出色，但无法充分利用客户端的高级功能，用户体验更接近传统网站。如一些新闻资讯类网站采用这种方式，页面加载速度较快，但交互性较差。
- 基于无头浏览器的方法 ：使用 PhantomJS 等无头浏览器缓存客户端应用视图的快照。然而，这类浏览器在运行时速度慢，且对于拥有数十万页面的网站来说，资源消耗过大。

为了解决这些问题，引入了同构 JavaScript 的概念。同构 JavaScript 应用可以在客户端和服务器端同时运行，结合了传统服务器端渲染和客户端应用逻辑的优势。

3. 实现同构 Angular

在尝试实现服务器端渲染时，对于 Backbone 框架，Spike 创建了 Rendr 库。而对于 Angular，由于其与 DOM 紧密耦合，实现服务器端渲染有两种方式：
- 模拟所有客户端 DOM 对象，如 window 和浏览器。
- 创建一个应用程序可以依赖的高级 API。

最终采用了第一种方式，构建了一个类似于 Rendr 的抽象层，创建了 Jangular 库，实现了 Angular 应用在服务器端的渲染。新的 GetHuman.com 在高负载下也能几乎立即渲染服务器视图，几秒钟后 Angular 客户端接管页面，实现实时功能。

但 Jangular 也存在一些问题：
- 仅支持 Angular 的一部分功能。
- 强制遵循严格的约定，如特定的文件夹层次结构、文件命名标准和代码结构。

4. 服务器渲染的用例

服务器渲染对于客户端 Web 应用具有重要意义，以下是几个常见的用例：
| 用例 | 说明 |
| ---- | ---- |
| 感知加载时间 | 客户端 Web 应用的初始加载通常较慢，服务器渲染可以降低用户对初始页面加载时间的感知，让用户在一秒内看到真实内容。例如，在移动设备上访问一些简单的 Angular 1.x 应用，平均初始页面加载时间为 3 - 4 秒，而服务器渲染可以显著缩短这个时间。 |
| SEO | 虽然 Google 搜索爬虫在索引客户端渲染内容方面不断改进，但对于注重搜索排名的消费类应用，服务器渲染仍然是必要的。因为爬虫并不完美，可能无法准确索引某些内容，而服务器渲染可以让爬虫准确确定用户看到内容的时间。例如，在搜索“平板电视”等关键词时，服务器渲染的网站往往排名更靠前。 |
| 浏览器支持 | 使用 Web Components 等高级 Web 技术时，很难支持旧版浏览器。服务器渲染可以通过将某些富客户端行为替换为服务器端行为，在支持旧版浏览器的同时，让开发者利用最新的 Web 平台。例如，对于一些主要提供信息的应用，旧版浏览器用户可以看到完全由服务器渲染的网站，而现代浏览器用户则可以享受完整的客户端应用。 |
| 链接预览 | 显示网站链接预览的程序依赖于服务器渲染。由于捕获客户端渲染网页的复杂性，这些程序在可预见的未来可能仍将依赖服务器渲染。例如，在社交媒体平台上分享链接时，链接预览的生成需要服务器渲染提供准确的页面信息。 |

5. 解决 Web 应用差距的方案

“Web 应用差距”指的是用户发出 URL 请求到在浏览器中看到功能完整的可见网页之间的时间。对于大多数客户端 Web 应用，这个差距可能达到 3 - 7 秒甚至更长，这会导致用户放弃页面。为了消除这个差距，有以下四种潜在解决方案：
- 缩短差距 ：通过多种性能优化方法，如压缩客户端 JavaScript 或利用缓存。但网络带宽、客户端设备性能等因素是无法控制的。
- 懒加载 ：减少初始请求的负载，只返回初始视图所需的内容。然而，这种方法设置困难，目前缺乏有效的库或框架支持。
- 服务工作者 ：使用应用程序外壳架构，让服务工作者在浏览器中下载和缓存所有资源。但初始渲染可能仍然较慢，且并非所有浏览器都支持服务工作者。
- 服务器渲染 ：初始服务器响应包含完全渲染的页面，用户可以立即看到内容，客户端应用在后台加载。这种解决方案在 Angular 2 中已内置。

6. Angular 2 渲染架构

Angular 2 的服务器渲染架构主要由以下几个部分组成：

graph LR
    A[Angular 2 应用] --> B[应用层]
    B --> C[渲染层]
    C --> D[DomRenderer/ServerDomRenderer]

• Angular 2 应用 ：开发者编写的自定义代码，与 Angular 2 应用层 API 交互。
• 应用层 ：不依赖于任何特定环境，可以在浏览器、服务器或移动设备上运行。该层负责运行组件、进行 HTTP 调用和“编译”应用，输出包含绑定和 ProtoView 的组件树。
• 渲染层 ：分为公共接口和具体的渲染器。默认的渲染器是 DomRenderer，输出到浏览器 DOM；服务器渲染时使用 ServerDomRenderer，输出 HTML 字符串。

在代码中，为了让 Angular 2 应用在服务器端渲染，不能直接引用任何 DOM 对象。例如，应使用 Angular 2 API 中的 Window 类，而不是全局的 window 对象。

7. Preboot 库解决用户事件问题

在服务器渲染视图和客户端接管之间的时间内，用户与页面的交互可能会出现问题，特别是在表单操作中。常见的解决方案有：
- 不使用服务器渲染处理客户端表单。
- 在客户端初始化完成之前禁用表单元素。

