一文探究Angular中的服務端渲染(SSR)

一般來說，普通的 Angular 應用程式是在 瀏覽器 中運行，在 DOM 中對頁面進行渲染，並與使用者互動。而Angular Universal 是在服務端 進行渲染（Server-Side Rendering，SSR），產生靜態的應用程式網頁，然後在客戶端展示，好處是可以更快地進行渲染，在提供完整的互動之前就可以提供使用者內容展示。 【相關教學推薦：《angular教學》】

本文是在Angular 14 環境中完成，有些內容對於新的Angular 版本可能並不適用，請參考Angular 官方文件.

使用SSR 的好處

對SEO 更友善

雖然現在包括Google 在內的某些搜尋引擎和社群媒體聲稱已經能支援對由JavaScript（JS）驅動的SPA（Single-Page Application）應用程式進行爬取，但是結果似乎差強人意。靜態 HTML 網站的 SEO 表現還是比動態網站，這也是 Angular 官網所持有的觀點（Angular 可是 Google 的！）。

Universal 可以產生無 JS 的靜態版本的應用程序，對搜尋、外鏈、導航的支援更好。

提高行動端的效能

某些行動裝置可能不支援 JS 或對 JS 的支援非常有限，導致網站的存取體驗非常差。在這種情況下，我們需要提供無 JS 版本的應用，以便為使用者提供更好的體驗。

更快地展示首頁

對於使用者的使用體驗來說，首頁展示速度的快慢至關重要。根據 eBay 的數據，搜尋結果的展示速度每提高 100 毫秒，「加入購物車」的使用率就提高 0.5%。

使用了 Universal 之後，應用程式的首頁會以完整的形態展示給用戶，這是純的 HTML 網頁，即使不支援 JS，也可以展示。此時，網頁雖然無法處理瀏覽器的事件，但支援透過 routerLink 進行跳轉。

這麼做的好處是，我們可以先用靜態網頁抓住使用者的注意力，在使用者瀏覽網頁的時候，同時載入整個 Angular 應用程式。這給了用戶一個非常好的極速加載的體驗。

為專案增加 SSR

Angular CLI 可以幫助我們非常方便的將一個普通的 Angular 專案轉變為一個帶有 SSR 的專案。建立服務端應用程式只需要一個指令：

ng add @nguniversal/express-engine

建議在執行該指令之前先提交所有的變更。

這個指令會對專案做如下修改：

• 新增服務端檔案：

  • main.server .ts - 服務端主程式檔案
  • app/app.server.module.ts - 服務端應用程式主模組
  • tsconfig. server.json - TypeScript 服務端設定檔
  • server.ts - Express web server 的執行檔

• #已修改的檔案：

  • package.json - 新增SSR 所需的依賴與執行腳本
  • angular.json - 新增開發、建置SSR 應用程式所需的設定

在package.json 中，會自動加入一些npm 腳本： dev:ssr 用於在開發環境中執行SSR 版本；serve:ssr 用於直接執行build 或prerender 後的網頁;build:ssr 建置SSR 版本的網頁； prerender 建立預渲染後的網頁，與build 不同，這裡會根據提供的routes 產生這些頁面的HTML 檔案。

取代瀏覽器 API

由於 Universal 應用程式不是在瀏覽器中執行，因此某些瀏覽器的 API 或功能將不可用。例如，服務端應用程式是無法使用瀏覽器中的全域物件 window、document，navigator，location。

Angular 提供了兩個可注入對象，用於在服務端替換對等的對象：Location 和 DOCUMENT。

例如，在瀏覽器中，我們透過window.location.href 取得目前瀏覽器的位址，而改成SSR 之後，程式碼如下：

import { Location } from '@angular/common';
 
export class AbmNavbarComponent implements OnInit{
  // ctor 中注入 Location
  constructor(private _location:Location){
    //...
  }
 
  ngOnInit() {
    // 打印当前地址
    console.log(this._location.path(true));
  }
}

同樣，對於在瀏覽器使用document.getElementById() 取得DOM 元素，在改成SSR 之後，程式碼如下：

import { DOCUMENT } from '@angular/common';
 
export class AbmFoxComponent implements OnInit{
  // ctor 中注入 DOCUMENT
  constructor(@Inject(DOCUMENT) private _document: Document) { }
 
  ngOnInit() {
    // 获取 id 为 fox-container 的 DOM
    const container = this._document.getElementById('fox-container');
  }
}

使用 URL 绝对地址

在 Angular SSR 应用中，HTTP 请求的 URL 地址必须为 绝对地址（即，以 http/https 开头的地址，不能是相对地址，如 /api/heros）。Angular 官方推荐将请求的 URL 全路径设置到 renderModule() 或 renderModuleFactory() 的 options 参数中。但是在 v14 自动生成的代码中，并没有显式调用这两个方法的代码。而通过读 Http 请求的拦截，也可以达到同样的效果。

下面我们先准备一个拦截器，假设文件位于项目的 shared/universal-relative.interceptor.ts 路径：

import { HttpHandler, HttpInterceptor, HttpRequest } from '@angular/common/http';
import { Inject, Injectable, Optional } from '@angular/core';
import { REQUEST } from '@nguniversal/express-engine/tokens';
import { Request } from 'express';
 
// 忽略大小写检查
const startsWithAny = (arr: string[] = []) => (value = '') => {
    return arr.some(test => value.toLowerCase().startsWith(test.toLowerCase()));
};
 
// http, https, 相对协议地址
const isAbsoluteURL = startsWithAny(['http', '//']);
 
