server side rendering что это
Server-Side Rendering с нуля до профи
Проблема
Главной проблемой Single Page приложений является то, что сервер отдает клиенту пустую HTML страницу. Её формирование происходит только после того как весь JS будет скачан (это весь ваш код, библиотеки, фреймверк). Это в большинстве случаев более 2-х мегабайт размера + задержки на обработку кода.
Даже если Google-бот умеет выполнять JS, он получает контент только спустя некоторое время, критичное для ранжирования сайта. Google-бот попросту видит пустую страницу несколько секунд! Это плохо!
Google начинает выдавать красные карты если ваш сайт рендерится более 3-х секунд. First Contentful Paint, Time to Interactive — это метрики которые будут занижены при Single Page Application. Подробнее читайте здесь.
Также есть менее продвинутые поисковые системы, которые попросту не умеют работать с JS. В них Single Page Application не будут индексироваться.
На ранжирование сайта еще влияет множество факторов, часть из них мы разберем далее в этой статье.
Рендеринг
Существует несколько путей как решить проблему пустой странички при загрузке, рассмотрим несколько из них:
Static Site Generation (SSG). Сделать пререндер сайта перед тем как его загрузить на сервер. Очень простое и эффективное решение. Отлично подходит для простых веб страничек, без взаимодействия с backend API.
Server-Side Rendering (SSR). Рендерить контент в рантайме на сервере. При таком подходе мы сможем делать запросы backend API и отдавать HTML вместе с необходимым содержимым.
Server-Side Rendering (SSR)
Рассмотрим подробнее, как работает SSR:
Из вышеописанной работы SSR приложения мы можем выделить проблемы:
Это маленькая библиотека которая способна решить проблемы асинхронной обработки запросов к данным а также синхронизации состояния с сервера на клиент. Это не “очередной убийца Next.JS”, нет! Next.JS прекрасный фреймверк имеющий множество возможностей, но чтобы его использовать вам придется почти полностью переписать ваше приложение и следовать правилам Next.JS.
Посмотрим на примере, как просто перенести обычное SPA приложение на SSR.
К примеру, у нас есть простейшее приложение с асинхронной логикой.
Данный код рендерит список выполненных задач, используя сервис jsonplaceholder для эмуляции взаимодействия с API.
Сделаем данное приложение SSR!
Шаг 1. Установка зависимостей
Для установки iSSR нужно выполнить:
Для настройки базовой билд системы установим:
Один из неочевидных моментов разработки SSR приложений является то, что некоторые API и библиотеки могут работать на клиенте но не работать на сервере. Одним из таких API является fetch. Данный метод отсутствует в nodejs где будет выполняться серверная логика нашего приложения. Для того, чтобы у нас приложение работало одинаково установим пакет:
Для сервера будем использовать express, но это не важно, можно использовать любой другой фреймверк:
Добавим модуль для сериализации состояния приложения на сервере:
Шаг 2. Настройка webpack.config.js
Шаг 3. Модификация кода
Вынесем общую логику нашего приложения в отдельный файл App.jsx. Это нужно для того, чтобы в файлах client.jsx и server.jsx осталась только логика рендеринга, ничего больше. Таким образом весь код приложения у нас будет общий.
Мы поменяли стандартный render метод React на hydrate, который работает для SSR приложений.
В коде сервера обратите внимание, что мы должны расшаривать папку с собранным SPA приложением webpack:
app.use(express.static(‘public’));
Таким образом, полученный с сервера HTML будет работать далее как обычный SPA
Шаг 4. Обработка асинхронности
Мы разделили логику вынеся общую часть, подключили компилятор для клиент и сервер частей приложения. Теперь решим остальные проблемы связанные с асинхронными вызовами и состоянием.
Для обработки асинхронных операций их нужно обернуть в хук useSsrEffect из пакета @issr/core:
В server.jsx заменим стандартный renderToString на serverRender из пакета @issr/core:
Если запустить приложение сейчас, то ничего не произойдет! Мы не увидим результата выполнения асинхронной функции getTodos. Почему так происходит? Мы забыли синхронизировать состояние. Давайте исправим это.
