React 服务器组件 - 新范式

柳杉2023-11-30 16:53

自从React引入了Hooks，开发者社区的热情经历了从极度激动到逐渐沮丧的转变。很多开发者对于React Hooks的信心受挫，尤其是在使用useEffect钩子进行数据获取时。在React出现之前，数据获取是一个直观的过程，通常在服务器端渲染页面前完成，但是随着React将渲染推向客户端，这个过程变得复杂起来，因为你现在需要处理错误和加载状态。这正是服务器端组件Server Components发挥作用的地方。服务器组件代表了一种新的编写React应用的方式，它在简化数据获取的同时，保留了React的所有优势。

什么是服务器组件？

在React中，服务器组件Server Components是React 18版本引入的一个新特性，他们允许你构建应用的一部分直接在服务器上运行，而不需要将所有的代码和数据发送到客户端。这使得你可以构建更快、更轻的应用程序，尤其是对数据密集型或者服务器交互频繁的部分特别有效。

服务器组件有几个关键特性：

  1. 零客户端 JS: 服务器组件不会发送任何JavaScript到客户端，因为它们完全在服务器上运行。这意味着用户设备上的下载、解析和执行JS的时间被消除，减少了应用的加载时间。
  2. 自动代码分割: 当使用服务器组件时，React会自动根据需要加载客户端组件。这意味着用户只会加载他们实际需要的代码，提高了页面的性能。
  3. 服务器状态管理: 服务器组件能够在服务器上访问数据库和文件系统等资源，这意味着你可以在不暴露敏感信息给客户端的情况下获取和更新这些资源。
  4. 使用现有的React模型: 你可以像使用客户端组件一样使用服务器组件，使用相同的React编程模型，包括状态、效果和上下文。

服务器组件通常用.server.js扩展名，而客户端组件用.client.js扩展名。React会根据这些扩展名来决定组件是在服务器还是客户端上运行。

示例实践：

假设我们正在构建一个天气应用程序，我们想在服务器端获取天气数据，并在客户端显示这些数据。

首先，我们来创建一个服务器组件WeatherData.server.js，它将使用一个hook来获取天气数据。

jsx 复制代码 
// WeatherData.server.js
import { fetchWeather } from './weatherService'; // 假设这是我们的API调用函数

export function WeatherData({ location }) {
  // 假设fetchWeather是一个调用API并返回天气数据的函数
  const weather = fetchWeather(location);

  // 返回天气数据，这将在服务器上执行，并且将结果作为HTML直接发送到客户端
  return weather;
}

在客户端组件WeatherDisplay.client.js中，我们可能想要使用useState和useEffect等Hooks来处理用户交互和动态更新：

jsx 复制代码 
// WeatherDisplay.client.js
import { useState, useEffect } from 'react';

export default function WeatherDisplay({ weatherData }) {
  const [weather, setWeather] = useState(weatherData);

  useEffect(() => {
    // 也许我们想要在客户端上设置一个定时器来定期刷新天气数据
    const intervalId = setInterval(() => {
      // 请注意，我们不能在服务器组件中做这样的事情
      // 因为它们只在构建时执行一次，并不支持客户端上的交互
      setWeather(fetchWeather(weather.location));
    }, 60000); // 每60秒刷新一次

    // 清理定时器
    return () => clearInterval(intervalId);
  }, []);

  return (
    <div>
      <h1>Current Weather for {weather.location}</h1>
      <p>Temperature: {weather.temperature}</p>
      <p>Condition: {weather.condition}</p>
      {/* 其他天气信息 */}
    </div>
  );
}

在主应用组件App.js中，我们可以使用服务器组件和客户端组件：

jsx 复制代码 
// App.js
import { useState } from 'react';
import WeatherData from './WeatherData.server';
import WeatherDisplay from './WeatherDisplay.client';

function App() {
  const [location, setLocation] = useState('xiamen');

