Angular 中的增量水合:构建“秒开且可交互”的 SSR 应用

原文:Incremental Hydration In Angular Apps

翻译:TUARAN

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Angular 的增量水合(Incremental Hydration)通过把"可见"与"可交互"的成本拆开:页面仍然用 SSR 很快渲染出完整 HTML(有利于 LCP/SEO),但把某些区域的客户端激活(事件绑定、变更检测等)推迟到「空闲 / 进入视口 / 交互 / 定时」等触发时机,从而减少主线程阻塞(TBT)并让首屏更"顺滑"。

目录

    1. 性能悖论:看起来好了,但还不能用
    1. 演进与术语:从"破坏式"到"非破坏式"再到"增量"
    1. 深入:@defer 的加载与水合双触发
    1. 实现与配置:开启增量水合与事件回放
    1. 架构:嵌套块、层级规则与 HTML 约束
    1. 排错与调试:水合不匹配(Hydration Mismatch)
  • 常见问题
  • 总结与行动清单

1. 性能悖论

现代 Web 应用经常陷入一个悖论:

  • **业务与指标(Core Web Vitals)**希望尽快看到内容:通过 SSR 改善 LCP(Largest Contentful Paint)。
  • 用户体验希望像 SPA 一样顺滑可交互:事件绑定、变更检测、路由与各种组件逻辑都要跑起来。

问题在于:"看起来 ready"与"用起来 ready"之间存在时间差

在传统水合(hydration)里,浏览器需要在主线程上启动框架、遍历 DOM、挂载监听器等。用户看到页面已经"完整",但点击按钮没有反应、菜单卡住------这段时间就像性能的"恐怖谷",通常发生在 LCP(内容已绘制)到 TTI(Time to Interactive)之间。

Angular 的增量水合把应用视为一组相对独立的"岛屿":不是启动时把整棵组件树一次性激活,而是让某些部分在合适的时机再醒来。收益通常体现在更低的 TBT(Total Blocking Time)与更快的"体感可用"。

2. 演进与术语

理解 Angular 的水合语法之前,先把"hydration"在不同阶段的含义理清:

2.1 破坏式水合(早期/遗留)

在一些旧方案里,"水合"更像是误用:

  1. 服务端返回 HTML。
  2. 浏览器先把它画出来。
  3. 客户端框架丢弃这份 DOM,再用 JS 从头重建。

这会导致闪烁(flicker)与大量计算开销。

2.2 非破坏式水合(Angular 16+)

Angular 16 引入非破坏式水合:

  • 启动后遍历已有的 SSR DOM;
  • 将 DOM 节点与组件树匹配;
  • 在复用 DOM 的前提下挂载事件监听。

这是巨大进步,但仍是"一刀切":启动时仍要把整棵树都水合。

2.3 增量水合(Incremental Hydration)

增量水合建立在非破坏式水合之上,但进一步提供"粒度"。它基于 @defer 块作为边界:可以让某些组件子树先以静态 HTML(dehydrated)呈现,等触发条件满足时再执行客户端逻辑并挂载监听。

它与"懒加载(lazy loading)"的关键差异是:

  • 懒加载(常见于 CSR):代码晚点加载,DOM 往往也是晚点渲染(可能先显示骨架/占位)。
  • 增量水合(SSR):内容先由服务端渲染出来,用户立刻能看到;只是先不激活交互,等触发再水合。

因此它更像是在"保持视觉完整"的前提下,优化主线程执行成本。

3. 深入:@defer 的加载与水合双触发

在增量水合语境里,一个 @defer 块实际控制两件事:

  1. **Loading:**什么时候去拉取对应的 JS chunk。
  2. **Hydrating:**什么时候执行逻辑、把监听器挂到已存在的 HTML 上。

这意味着你可以做出更"精细"的性能画像:先把代码悄悄拉下来,但把激活推迟到真正需要的时候。

3.1 双触发示例

javascript 复制代码
@defer (on idle; hydrate on interaction) {
  <app-heavy-chart />
}
  • **首屏(SSR):**服务端会渲染 <app-heavy-chart />,用户立刻看到内容。
  • on idle:浏览器空闲时在后台拉取图表的 JS。
  • hydrate on interaction:先不执行图表逻辑,让它保持"静态壳";主线程保持轻。
  • **当用户交互(点击/触摸/键盘等):**触发水合,组件"醒来"。
  • 如果是 CSR 路由进入(没有 SSR): on idle 会影响该块什么时候真正渲染。