В App.jsx заменим стандартный setState на useSsrState из пакета @issr/core:
Внесем изменения в client.jsx для синхронизации состояния переданного с сервера на клиент:
window.SSR_DATA — это объект, переданный с сервера с кешированнным состоянием, для синхронизации на клиенте.
Сделаем передачу состояние на сервере:
Обратите внимание, что функция serverRender передает не только HTML, но и состояние, которое прошло через useSsrState, мы его передаем на клиент, в качестве глобальной переменной SSR_DATA. На клиенте, данное состояние будет автоматически синхронизировано.
Шаг 5. Билд скрипты
Осталось добавить скрипты запуска в package.json:
Redux и прочие State Management библиотеки
iSSR отлично поддерживает разные state management библиотеки. В ходе работы над iSSR я заметил, что React State Management библиотеки делятся на 2 типа:
Мы не будем рассматривать этот пример так детально как предыдущий. Ознакомится с полным кодом можно по ссылке.
Redux Saga
*Для лучшего понимания происходящего, читайте предыдущую главу
Сервер запускает наше приложение через serverRender, код выполняется последовательно, выполняя все операции useSsrEffect.
Концептуально Redux работая с сагами не выполняет никаких асинхронных операций. Наша задача отправить action для старта асинхронной операции в слое Саг, отдельных от нашего react-flow. В примере по ссылке выше, в контейнере Redux мы выполняем
Это не асинхронная операция! Но iSSR понимает, что что то произошло в системе. iSSR будет идти по остальным React компонентам выполняя все useSsrEffect если таковые будут и по завершению iSSR вызовет каллбек:
Таким образом мы можем обрабатывать асинхронные операции не только на уровне с React но и на других уровнях, в данном случае мы в начале поставили на выполнение нужные нам саги, после чего в callback serverRender запустили и дождались их окончания.
Я подготовил много примеров использования iSSR, вы можете их найти по ссылке.
SSR трюки
На пути в разработке SSR приложений существуют множество проблем. Проблема асинхронных операций это только одна из них. Давайте посмотрим на другие распространенные проблемы.
HTML Meta Tags для SSR
Немаловажным аспектом в разработке SSR является использование правильных HTML meta tags. Они сообщают поисковому боту ключевую информацию на странице.
Для реализации данной задачи рекомендую использовать один из модулей:
React-Helmet-Async
React-Meta-Tags
Я подготовил несколько примеров:
React-Helmet-Async
React-Meta-Tags
Dynamic Imports
Чтобы снизить размер финального бандла приложения, принято приложение делить на части. Например dynamic imports webpack позволяет автоматически разбить приложение. Мы можем вынести отдельные страницы в чанки или блоки. При SSR мы должны уметь обрабатывать данные фрагменты приложения как одно целое. Для этого рекомендую использовать замечательный модуль @loadable
Dummies
Некоторые компоненты или фрагменты страницы можно не рендерить на сервере. Например, если у вас есть пост и комментарии, не целесообразно обрабатывать обе асинхронные операции. Данные поста более приоритетны чем комментарии к нему, именно эти данные формируют SEO нагрузку вашего приложения. По этому мы можем исключать не важные части при помощи проверок типа:
localStorage, хранение данных
NodeJS не поддерживает localStorage. Для хранения сессионных данных мы используем cookie вместо localStorage. Файлы cookie отправляются автоматически по каждому запросу. Файлы cookie имеют ограничения, например:
React Server Components
React Server Components возможно будет хорошим дополнением для SSR. Его идеей является снижение нагрузки на Bundle за счет выполнения компонент на сервере и выдачи готового JSON React дерева. Нечто подобное мы видели в Next.JS. Читайте подробнее по ссылке
Роутинг
React Router из коробки поддерживает SSR. Отличие в том, что на server используется StaticRouter с переданным текущим URL, а на клиенте Router определяет URL автоматически при помощи location API. Пример
Debugging
Дебаг на сервере может выполняться также как и любой дебаг node.js приложений через inpsect.