  // 获取服务器端的天气数据
  const weatherData = WeatherData({ location });

  return (
    <div>
      <h1>Weather App</h1>
      <input
        type="text"
        value={location}
        onChange={(e) => setLocation(e.target.value)}
        placeholder="Enter a location"
      />
      <WeatherDisplay weatherData={weatherData} />
    </div>
  );
}

export default App;

在这个示例中，我们在服务器组件WeatherData.server.js中使用了一个类似于hook的模式来处理服务端的数据获取。客户端组件WeatherDisplay.client.js利用了useState和useEffect来创建动态交互，例如定时刷新天气数据。在App.js中，我们结合了服务器组件和客户端组件的使用，来构建整个应用。

服务器组件的优点

React服务器组件的优点包括以下几点，并附带相应的示例代码进行说明：

  1. 减少初始加载时间： 服务器组件允许只发送给客户端必要的最小JavaScript代码量。这意味着用户可以更快地看到第一屏内容，因为客户端需要加载和执行的JavaScript更少。

  2. 提升性能： 服务器组件运行在服务器上，这意味着数据获取可以在生成HTML的同时进行，从而减少了客户端的工作量和复杂性，这有助于改善应用的整体性能。

    示例代码：

    javascript 复制代码 
    jsx复制
// UserProfile.server.js
import { fetchUserProfile } from './userAPI';

function UserProfile({ userId }) {
  const userProfile = fetchUserProfile(userId); // 在服务器上获取数据
  return (
    <div>
      <h1>{userProfile.name}</h1>
      <p>{userProfile.bio}</p>
    </div>
  );
}

  3. 减少不必要的客户端API请求： 服务器组件可以直接访问后端服务，这意味着它们不需要发送额外的API请求从客户端获取数据，从而减少了网络负担。

    示例代码：

    jsx 复制代码 
    // CommentList.server.js
import { getCommentsForPost } from './commentsAPI';

function CommentList({ postId }) {
  const comments = getCommentsForPost(postId); // 直接在服务器上获取数据
  return (
    <ul>
      {comments.map((comment) => (
        <li key={comment.id}>{comment.text}</li>
      ))}
    </ul>
  );
}

  4. 服务器端数据预取： 使用服务器组件，您可以在渲染过程中预取数据，这使得数据在发送到客户端之前就已经准备就绪，避免了客户端渲染时的数据加载延迟。

    示例代码：

    jsx 复制代码 
    // ProductDetails.server.js
import { getProductDetails } from './productAPI';

function ProductDetails({ productId }) {
  const product = getProductDetails(productId); // 数据预取
  return (
    <div>
      <h2>{product.name}</h2>
      <p>{product.description}</p>
      <strong>${product.price}</strong>
    </div>
  );
}

  5. 水合效率： 当服务器组件生成了HTML，客户端组件只需要"水合"那些实际需要交互的部分，减少了客户端的水合工作量。

    示例代码：

    jsx 复制代码 
    // App.server.js
// 这是服务器组件，它渲染了大部分静态HTML内容
import UserProfile from './UserProfile.server';
import CommentList from './CommentList.server';

function App({ userId, postId }) {
  return (
    <main>
      <UserProfile userId={userId} />
      <CommentList postId={postId} />
    </main>
  );
}

// App.client.js
// 这是客户端组件，只负责应用的动态部分
import React, { useState } from 'react';

function App() {
  const [count, setCount] = useState(0);

  return (
    <div>
      <button onClick={() => setCount(count + 1)}>Click me</button>
      <p>You clicked {count} times</p>
    </div>
  );
}

在这些示例代码中，.server.js 结尾的文件代表服务器组件，它们在服务器上运行并渲染为HTML。.client.js 结尾的文件代表客户端组件，它们在用户的浏览器中运行并处理交互逻辑。服务器组件允许应用在服务器上预取和渲染数据，而客户端组件则专注于与用户的交互。这种分离确保了应用加载快速，并且仅仅加载必要的JavaScript代码

