React Server Components: Sự Tiến Hóa của Server-Side Rendering

Bối cảnh của ngành phát triển web luôn biến đổi không ngừng, với những mô hình mới nổi lên để giải quyết các thách thức lâu đời. Trong nhiều năm, các nhà phát triển đã cố gắng đạt được sự cân bằng hoàn hảo giữa trải nghiệm người dùng phong phú, tương tác và tốc độ tải trang nhanh, hiệu quả. Server-Side Rendering (SSR) đã là một nền tảng trong việc đạt được sự cân bằng này, và với sự ra đời của React Server Components (RSC), chúng ta đang chứng kiến một sự tiến hóa đáng kể của kỹ thuật cơ bản này.

Bài viết này đi sâu vào những chi tiết phức tạp của React Server Components, truy tìm nguồn gốc của server-side rendering, hiểu rõ các vấn đề mà RSC nhắm đến để giải quyết, và khám phá tiềm năng biến đổi của nó trong việc xây dựng các ứng dụng web hiện đại, hiệu suất cao.

Nguồn Gốc của Server-Side Rendering

Trước khi đi sâu vào các sắc thái của React Server Components, điều quan trọng là phải hiểu bối cảnh lịch sử của server-side rendering. Trong những ngày đầu của web, hầu hết mọi nội dung đều được tạo ra trên máy chủ. Khi người dùng yêu cầu một trang, máy chủ sẽ tự động xây dựng HTML và gửi nó đến trình duyệt. Điều này mang lại thời gian tải ban đầu tuyệt vời, vì trình duyệt nhận được nội dung đã được kết xuất hoàn chỉnh.

Tuy nhiên, cách tiếp cận này có những hạn chế. Mỗi tương tác thường đòi hỏi phải tải lại toàn bộ trang, dẫn đến trải nghiệm người dùng kém năng động và thường xuyên bị giật cục. Sự ra đời của JavaScript và các framework phía client bắt đầu chuyển gánh nặng kết xuất sang trình duyệt.

Sự Trỗi Dậy của Client-Side Rendering (CSR)

Client-Side Rendering, được phổ biến bởi các framework như React, Angular và Vue.js, đã cách mạng hóa cách xây dựng các ứng dụng tương tác. Trong một ứng dụng CSR điển hình, máy chủ gửi một tệp HTML tối thiểu cùng với một gói JavaScript lớn. Trình duyệt sau đó tải xuống, phân tích cú pháp và thực thi JavaScript này để kết xuất giao diện người dùng. Cách tiếp cận này cho phép:

• Tương tác phong phú: Giao diện người dùng phức tạp và tương tác người dùng liền mạch mà không cần tải lại toàn bộ trang.
• Trải nghiệm lập trình viên: Quy trình phát triển hợp lý hơn để xây dựng các ứng dụng trang đơn (SPA).
• Khả năng tái sử dụng: Các component có thể được xây dựng và tái sử dụng hiệu quả trên các phần khác nhau của ứng dụng.

Mặc dù có những ưu điểm, CSR cũng mang đến những thách thức riêng, đặc biệt là liên quan đến hiệu suất tải ban đầu và Tối ưu hóa Công cụ Tìm kiếm (SEO).

Thách thức của Client-Side Rendering thuần túy

• Thời gian tải ban đầu chậm: Người dùng phải đợi JavaScript được tải xuống, phân tích và thực thi trước khi thấy bất kỳ nội dung có ý nghĩa nào. Điều này thường được gọi là vấn đề "màn hình trắng".
• Khó khăn về SEO: Mặc dù các trình thu thập thông tin của công cụ tìm kiếm đã được cải thiện, chúng vẫn có thể gặp khó khăn trong việc lập chỉ mục nội dung phụ thuộc nhiều vào việc thực thi JavaScript.
• Hiệu suất trên các thiết bị cấu hình thấp: Việc thực thi các gói JavaScript lớn có thể gây tốn tài nguyên trên các thiết bị kém mạnh mẽ, dẫn đến trải nghiệm người dùng bị suy giảm.

Sự Trở Lại của Server-Side Rendering (SSR)

Để khắc phục những nhược điểm của CSR thuần túy, Server-Side Rendering đã quay trở lại, thường là trong các phương pháp lai. Các kỹ thuật SSR hiện đại nhằm mục đích:

• Cải thiện hiệu suất tải ban đầu: Bằng cách kết xuất trước HTML trên máy chủ, người dùng thấy nội dung nhanh hơn nhiều.
• Nâng cao SEO: Các công cụ tìm kiếm có thể dễ dàng thu thập và lập chỉ mục HTML được kết xuất trước.
• Khả năng truy cập tốt hơn: Nội dung vẫn có sẵn ngay cả khi JavaScript không tải hoặc thực thi được.