为了解决这些问题，创建了 Preboot 库，它可以在客户端接管之前处理服务器视图中的用户事件，确保客户端初始化完成后能够无缝处理这些事件。例如，用户在服务器渲染的表单中输入信息或点击按钮，Preboot 可以记录这些操作，待客户端接管后继续执行。

综上所述，全栈 Angular 开发和服务器渲染为构建高性能、用户体验良好的 Web 应用提供了有效的解决方案。通过合理运用同构 JavaScript、服务器渲染架构和相关库，可以克服传统开发方法的缺点，满足现代 Web 应用的需求。未来，随着技术的不断发展，这些方法将在更多的项目中得到应用和优化。

无论是对于开发者提升技能，还是企业提升网站的竞争力，深入理解和掌握这些技术都具有重要意义。如果你对这些技术感兴趣，不妨积极探索相关的实践和应用，为 Web 开发领域贡献自己的力量。

探索全栈 Angular 与服务器渲染的奥秘

8. 服务器渲染的优势总结

服务器渲染为客户端 Web 应用带来了多方面的显著优势，以下通过表格形式进行总结：
| 优势 | 详细说明 |
| ---- | ---- |
| 性能提升 | 降低用户对初始页面加载时间的感知，让用户更快看到内容，减少等待时间，提高用户体验。例如在移动设备上，能将初始加载时间从 3 - 4 秒缩短至更短。 |
| 搜索引擎优化 | 帮助搜索引擎爬虫更准确地索引页面内容，提高网站在搜索结果中的排名，增加网站的曝光度。如在搜索热门商品关键词时，服务器渲染的网站更易获得靠前排名。 |
| 浏览器兼容性 | 可以在支持旧版浏览器的同时，让开发者使用最新的 Web 技术，扩大应用的受众范围。例如对于一些需要兼容 IE8 的应用，能提供合适的解决方案。 |
| 链接预览支持 | 确保在社交媒体等平台上分享链接时，能正确显示页面预览信息，提高内容传播的效果。 |

9. 全栈 Angular 开发的关键技术点分析

在全栈 Angular 开发中，有几个关键的技术点需要深入理解和掌握：
- 同构 JavaScript 的运用 ：实现客户端和服务器端代码的复用，减少开发成本和维护难度。通过创建抽象层，如 Jangular 库，解决 Angular 与 DOM 紧密耦合的问题，实现服务器端渲染。
- Angular 2 渲染架构 ：了解应用层和渲染层的工作原理，以及不同渲染器的使用。应用层独立于特定环境，渲染层通过不同的渲染器输出到不同的目标，如浏览器 DOM 或 HTML 字符串。
- Preboot 库的使用 ：处理服务器渲染视图和客户端接管之间的用户事件，保证用户交互的连续性和无缝性。

10. 操作步骤总结

以下是实现全栈 Angular 应用服务器渲染的关键操作步骤：
1. 选择合适的框架和库 ：根据项目需求，选择 Angular 框架，并考虑使用同构 JavaScript 实现服务器渲染。可以参考 Jangular 库的实现方式，构建抽象层。
2. 构建应用层 ：编写与 Angular 2 应用层 API 交互的代码，确保代码不依赖于特定环境。应用层负责组件的运行、HTTP 调用和应用的编译。
3. 配置渲染层 ：根据需求选择合适的渲染器。在服务器端渲染时，使用 ServerDomRenderer 输出 HTML 字符串；在客户端使用 DomRenderer 输出到浏览器 DOM。
4. 处理用户事件 ：引入 Preboot 库，处理服务器渲染视图和客户端接管之间的用户事件，确保用户交互的流畅性。

11. 未来发展趋势

随着 Web 技术的不断发展，全栈 Angular 开发和服务器渲染将呈现以下发展趋势：
- 技术的融合 ：与其他新兴技术如人工智能、机器学习等融合，为用户提供更智能、个性化的体验。
- 性能的进一步提升 ：通过优化算法和架构，进一步缩短页面加载时间，提高应用的响应速度。
- 更广泛的应用场景 ：在更多领域得到应用，如金融、医疗等对性能和安全性要求较高的行业。

12. 总结与展望

全栈 Angular 开发结合服务器渲染为 Web 开发带来了新的机遇和挑战。通过合理运用同构 JavaScript、Angular 2 渲染架构和 Preboot 库等技术，可以构建出高性能、用户体验良好的 Web 应用。

在未来的开发中，开发者需要不断学习和掌握新的技术，紧跟技术发展的趋势，以满足不断变化的市场需求。同时，企业也应积极采用这些先进的技术，提升网站的竞争力，为用户提供更好的服务。

希望本文能为对全栈 Angular 开发和服务器渲染感兴趣的开发者提供有价值的参考，鼓励大家积极探索和实践，共同推动 Web 开发领域的发展。

graph LR
    A[选择框架和库] --> B[构建应用层]
    B --> C[配置渲染层]
    C --> D[处理用户事件]
    D --> E[持续优化与发展]

以上流程图展示了实现全栈 Angular 应用服务器渲染的主要步骤以及持续发展的过程。从选择合适的框架和库开始，逐步构建应用层、配置渲染层、处理用户事件，最后持续优化和适应未来的发展趋势。