Для этого нужно добавить в webpack.config для nodejs приложения:
devtool: ‘source-map’
А в настройки NodemonPlugin:
Также, для улучшения работы с source map можно добавить модуль
В nodeArgs опций NodemonPlugin добавить:
‘—require=«source-map-support/register»’
Пример
Next.JS
Если вы создаете приложение с нуля, рекомендую обратить внимание на данный фреймверк. Это самое популярное решение на данный момент для создания с нуля приложений с поддержкой SSR. Из плюсов можно выделить то, что все идет из коробки (билд система, роутер). Из минусов — необходимо переписывать существующее приложение, использовать подходы Next.JS.
SEO это не только SSR!
Критерии Google бота для SEO оптимизации включают множество метрик. Рендер данных, получение первого байта и т.д. это лишь часть метрик! При SEO оптимизации приложения необходимо минимизировать вес картинок, бандла, грамотно использовать HTML теги и HTML мета теги и прочее.
Для проверки вашего сайта при SEO оптимизации можно воспользоваться:
Рендеринг в веб
о переводе
Наше понимание в этой области основано на нашей работе с Chrome, и контактировании с большими сайтами в течение последних нескольких лет. В общем, мы хотим вдохновить разработчиков рассмотреть использование серверного рендеринга или статического рендеринга с полноценной регидратацией.
Чтобы лучше понимать архитектуры, из которых мы выбираем, когда принимаем решение, нам необходимо иметь четкое понимание каждого подхода и последовательную терминологию, которую мы будем использовать, когда говорим о них. Различия между этими подходами помогают проиллюстрировать компромиссы при рендеринге в вебе через призму производительности.
Терминология
Рендеринг
Rehydration (регидратация): «загрузка» JavaScript отображениий на клиенте таким образом, чтобы они повторно использовали отрендеренное на сервере DOM-дерево и данные HTML-а
Prerendering (пре-рендеринг): выполнение клиентского приложения во время сборки для захвата его начального состояния в виде статического HTML.
Performance
Server Rendering (Серверный рендеринг)
Серверный рендеринг генерирует полный HTML страницы на сервере в ответ на навигацию. Это позволяет избежать дополнительных проходов для получения данных и шаблонов на клиенте, так как это выполняется до того, как браузер получает ответ..
Серверный рендеринг обычно даёт быстрый First Paint (FP) и First Contentful Paint (FCP). Выполнение логики страницы и её рендеринг на сервере позволяют избежать отправки большого количества JavaScript клиенту, что помогает достичь быстрого Time to Interactive (TTI). Это имеет смысл потому, что при серверном рендеринге вы на самом деле просто посылаете текст и ссылки в браузер пользователя. Такой подход может хорошо работать для широкого спектра устройств и сетевых условий и открывает интересные возможности для оптимизации браузера, например можно выполнять разбор потоковых (streaming) документов.
При серверном рендеринге пользователи вряд ли будут вынуждены ждать, пока CPU-зависимый JavaScript будет выполнен, прежде чем они смогут использовать ваш сайт. Даже когда стороннего JS не избежать, использование серверного рендеринга для уменьшения собственных JS costs (JS затрат) может дать вам больше «budget» (бюжета) для остального. Однако, есть один основной недостаток такого подхода: генерация страниц на сервере занимает время, что часто может привести к замедлению Time to First Byte (TTFB).
Достаточно ли серверного рендеринга для вашего приложения, во многом зависит от того, какое приложение вы строите. Существует давняя дискуссия о правильности применения серверного рендеринга вместо клиентского рендеринга, но важно помнить, что вы можете использовать серверный рендеринг для одних страниц, а для других нет. Некоторые сайты с успехом переняли гибридный рендеринг. Netflix делает серверный рендеринг своих относительно статических страниц, в то время как делает prefetching JS для страниц с тяжелым взаимодействием, давая этим более тяжелым отрендеренным на клиенте страницам больше шансов на быструю загрузку.
Многие современные фреймворки, библиотеки и архитектуры позволяют отрисовывать одно и то же приложение как на клиенте, так и на сервере. Эти инструменты могут быть использованы для Server Rendering, однако важно отметить, что архитектуры, где рендеринг происходит как на сервере, так и на клиенте, являются собственным классом решений с очень различными характеристиками производительности и компромисами. React пользователи могут использовать для серверного рендеринга renderToString() или решения, построенные на нем, такие как Next.js. Пользователи Vue могут ознакомиться с руководством по серверному рендерингу Vue или познакомиться с Nuxt. В Angular есть Universal. Однако большинство популярных решений используют ту или иную форму гидратации (hydration), поэтому перед выбором инструмента следует ознакомиться с используемыми подходами.