Các framework như Next.js đã trở thành những người tiên phong trong việc làm cho SSR trở nên dễ tiếp cận và thực tế hơn cho các ứng dụng React. Next.js cung cấp các tính năng như getServerSideProps và getStaticProps, cho phép các nhà phát triển kết xuất trước các trang tại thời điểm yêu cầu hoặc thời điểm xây dựng, tương ứng.

Vấn đề "Hydration"

Mặc dù SSR đã cải thiện đáng kể tốc độ tải ban đầu, một bước quan trọng trong quy trình là hydration. Hydration là quá trình mà JavaScript phía client "tiếp quản" HTML do máy chủ kết xuất, làm cho nó trở nên tương tác. Quá trình này bao gồm:

1. Máy chủ gửi HTML.
2. Trình duyệt kết xuất HTML.
3. Trình duyệt tải xuống gói JavaScript.
4. Gói JavaScript được phân tích và thực thi.
5. JavaScript gắn các trình lắng nghe sự kiện vào các phần tử HTML đã được kết xuất.

Việc "kết xuất lại" này ở phía client có thể là một nút thắt cổ chai về hiệu suất. Trong một số trường hợp, JavaScript phía client có thể kết xuất lại các phần của giao diện người dùng đã được máy chủ kết xuất hoàn hảo. Công việc này về cơ bản là bị trùng lặp và có thể dẫn đến:

• Tăng kích thước gói JavaScript: Các nhà phát triển thường phải gửi các gói JavaScript lớn đến client để "hydrate" toàn bộ ứng dụng, ngay cả khi chỉ một phần nhỏ của nó là tương tác.
• Phân chia gói khó hiểu: Việc quyết định phần nào của ứng dụng cần hydration có thể phức tạp.

Giới thiệu React Server Components (RSC)

React Server Components, lần đầu tiên được giới thiệu như một tính năng thử nghiệm và hiện là một phần cốt lõi của các framework React hiện đại như Next.js (App Router), đại diện cho một sự thay đổi mô hình. Thay vì gửi tất cả mã React của bạn đến client để kết xuất, RSC cho phép bạn kết xuất các component hoàn toàn trên máy chủ, chỉ gửi đi HTML cần thiết và JavaScript tối thiểu.

Ý tưởng cơ bản đằng sau RSC là chia ứng dụng của bạn thành hai loại component:

1. Server Components: Các component này chỉ kết xuất trên máy chủ. Chúng có quyền truy cập trực tiếp vào tài nguyên của máy chủ (cơ sở dữ liệu, hệ thống tệp, API) và không cần phải được gửi đến client. Chúng lý tưởng cho việc tìm nạp dữ liệu và kết xuất nội dung tĩnh hoặc bán động.
2. Client Components: Đây là các component React truyền thống kết xuất trên client. Chúng được đánh dấu bằng chỉ thị 'use client'. Chúng có thể tận dụng các tính năng tương tác của React như quản lý trạng thái (useState, useReducer), hiệu ứng (useEffect) và các trình lắng nghe sự kiện.

Các tính năng và lợi ích chính của RSC

RSC thay đổi cơ bản cách các ứng dụng React được xây dựng và phân phối. Dưới đây là một số ưu điểm chính của nó:

1. Giảm kích thước gói JavaScript: Vì Server Components chạy hoàn toàn trên máy chủ, mã của chúng không bao giờ được gửi đến client. Điều này làm giảm đáng kể lượng JavaScript mà trình duyệt cần tải xuống và thực thi, dẫn đến thời gian tải ban đầu nhanh hơn và hiệu suất được cải thiện, đặc biệt trên các thiết bị di động.
   Ví dụ: Một component tìm nạp dữ liệu sản phẩm từ cơ sở dữ liệu và hiển thị nó có thể là một Server Component. Chỉ có HTML kết quả được gửi đi, chứ không phải JavaScript để tìm nạp và kết xuất dữ liệu.
2. Truy cập trực tiếp máy chủ: Server Components có thể truy cập trực tiếp vào các tài nguyên backend như cơ sở dữ liệu, hệ thống tệp hoặc API nội bộ mà không cần phải phơi bày chúng thông qua một điểm cuối API riêng biệt. Điều này đơn giản hóa việc tìm nạp dữ liệu và giảm độ phức tạp của cơ sở hạ tầng backend của bạn.
   Ví dụ: Một component tìm nạp thông tin hồ sơ người dùng từ cơ sở dữ liệu cục bộ có thể làm điều đó trực tiếp trong Server Component, loại bỏ nhu cầu gọi API phía client.
3. Loại bỏ các nút thắt cổ chai của Hydration: Vì Server Components được kết xuất trên máy chủ và đầu ra của chúng là HTML tĩnh, client không cần phải "hydrate" chúng. Điều này có nghĩa là JavaScript phía client chỉ chịu trách nhiệm cho các Client Components tương tác, dẫn đến trải nghiệm tương tác mượt mà và nhanh hơn.
   Ví dụ: Một bố cục phức tạp được kết xuất bởi Server Component sẽ sẵn sàng ngay lập tức khi nhận được HTML. Chỉ các nút hoặc biểu mẫu tương tác trong bố cục đó, được đánh dấu là Client Components, mới yêu cầu hydration.
4. Cải thiện hiệu suất: Bằng cách chuyển việc kết xuất sang máy chủ và giảm thiểu JavaScript phía client, RSC góp phần làm cho Thời gian tương tác (TTI) nhanh hơn và hiệu suất trang tổng thể tốt hơn.
5. Nâng cao trải nghiệm lập trình viên: Sự tách biệt rõ ràng giữa Server và Client Components giúp đơn giản hóa kiến trúc. Các nhà phát triển có thể lý luận về nơi tìm nạp dữ liệu và tương tác nên xảy ra một cách dễ dàng hơn.
   Ví dụ: Các nhà phát triển có thể tự tin đặt logic tìm nạp dữ liệu trong Server Components, biết rằng nó sẽ không làm phình to gói client. Các yếu tố tương tác được đánh dấu rõ ràng bằng 'use client'.
6. Đồng vị trí Component (Component Co-location): Server Components cho phép bạn đặt logic tìm nạp dữ liệu cùng với các component sử dụng nó, dẫn đến mã sạch hơn và có tổ chức hơn.