@Injectable()
export class UniversalRelativeInterceptor implements HttpInterceptor {
    constructor(@Optional() @Inject(REQUEST) protected request: Request) { }
 
    intercept(req: HttpRequest<any>, next: HttpHandler) {
        // 不是绝对地址的 URL
        if (!isAbsoluteURL(req.url)) {
            let protocolHost: string;
            if (this.request) {
                // 如果注入的 REQUEST 不为空，则从注入的 SSR REQUEST 中获取协议和地址
                protocolHost = `${this.request.protocol}://${this.request.get(
                    &#39;host&#39;
                )}`;
            } else {
                // 如果注入的 REQUEST 为空，比如在进行 prerender build：
                // 这里需要添加自定义的地址前缀，比如我们的请求都是从 abmcode.com 来。
                protocolHost = &#39;https://www.abmcode.com&#39;;
            }
            const pathSeparator = !req.url.startsWith(&#39;/&#39;) ? &#39;/&#39; : &#39;&#39;;
            const url = protocolHost + pathSeparator + req.url;
            const serverRequest = req.clone({ url });
            return next.handle(serverRequest);
 
        } else {
            return next.handle(req);
        }
    }
}

然后在 app.server.module.ts 文件中 provide 出来：

import { UniversalRelativeInterceptor } from './shared/universal-relative.interceptor';
// ... 其他 imports

@NgModule({
  imports: [
    AppModule,
    ServerModule,
    // 如果你用了 @angular/flext-layout，这里也需要引入服务端模块
    FlexLayoutServerModule, 
  ],
  providers: [
    {
      provide: HTTP_INTERCEPTORS,
      useClass: UniversalRelativeInterceptor,
      multi: true
    }
  ],
  bootstrap: [AppComponent],
})
export class AppServerModule { }

这样任何对于相对地址的请求都会自动转换为绝对地址请求，在 SSR 的场景下不会再出问题。

Prerender 预渲染静态 HTML

经过上面的步骤后，如果我们通过 npm run build:ssr 构建项目，你会发现在 dist/<your project>/browser</your> 下面只有 index.html 文件，打开文件查看，发现其中还有 <app-root></app-root> 这样的元素，也就是说你的网页内容并没有在 html 中生成。这是因为 Angular 使用了动态路由，比如 /product/:id 这种路由，而页面的渲染结果要经过 JS 的执行才能知道，因此，Angular 使用了 Express 作为 Web 服务器，能在服务端运行时根据用户请求（爬虫请求）使用模板引擎生成静态 HTML 界面。

而 prerender（npm run prerender）会在构建时生成静态 HTML 文件。比如我们做企业官网，只有几个页面，那么我们可以使用预渲染技术生成这几个页面的静态 HTML 文件，避免在运行时动态生成，从而进一步提升网页的访问速度和用户体验。

预渲染路径配置

需要进行预渲染（预编译 HTML）的网页路径，可以有几种方式进行提供：

• 通过命令行的附加参数:

  ng run <app-name>:prerender --routes /product/1 /product/2

• 如果路径比较多，比如针对 product/:id 这种动态路径，则可以使用一个路径文件：

  routes.txt

  /products/1
  /products/23
  /products/145
  /products/555

  然后在命令行参数指定该文件：

  ng run <app-name>:prerender --routes-file routes.txt

• 在项目的 angular.json 文件配置需要的路径：

   "prerender": {
     "builder": "@nguniversal/builders:prerender",
     "options": {
       "routes": [ // 这里配置
         "/",
         "/main/home",
         "/main/service",
         "/main/team",
         "/main/contact"
       ]
     },

配置完成后，重新执行预渲染命令（npm run prerender 或者使用命令行参数则按照上面中的命令执行），编译完成后，再打开 dist/<your project>/browser</your> 下的 index.html 会发现里面没有 <app-root></app-root> 了，取而代之的是主页的实际内容。同时也生成了相应的路径目录以及各个目录下的 index.html 子页面文件。

SEO 优化

SEO 的关键在于对网页 title，keywords 和 description 的收录，因此对于我们想要让搜索引擎收录的网页，可以修改代码提供这些内容。

在 Angular 14 中，如果路由界面通过 Routes 配置，可以将网页的静态 title 直接写在路由的配置中：

{ path: &#39;home&#39;, component: AbmHomeComponent, title: &#39;<你想显示在浏览器 tab 上的标题>&#39; },

另外，Angular 也提供了可注入的 Title 和 Meta 用于修改网页的标题和 meta 信息：

import { Meta, Title } from '@angular/platform-browser';
 
export class AbmHomeComponent implements OnInit {
 
  constructor(
    private _title: Title,
    private _meta: Meta,
  ) { }
 
  ngOnInit() {
    this._title.setTitle(&#39;<此页的标题>&#39;);
    this._meta.addTags([
      { name: &#39;keywords&#39;, content: &#39;<此页的 keywords，以英文逗号隔开>&#39; },
      { name: &#39;description&#39;, content: &#39;<此页的描述>&#39; }
    ]);
  }
}

总结

Angular 作为 SPA 企业级开发框架，在模块化、团队合作开发方面有自己独到的优势。在进化到 v14 这个版本中提供了不依赖 NgModule 的独立 Component 功能，进一步简化了模块化的架构。

Angular Universal 主要关注将 Angular App 如何进行服务端渲染和生成静态 HTML，对于用户交互复杂的 SPA 并不推荐使用 SSR。针对页面数量较少、又有 SEO 需求的网站或系统，则可以考虑使用 Universal 和 SSR 技术。

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