3.2 常见水合触发方式

下面这些是更偏"水合时机"的触发类型(不同版本/文档里表述略有差异,核心思想一致):

  1. hydrate on idle(默认型优化)

    • 行为:在浏览器空闲时水合(概念上类似 requestIdleCallback 的时机)。
    • 适合:大多数非关键区域。
  2. hydrate on viewport(首选的"屏外内容"策略)

    • 行为:进入视口才水合(基于 IntersectionObserver)。
    • 适合:长列表、评论区、页脚等。
  3. hydrate on interaction(重组件"按需启动")

    • 行为:点击/触摸/键盘等交互触发。
    • 适合:地图、复杂日期选择器等"看得见但不一定会用"的部件。
  4. hydrate on hover(提前一点点)

    • 行为:鼠标悬停 / focus 触发。
    • 适合:下拉菜单等,鼠标靠近时提前准备。
  5. hydrate on timer (X)(按时间排队)

    • 行为:延迟 X 毫秒后水合。
    • 适合:你想明确安排启动顺序,比如侧边栏 500ms、广告 2000ms。
  6. hydrate on immediate(关键交互)

    • 行为:在非延迟内容渲染完之后尽快水合。
    • 适合:首屏必须马上可点的关键按钮。
javascript 复制代码
@defer (hydrate on immediate) {
  <hero-cta-button />
} @placeholder {
  <div>Loading...</div>
}
  1. hydrate when <condition>(条件门控)

    • 行为:当某个信号或布尔条件变为真时水合。
    • 适合:例如「只有管理员才需要的仪表盘组件」。
    • 注意:条件通常只能在最外层 尚未水合的 @defer 上可靠评估;父块还没水合时,子块条件也无法被计算。
  2. hydrate never(纯静态块)

    • 行为:服务端渲染后永不水合。
    • 适合:完全没有交互需求的内容(条款、静态介绍等)。

4. 实现与配置:开启增量水合与事件回放

开启增量水合通常只是一处配置,但真正的关键点在于:交互触发的那一下不能丢

4.1 基本配置

app.config.ts 中启用客户端水合,并开启增量能力:

javascript 复制代码
import { ApplicationConfig, provideZoneChangeDetection } from "@angular/core";
import {
  provideClientHydration,
  withIncrementalHydration,
} from "@angular/platform-browser";

export const appConfig: ApplicationConfig = {
  providers: [
    provideZoneChangeDetection({ eventCoalescing: true }),
    provideClientHydration(withIncrementalHydration()),
  ],
};

4.2 自动事件回放(Event Replay)

很多人第一反应是:

如果我用了 hydrate on interaction,那用户第一次点击是不是会被吞掉?

Angular 的思路是:在真正框架逻辑还没起来时,先用一段轻量脚本捕获事件,把它们缓冲起来,等对应块水合完成后再"回放"。在启用 withIncrementalHydration() 时,这类事件回放能力通常会一并启用(文档中也常提到 withEventReplay())。

事件回放大致流程:

  1. **捕获:**在文档根部注册全局事件分发器。
  2. **缓冲:**如果事件发生在尚未水合的 @defer 区域内,就先暂存。
  3. **触发水合:**事件本身触发 hydrate on interaction
  4. **回放:**代码加载 + 水合完成后,把事件交给新挂载的监听器执行。

5. 架构:嵌套块与约束

增量水合带来收益,也带来一些你必须遵守的"架构规则"。忽略它们会导致退化(de-opt),甚至回落到破坏式重渲染。

5.1 层级规则:自上而下

Angular 水合是有层级的:

  • 父级必须先水合(或同时水合),子级才能可靠水合。
  • 子组件依赖父组件的变更检测与输入绑定;如果父级仍是"脱水"状态,子级很难独立激活。

实践建议:把 @defer 块设计得更"自包含",避免出现点了叶子节点却把整棵树都连锁唤醒的"瀑布效应"。

5.2 HTML 结构必须有效且一致

非破坏式水合依赖"复用 DOM":服务端输出的 DOM 结构需要与浏览器最终 DOM、以及客户端期望结构严格一致。

常见坑:

  • <a> 嵌套 <a>
  • <p> 里塞了 <div> 这类块级元素
  • <table><tbody>
  • 由于无效 HTML 导致浏览器自动修复、从而改变了 DOM

这些都会导致水合复用失败,进而触发重建。

5.3 SEO 影响?通常不会

有人担心 @defer 会伤害 SEO。增量水合的前提是 SSR:主内容在服务端模板里已经输出成语义化 HTML,搜索引擎拿到的就是完整内容。

水合触发控制的是"什么时候执行 JS 让它可交互",不是"内容什么时候出现"。

5.4 @placeholder 仍然需要

即使 SSR 会把真实内容渲染出来,@placeholder 仍然很重要------主要用于 CSR 路由导航 的场景。

当用户通过 routerLink 在客户端导航进入某页时,该页的 @defer 更像常规延迟块:

  • 会先显示 @placeholder
  • 然后根据触发条件加载并渲染真实内容
javascript 复制代码
@defer (on viewport; hydrate on interaction) {
  <comments-section />
} @placeholder {
  <div class="comments-skeleton">Loading comments...</div>
}

建议:给占位提供接近真实内容的尺寸,减少 CSR 下的布局抖动(CLS)。

6. 排错与调试:Hydration Mismatch

最常见的问题是 Hydration Mismatch(水合不匹配)

服务端生成的 HTML 与客户端期望的 DOM 不一致。

本质原因是:客户端在水合时要求"可复用的 DOM"必须匹配预期;哪怕是一个文本节点差异,都会出问题。

6.1 常见原因

  1. **动态日期:**模板里直接 new Date(),服务端与客户端时间不同。
  2. **随机 ID:**用 Math.random() 之类生成随机值。
  3. **浏览器规范化:**无效 HTML 被浏览器修复后结构变了。

6.2 调试手段

  • **控制台日志:**Angular 通常会提示具体不匹配的节点。
  • **Angular DevTools:**可以查看组件树;在较新版本里也能看到组件的水合状态(Hydrated / Skipped / Dehydrated)。
  • **可视化标记:**临时用 CSS(如 .ng-hydrating)给"醒来"的组件加高亮,观察时序。

常见问题

增量水合解决了什么问题?

它减少了 SSR 应用里"内容已出现但还不能交互"的间隙,通过延迟/分批激活交互逻辑降低启动期主线程压力。

它和标准水合有什么区别?

标准水合倾向于启动时激活整棵组件树;增量水合根据触发条件只激活需要的部分。

它等同于懒加载吗?

不等同。懒加载往往会推迟渲染;增量水合强调 SSR 先渲染出内容,再推迟交互激活。

会影响 SEO 吗?

通常不会。SSR 已输出完整内容,触发控制的是 JS 执行时机。

@defer 的作用是什么?

它定义水合边界,并控制"什么时候加载代码 / 什么时候激活交互"。

总结与行动清单

增量水合的核心很简单:

  • 服务端把内容都渲染出来(用户立刻看到、SEO 友好)
  • 客户端只在需要时才水合(主线程更清爽、体感更快)

你可以从这份行动清单开始:

  1. **做一次页面盘点:**哪些在首屏?哪些在首屏下方?哪些必须立即可点?
  2. 为不同区域选择触发:
    • Hero + CTA:hydrate on immediate
    • 评论区/长列表:hydrate on viewport
    • 重型但不一定会用的组件:hydrate on interaction
    • 纯静态块:hydrate never
  3. **CSR 场景别忘 @placeholder:**占位尽量稳定尺寸,避免 CLS。
  4. **在真实设备上验证:**用 DevTools 观察水合状态与事件回放是否符合预期。

一句话结论:不要在启动时把所有东西一次性"唤醒"。让组件在用户需要时再启动,你会得到更快、更稳、更顺滑的 Angular SSR 体验。

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