目录

SSR、SSG、ISR、DPR都在做什么

SSR、SSG、ISR、DPR都在做什么:SSR(Server-Side Rendering,服务器端渲染)、SSG(Static Site Generation,静态站点生成)、ISR(Incremental Static Regeneration,增量式静态再生)和DPR(Dynamically Prerendered Pages,动态预渲染页)都是用来优化Web应用程序性能的技术。

一、SSR、SSG、ISR、DPR都在做什么

SSR(Server-Side Rendering,服务器端渲染)、SSG(Static Site Generation,静态站点生成)、ISR(Incremental Static Regeneration,增量式静态再生)和DPR(Dynamically Prerendered Pages,动态预渲染页)都是用来优化Web应用程序性能的技术。

二、SSR、SSG、ISR、DPR演进

1、从 SSR 到 SSG

SSR是指在服务器端将组件呈现为HTML字符串,然后在浏览器中进行客户端渲染。这种方法可以提高页面的加载速度和SEO性能,并提供更好的用户体验。

SSR 较早是为了解决单页应用(SPA)产生的 SEO、首屏渲染时间等问题而诞生的,在服务端直接实时同构渲染用户看到的页面,能最大程度上提高用户的体验,流程类似下面:

但 SSR 引入了另一个问题,既然要做服务端渲染,就必然需要一个实时在线的后台服务(通常是基于 Node.js 的服务)用来承载页面请求,那么:

  • 需要服务器的计算资源和公网流量来部署这套服务,并且消耗的资源与页面的访问量成正相关,当页面的访问量突增时,渲染服务也需要进行扩容;
  • 服务端只能部署在有限的几个地域,对于距离服务端较远的用户而言,加载速度跟静态资源的 CDN 相比,慢了一个数量级(通常是1-5ms VS 50-100+ms);
  • 日常也存在传统服务端同样的运维、监控告警等方面的负担,团队需要额外的人力来开发和维护。

为了解决这些问题,我们重新对 SSR 进行审视,服务端渲染出的页面,逻辑上讲可以分成下面两大块:

  • 变化不频繁,甚至不会变化的内容:例如文章、排行榜、商品信息、推荐列表等等,这些数据非常适合缓存;
  • 变化比较频繁,或者千人千面的内容:例如用户头像、Timeline、登录状态、实时评论等。

例如,在一篇文章的页面中,文章的主题内容是偏向于静态的,很少有改动,那么每次用户的页面请求,都通过服务端来渲染就变得非常不值得,因为每次服务端渲染出来大部分内容都是一样的。

我们完全可以将文章的页面渲染为静态页面,至于页面内那些动态的内容(用户头像、评论框等),就通过 HTTP API 的形式进行浏览器端渲染(CSR):

这样做有很多好处:

  • 由于文章内容已经被静态化了,所以它是 SEO 友好的,能被搜索引擎轻松爬取;
  • 大大减轻了服务端渲染的资源负担,不需要额外做一套 Node.js 服务;
  • 用户始终通过 CDN 加载页面核心内容,CDN 的边缘节点有缓存,速度极快;
  • 通过 HTTP API + CSR,页面内次要的动态内容也可以被很好地渲染;
  • 数据有变化时,重新触发一次网站的异步渲染,然后推送新的内容到 CDN 即可;
  • 由于每次都是全站渲染,所以网站的版本可以很好的与 Git 的版本对应上,甚至可以做到原子化发布和回滚。

这便是 Gatsby.js、Next.js 这样的网站生成器解决的问题,他们属于 React/Vue 更上一层的框架(Meta Framework),通过 SSR 把动态化的 Web 应用渲染为多个静态页面,并且对高度动态的内容也保留了 CSR 的能力。

2、从 SSG 到 ISR/DPR

SSG是指在构建时生成静态HTML文件,并将它们存储在服务器上,以便在用户请求页面时立即提供响应。这种方法可以大大减少网络请求时间并提高页面加载速度。

但该模式存在一个瑕疵:

对于只有几十个页面的个人博客、小型文档站而言,数据有变化时,跑一次全页面渲染的消耗是可以接受的。但对于百万级、千万级、亿级页面的大型网站而言,一旦有数据改动,要进行一次全部页面的渲染,需要的时间可能是按小时甚至按天计的,这是不可接受的。

为了解决这个问题,各种框架和静态网站托管平台都提供了不同的方案,ISR 和 DPR就是其中的两种方案。

3、ISR

ISR是指在构建时生成静态HTML文件,但允许在需要时重新生成部分HTML,而不是整个页面。例如,在文章被更新时,只需重新生成相关内容而不是整个网站。这种方法可以提高网站速度、SEO性能和用户体验。