Cách React Server Components hoạt động

React Server Components sử dụng một định dạng tuần tự hóa đặc biệt để giao tiếp giữa máy chủ và client. Khi một ứng dụng React sử dụng RSC được yêu cầu:

1. Kết xuất phía máy chủ: Máy chủ thực thi các Server Components. Các component này có thể tìm nạp dữ liệu, truy cập tài nguyên phía máy chủ và tạo ra đầu ra của chúng.
2. Tuần tự hóa (Serialization): Thay vì gửi các chuỗi HTML được định dạng đầy đủ cho mọi component, RSC tuần tự hóa một mô tả về cây React. Mô tả này bao gồm thông tin về component nào sẽ được kết xuất, chúng nhận props gì và nơi cần tương tác phía client.
3. Ghép nối phía client (Client-Side Stitching): Client nhận mô tả đã được tuần tự hóa này. Runtime của React trên client sau đó sử dụng mô tả này để "ghép nối" giao diện người dùng. Đối với Server Components, nó kết xuất HTML tĩnh. Đối với Client Components, nó kết xuất chúng và gắn các trình lắng nghe sự kiện và logic quản lý trạng thái cần thiết.

Quá trình tuần tự hóa này rất hiệu quả, chỉ gửi thông tin cần thiết về cấu trúc giao diện người dùng và sự khác biệt, thay vì toàn bộ chuỗi HTML có thể cần được client xử lý lại.

Ví dụ thực tế và các trường hợp sử dụng

Hãy xem xét một trang sản phẩm thương mại điện tử điển hình để minh họa sức mạnh của RSC.

Kịch bản: Trang sản phẩm thương mại điện tử

Một trang sản phẩm thường bao gồm:

• Chi tiết sản phẩm (tên, mô tả, giá)
• Hình ảnh sản phẩm
• Đánh giá của khách hàng
• Nút thêm vào giỏ hàng
• Phần sản phẩm liên quan

Với React Server Components:

• Chi tiết sản phẩm & Đánh giá (Server Components): Các component chịu trách nhiệm tìm nạp và hiển thị chi tiết sản phẩm (tên, mô tả, giá) và đánh giá của khách hàng có thể là Server Components. Chúng có thể truy vấn trực tiếp cơ sở dữ liệu để lấy thông tin sản phẩm và dữ liệu đánh giá. Đầu ra của chúng là HTML tĩnh, đảm bảo tốc độ tải ban đầu nhanh.

  // components/ProductDetails.server.jsx
  async function ProductDetails({ productId }) {
    const product = await getProductFromDatabase(productId);
    const reviews = await getReviewsForProduct(productId);
  
    return (
      
  
        
  {product.name}
        
  {product.description}
        
  Price: ${product.price}
        
  Reviews
        
  
          {reviews.map(review => 
  {review.text}
  )}
        
      
    );
  }
  
  export default ProductDetails;
  

• Hình ảnh sản phẩm (Server Components): Các component hình ảnh cũng có thể là Server Components, tìm nạp URL hình ảnh từ máy chủ.
• Nút Thêm vào giỏ hàng (Client Component): Nút "Thêm vào giỏ hàng", cần quản lý trạng thái riêng của nó (ví dụ: đang tải, số lượng, thêm vào giỏ hàng), nên là một Client Component. Điều này cho phép nó xử lý các tương tác của người dùng, thực hiện các cuộc gọi API để thêm các mặt hàng vào giỏ hàng và cập nhật giao diện người dùng của nó một cách tương ứng.