  1. 搜索引擎优化: 谈到SEO，服务器组件同样有优势，它们的HTML内容立即发送给客户端，无需等待JS加载，有助于搜索引擎更快地索引你的网页，提高在Google上的可查找性。

服务器组件的缺点

就像生活中的许多事情一样，如果它听起来太美好以至于难以置信，那么它很可能就是如此。服务器组件也有些局限性。

React服务器组件提供了许多优势，尤其是在性能和效率方面。但在某些场合，使用服务器组件也可能遇到一些缺点或局限性：

  1. 服务器负载增加： 由于渲染过程在服务器上执行，对于大型或高流量的应用，服务器端将承受更高的负载。这可能需要额外的性能调优和可能的服务器扩容。

  2. 延迟敏感： 若服务器位于用户较远的位置，或者服务器响应速度变慢，那么用户可能会感受到页面加载的延迟。即使是生成静态HTML，也需要等服务器处理完成。

  3. 缓存策略复杂： 服务器组件可能会使得缓存策略变得更为复杂，因为它们可能依赖于实时数据，这意味着无法简单地将结果存储在CDN层。

  4. 开发模式的限制 ： 服务器组件不能使用某些客户端特有的API，比如window或document。这意味着开发者需要在编写代码时更加谨慎，以避免在服务器组件中调用只有在客户端才有的功能。

    示例代码：

    jsx 复制代码 
    // MyComponent.server.js
function MyComponent() {
  // 下面的代码将会抛出错误，因为window对象在服务器端是不存在的
  const width = window.innerWidth;
  // ...

  return <div>...</div>;
}

  5. 实时交互的复杂性： 如果应用需要大量的实时用户交互，那么管理服务器组件和客户端组件之间的状态同步可能会变得复杂。

    示例代码：

    jsx 复制代码 
    // Chat.server.js
function Chat() {
  // 假设`useChatMessages`是一个需要WebSocket实时通信的hook，
  // 这在服务器组件中是不可行的，因为它需要持续的客户端连接。
  const messages = useChatMessages(); // 这将无法工作
  return (
    <ul>
      {messages.map((msg) => (
        <li key={msg.id}>{msg.text}</li>
      ))}
    </ul>
  );
}

  6. 客户端状态重建的需要： 当服务器组件发送到客户端后，若客户端需要交互，客户端可能需要重新构建组件的状态，这可能涉及额外的逻辑。

    示例代码：

    jsx 复制代码 
    // Counter.client.js
import React, { useState, useEffect } from 'react';

function Counter({ initialCount }) {
  const [count, setCount] = useState(initialCount);

  // 如果initialCount是从服务器预先渲染的，客户端组件需要重建它的状态
  useEffect(() => {
    // 可能需要某些操作来确保服务器和客户端状态的同步
  }, []);

  return (
    <div>
      <button onClick={() => setCount(count + 1)}>Count is: {count}</button>
    </div>
  );
}

上述缺点并不意味着服务器组件不可用，而是说明在设计和开发过程中需要考虑和解决这些问题。通常，这涉及到在服务器和客户端之间正确地划分责任，以及确保高效和可扩展的服务器架构。

如何使用服务器组件

服务器组件目前还处于实验阶段，你不能直接在React中使用它们。相反，你需要使用支持服务器组件的框架，目前唯一支持服务器组件的框架是Next.js，但其他框架也在努力支持服务器组件。

在Next.js中，默认情况下你创建的所有组件都是服务器组件。为了使用客户端组件，你必须在文件顶部添加"use client"标记来选择使用它。

js 复制代码 
"use client"

// 这是一个客户端组件
function ClientComponent() {
  return <p>Hello Client</p>;
}

采用这种服务器优先的方法是因为服务器组件几乎总是更有用的选择，除非你特别需要交互性或访问浏览器API。

结论

服务器组件为React应用程序开发提供了一种新的方法，它帮助开发者克服了数据获取和性能问题的许多挑战，让创建复杂的应用程序变得前所未有的简单。尽管服务器组件还在试验阶段，但框架如Next.js的支持使得它们可以稳定运行。

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