Static Rendering (Статический рендеринг)
Решения для статического рендеринга бывают разных форм и размеров. Такие инструменты как Gatsby разработаны для того, чтобы разработчики чувствовали, что их приложение отрисовывается динамически, а не генерируется на этапе сборки. Другие, такие как Jekyll и Metalsmith, принимают их статическую природу, предоставляя подход более заточенный на шаблоны.
Одним из недостатков статического рендеринга является то, что отдельные HTML-файлы должны быть сгенерированы для каждого возможного URL. Это может быть сложно или даже невозможно, когда вы не можете предсказать, какими будут эти URL заранее, или если на сайте большое количество уникальных страниц.
Если вы не уверены, является ли решение статическим рендерингом или пре-рендерингом, попробуйте такой тест: отключите JavaScript и загрузите созданные веб-страницы. У статически отрендеренных страниц бОльшая часть функционала все равно будет существовать и без включённого JavaScript. У пре-рендеренных страниц все еще может быть некоторая базовая функциональность, такая как ссылки, но бОльшая часть страницы будет неживой.
Серверный рендеринг против статического
Серверный рендеринг генерирует HTML по требованию для каждого URL, но это может быть медленнее, чем просто обслуживание статически отрендереного контента. Если вы готовы сделать дополнительные усилия, то серверный рендеринг + [HTML кеширование] (https://freecontent.manning.com/caching-in-react/) может значительно сократить время серверного рендеринга. Положительной стороной серверного рендеринга является возможность получать более «живые» данные и отвечать на более полный набор запросов, чем это возможно при статическом рендеринге. Страницы, требующие персонализации, являются хорошим примером типа запроса, который плохо работает со статическим рендерингом.
Серверный рендеринг также может представлять интересные решения при построении PWA. Лучше ли использовать full-page service worker кеширование, или просто рендерить на сервере отдельные фрагменты контента?
Client-Side Rendering (CSR)
Рендеринг на стороне клиента (CSR) означает рендеринг страниц непосредственно в браузере с использованием JavaScript. Вся логика, сбор данных, шаблонирование и маршрутизация обрабатываются на клиенте, а не на сервере.
Для тех, кто создает одностраничное приложение, определение основных частей пользовательского интерфейса, разделяемого большинством страниц, означает возможность применить технику Application Shell caching. В сочетании с service workers это может драматически повысить воспринимаемую производительность при повторных визитах.
Комбинация серверного рендеринга и клиентского через регидратацию
Часто называемый Universal Rendering или просто «SSR», этот подход пытается сгладить компромиссы клиентского и серверного редеринга, делая и то, и другое. Навигационные запросы, такие как полная загрузка страницы или перезагрузка, обрабатываются сервером, который рендерит приложение в HTML, затем JavaScript и данные, используемые для рендеринга, встраиваются в результирующий документ. При тщательной реализации, это даёт быстрый FCP (First Contentful Paint) такой же, как Server Rendering, а далее «усиливает это» путем рендеринга опять же на клиенте с помощью техники, называемой (re)hydration ((ре)гидратация). Это новое решение, но оно может иметь некоторые существенные недостатки в производительности.
Основной недостаток SSR с регидратацией (rehydration) заключается в том, что она может оказать значительное негативное влияние на TTI (Time To Interactive), даже если она улучшает FP (First Paint). SSR-страницы часто выглядят обманчиво полностью загруженными и интерактивными, но на самом деле не могут реагировать на ввод, пока не будет выполнен JS на стороне клиента и не будут прикреплены обработчики событий. Это может занять секунды или даже минуты на мобильном устройстве.