既然全量预渲染整个网站是不现实的,那么我们可以做一个切分:

  • 关键性的页面(如网站首页、热点数据等)预渲染为静态页面,缓存至 CDN,保证优异的访问性能;
  • 非关键性的页面(如流量很少的老旧内容)先响应 fallback 内容,然后浏览器渲染(CSR)为实际数据;同时对页面进行异步预渲染,之后缓存至 CDN,提升后续用户访问的性能。

页面的更新遵循 stale-while-revalidate 的逻辑,即始终返回 CDN 的缓存数据(无论是否过期);如果数据已经过期,那么触发异步的预渲染,异步更新 CDN 的缓存。

这就是增量式更新(ISR)的概念,这个概念较早由 Next.js 在 9.5 版本中提出。

但 ISR 存在部分缺陷:

  • 对于没有预渲染的页面,用户首次访问将会看到一个 fallback 页面,此时服务端才开始渲染页面,直到渲染完毕。这就导致用户体验上的不一致。
  • 对于已经被预渲染的页面,用户直接从 CDN 加载,但这些页面可能是已经过期的,甚至过期很久的,只有在用户刷新一次,第二次访问之后,才能看到新的数据。对于电商这样的场景而言,是不可接受的(比如商品已经卖完了,但用户看到的过期数据上显示还有)。

4、DPR

为了解决 ISR 的一系列问题,Netlify 在前段时间发起了一个新的提案:Distributed Persistent Rendering (DPR)。

DPR是指在运行时动态预渲染页面,以缩短页面加载时间。当访问者请求页面时,服务端会使用JavaScript库和浏览器API在后台执行渲染功能,然后将完整的HTML页面作为响应发送给用户。这种方法可以极大地提高网站性能和首次加载速度。

DPR 本质上讲,是对 ISR 的模型做了几处改动,并且搭配上 CDN 的能力:

  • 去除了 fallback 行为,而是直接用 On-demand Builder(按需构建器)来响应未经过预渲染的页面,然后将结果缓存至 CDN;
  • 数据页面过期时,不再响应过期的缓存页面,而是 CDN 回源到 Builder 上,渲染出最新的数据;
  • 每次发布新版本时,自动清除 CDN 的缓存数据。

在 Netlify 平台上,你可以像这样定义一个 Builder,用于预渲染或者实时渲染。这个 Builder 将会以 Serverless 云函数的方式在平台上运行:

const { builder } = require("@netlify/functions")

async function handler(event, context) {

  return {
    statusCode: 200,
    headers: {
      "Content-Type": "text/html",
    },
    body: `
    <!DOCTYPE html>
      <html>
        <body>
          Hello World
        </body>
    </html>
    `,
  };
}

exports.handler = builder(handler);

5、总结

Jamstack 这套技术栈在国外的流行,很大程度上得益于近年来相关云服务和云平台的成熟:

  • 新一代的 CDN 技术,包括更高级、更精细的缓存控制能力;
  • Serverless形态的计算服务(如云开发CloudBase提供的云函数与云托管功能),让 SSR 和 SSG 免于服务器运维的苦恼,开发者只需要重点关注前台逻辑;
  • 越来越丰富的 BaaS 提供方,提供了包括数据存储、鉴权、电商、CMS、音视频、AI 等等“中台化”的能力,开发者只需要组合这些 BaaS 服务,专注于自身的业务逻辑即可。

Jamstack 非常适合以呈现内容为主的网站,如文档、博客、电商网站、论坛、官网等等,所以更多地应该将它视为“建站技术”,是目前诸多建站技术栈(LAMP、MEAN等等)的一个新生替代品。极低的运维成本、Serverless、快速、安全、且不损失网站的动态性,是它的核心优势。

当然它本身并不是完美的,SSG、ISR、DPR 这些解决方案,都或多或少有一些瑕疵和问题,它们本质上就是在平衡动态性、渲染性能、缓存性能这三个矛盾点,依然需要继续探索和演进下去。

另外,除了上文提到的 Netlify 和 Vercel 这两家小而美的平台以外,国外的几家大型云厂商(GCP、AWS、Azure)也提供了类似的产品,向 Web 前端开发者提供对 Jamsatck 等新生代技术栈的支持:

  • Firebase Hosting
  • Azure Static Web Apps
  • AWS Amplify

延伸阅读1:Netlify平台是什么

Netlify 是一个提供静态资源网络托管的综合平台,一个直观的基于Git的工作流和强大的无服务器平台,用于构建、部署和协作web应用程序,即能够将托管 GitHub,GitLab 等网站上的 Jekyll,Hexo,Hugo 等代码自动编译并生成静态网站。