= Проблема регидратации: Одно приложение по цене двух
Проблемы с регидратацией часто могут быть хуже, чем задержка интерактивности из-за JS. Для того, чтобы JavaScript на стороне клиента мог точно «определить» («pick up») то место, где остановился сервер, без необходимости повторно запрашивать все данные, использованные сервером для рендеринга этого HTML, текущие SSR решения обычно сериализуют ответ из зависимых данных UI в документ в виде тегов script. Полученный HTML-документ содержит высокий уровень дублирования:
Как вы видите, сервер возвращает описание пользовательского интерфейса приложения в ответ на навигационный запрос, но также возвращает исходные данные, использованные для составления этого интерфейса, и полную копию реализации интерфейса, которая затем загружается на клиенте. Только после того, как bundle.js завершит загрузку и выполнение, этот пользовательский интерфейс станет интерактивным.
Показатели производительности, собранные с реальных веб-сайтов, использующих SSR регидратацию, указывают на то, что их использование должно приводить в уныние. В конце концов, причина сводится к Пользовательскому Опыту: очень легко оставить пользователей в «жуткой долине».
Но всё же надежда на SSR с регидратацией есть. В краткосрочной перспективе, только использование SSR для высоко кешируемого содержимого может уменьшить задержку TTFB (Time to First Byte), давая результаты, схожие с пре-рендерингом. Регидратация инкрементальная, прогрессивная или частичная, может быть ключом к тому, чтобы сделать эту технику более жизнеспособной в будущем.
Потоковый серверный рендеринг и прогрессивная регидратация
Серверный рендеринг за последние несколько лет претерпел ряд изменений.
= Частичная регидратация
Частичная регидратация оказалась трудной для осуществления. Этот подход является продолжением идеи прогрессивной регидратации, когда отдельные части (компоненты / виджеты / деревья), подлежащие прогрессивной регидратации, анализируются, а те, которые обладают низкой интерактивностью или не обладают реактивностью помечаются. Для каждой из этих наиболее статических частей соответствующий код JavaScript затем трансформируется в инертные ссылки и декоративную функциональность, уменьшая их влияние на стороне клиента до почти нулевого уровня. Подход, основанный на частичной гидратации, имеет свои собственные проблемы и компромиссы. Он создает некоторые интересные вызовы для кеширования, а навигация на стороне клиента означает, что мы не можем иметь HTML рендерящийся на сервере для инертных частей приложения и доступный без полной загрузки страницы.
= Трисоморфный рендеринг (Trisomorphic Rendering)
Если service workers, являются подходящим вариантом для вас, то «трисоморфный» рендеринг также может быть вам интересен. Это метод, при котором вы можете использовать потоковый серверный рендеринг для начальных/не-JS навигаций, а затем попросить ваш service worker взять на себя рендеринг HTML для навигации после того как он будет смонтирован. Это может поддерживать кешированные компоненты и шаблоны в актуальном состоянии и позволяет использовать навигацию в стиле SPA для рендеринга новых UI-частей в той же сессии. Такой подход лучше всего работает, когда вы можете поделиться одним и тем же шаблоном и кодом маршрутизации между сервером, клиентской страницей и service worker.
SEO соображения
Команды часто учитывают влияние SEO при выборе стратегии для рендеринга в вебе. Серверный рендеринг часто выбирается для обеспечения поисковым роботам возможности лёгкого «полного поиска». Поисковые роботы могут понимать JavaScript, но часто существуют ограничения, о которых стоит знать в части того как они рендерят. Рендеринг на стороне клиента может работать, но часто не без дополнительного тестирования и трудной работы. В последнее время динамический рендеринг также стал вариантом, заслуживающим внимания, если ваша архитектура в значительной степени ориентирована на клиентский JavaScript.
В случае сомнений, инструмент Mobile Friendly Test бесценен для проверки, что выбранный вами подход делает то, что бы вы хотели. Он показывает визуальный предварительный просмотр того, как какую-либо страницу видет поисковый робот Google, сериализованный HTML контент, найденный (после выполнения JavaScript), и любые ошибки, обнаруженные во время рендеринга.
Заключение.
При принятии решения о подходе к рендерингу, измеряйте и понимайте, каковы ваши «узкие места». Подумайте, может ли статический рендеринг или серверный рендеринг дать вам хотя бы 90% возможностей. Совершенно нормально обычно отправлять HTML с минимальным количеством JS, чтобы получить интерактивный опыт. Вот удобная инфографика, показывающая спектр возможностей в разрезе сервер-клиент:
Благодарности
Спасибо всем этим людям за отзывы и вдохновение:
Jeffrey Posnick, Houssein Djirdeh, Shubhie Panicker, Chris Harrelson, and Sebastian Markbåge
Рендеринг на клиенте, на сервере и генерация статических сайтов
Приветствую всех профессионалов и любителей сайтостроения! Предлагаю вашему вниманию перевод статьи «Client-Side Rendering vs Server-Side Rendering vs Static-Site Generation» от Malcolm Laing.
Фронтендеры часто используют эти термины для описания своих приложений. Однако людей, хуже знакомых с веб-технологиямм, эти понятия часто вводят в заблуждение. Если вам сложно понять различия между рендерингом на стороне клиенте, рендерингом на стороне сервера и генерацией статических сайтов — эта статья для вас!
Рендеринг на стороне клиента
Рендеринг на клиенте стал популярен с расцветом технологии Single Page Application (Spa). Этот подход применяется во многих JavaScript фреймворках, например AngularJS, ReactJS, Backbone.JS и др. В приложениях с генерацией на клиенте сервер отправляет JS файлы и статичный HTML на сторону клиента. Затем клиент выполняет вызовы API в количестве, достаточном для того, чтобы получить исходные данные, и уже после этого приложение рендерится.
Как видно на примере выше, отданный сервером статичный HTML — это пустая страница. Если открыть этот HTML с отключенным JS, результатом будет пустой экран с ворнингом, записанным в теге noscript. Когда клиент получает HTML и подгружает JS, в div с ID root отрендерится React-приложение.
Преимущества рендеринга на клиенте
Недостатки рендеринга на клиенте
Рендеринг на стороне сервера
Приложения с серверным рендерингом отдают готовые к рендеру HTML страницы. Такие приложения заранее выполняют все необходимые вызовы API и передают все необходимые данные в изначальном запросе. Это значит, что браузер сразу же получает все, что нужно для рендеринга приложения, что сокращает время до первого взаимодействия с пользователем.
Серверный рендеринг — это классический метод создания сайтов. Традиционным недостатком этого метода была необходимость выполнять серию запросов к серверу по мере навигации пользователя по сайту. Однако с помощью таких инструментов, как NextJS, мы можем создавать приложения, сочетающие в себе лучшие стороны генерации на сервере и на клиенте. Способ заключается в том, чтобы осуществить первую загрузку после рендеринга на стороне сервера, а маршрутизацию на стороне клиента.
Преимущества рендеринга на стороне сервера
Недостатки рендеринга на стороне сервера
Генерация статических сайтов
Генераторы статических сайтов работают, генерируя все HTML-файлы для сайта во время сборки. Сервер заранее выполняет вызовы API и генерирует статические HTML-файлы для каждой страницы вашего сайта. Это значит, что когда клиент запрашивает одну из веб-страниц, серверу не нужно обращаться к API или рендерить HTML, ему нужно только вернуть предварительно подготовленную HTML-страницу.
Допустим, вы создаете блог и написали десять постов. Во время сборки вашего статического сайта он сгенерирует HTML-файл для каждого сообщения в блоге. Когда вы напишете еще один пост, вам нужно пересобрать приложение и задеплоить обновленную статику.
Gatsby и NextJS — два наиболее известных генератора статических сайтов, основанных на React. Hugo — еще один пример чрезвычайно популярного генератора статических сайтов.
Преимущества создания статических сайтов
Недостатки создания статических сайтов
Лучшее из обоих миров — NextJS
На мой взгляд, NextJS предлагает комбинирует лучшее из обоих подходов, позволяя нам создавать гибридные приложения, которые используют как рендеринг на стороне сервера, так и создание статических сайтов. NextJS предлагает то, что в рамках фреймворка называется автоматической статической оптимизацией для тех страниц, которые он определяет как статические. Это позволяет создавать гибридные приложения, содержащие как страницы, рендерящиеся на сервере, так и сгенерированную статику.