  // components/AddToCartButton.client.jsx
  'use client';
  
  import { useState } from 'react';
  
  function AddToCartButton({ productId }) {
    const [quantity, setQuantity] = useState(1);
    const [isAdding, setIsAdding] = useState(false);
  
    const handleAddToCart = async () => {
      setIsAdding(true);
      // Call API to add item to cart
      await addToCartApi(productId, quantity);
      setIsAdding(false);
      alert('Item added to cart!');
    };
  
    return (
      
  
         setQuantity(parseInt(e.target.value, 10))}
          min="1"
        />
        
          {isAdding ? 'Adding...' : 'Add to Cart'}
        
      
    );
  }
  
  export default AddToCartButton;
  

• Sản phẩm liên quan (Server Component): Một phần hiển thị các sản phẩm liên quan cũng có thể là một Server Component, tìm nạp dữ liệu từ máy chủ.

Trong thiết lập này, việc tải trang ban đầu cực kỳ nhanh vì thông tin sản phẩm cốt lõi được kết xuất trên máy chủ. Chỉ có nút "Thêm vào giỏ hàng" tương tác mới yêu cầu JavaScript phía client để hoạt động, giúp giảm đáng kể kích thước gói client.

Các khái niệm và chỉ thị chính

Hiểu các chỉ thị và khái niệm sau đây là rất quan trọng khi làm việc với React Server Components:

• Chỉ thị 'use client': Chú thích đặc biệt này ở đầu tệp đánh dấu một component và tất cả các hậu duệ của nó là Client Components. Nếu một Server Component nhập một Client Component, thì component được nhập đó và các con của nó cũng phải là Client Components.
• Server Components theo mặc định: Trong các môi trường hỗ trợ RSC (như Next.js App Router), các component mặc định là Server Components trừ khi chúng được đánh dấu rõ ràng bằng 'use client'.
• Truyền Props: Server Components có thể truyền props cho Client Components. Tuy nhiên, các props nguyên thủy (chuỗi, số, boolean) được tuần tự hóa và truyền đi một cách hiệu quả. Các đối tượng phức tạp hoặc hàm không thể được truyền trực tiếp từ Server đến Client Components, và các hàm không thể được truyền từ Client đến Server Components.
• Không có State hoặc Effects của React trong Server Components: Server Components không thể sử dụng các hook của React như useState, useEffect, hoặc các trình xử lý sự kiện như onClick vì chúng không tương tác trên client.
• Tìm nạp dữ liệu: Việc tìm nạp dữ liệu trong Server Components thường được thực hiện bằng các mẫu async/await tiêu chuẩn, truy cập trực tiếp vào tài nguyên máy chủ.

Các cân nhắc toàn cục và các phương pháp hay nhất

Khi áp dụng React Server Components, điều cần thiết là phải xem xét các tác động toàn cục và các phương pháp hay nhất:

• Bộ nhớ đệm CDN: Server Components, đặc biệt là những component kết xuất nội dung tĩnh, có thể được lưu vào bộ nhớ đệm hiệu quả trên Mạng phân phối nội dung (CDN). Điều này đảm bảo rằng người dùng trên toàn thế giới nhận được phản hồi nhanh hơn và gần hơn về mặt địa lý.
  Ví dụ: Các trang danh sách sản phẩm không thay đổi thường xuyên có thể được CDN lưu vào bộ nhớ đệm, giúp giảm đáng kể tải cho máy chủ và cải thiện độ trễ cho người dùng quốc tế.
• Quốc tế hóa (i18n) và Bản địa hóa (l10n): Server Components có thể rất mạnh mẽ cho i18n. Bạn có thể tìm nạp dữ liệu cụ thể theo ngôn ngữ trên máy chủ dựa trên tiêu đề yêu cầu của người dùng (ví dụ: Accept-Language). Điều này có nghĩa là nội dung đã dịch và dữ liệu đã được bản địa hóa (như tiền tệ, ngày tháng) có thể được kết xuất trên máy chủ trước khi trang được gửi đến client.
  Ví dụ: Một trang web tin tức toàn cầu có thể sử dụng Server Components để tìm nạp các bài báo và bản dịch của chúng dựa trên ngôn ngữ được phát hiện của trình duyệt hoặc địa chỉ IP của người dùng, cung cấp nội dung phù hợp nhất ngay từ đầu.
• Tối ưu hóa hiệu suất cho các mạng đa dạng: Bằng cách giảm thiểu JavaScript phía client, RSC vốn đã có hiệu suất cao hơn trên các kết nối mạng chậm hơn hoặc kém tin cậy hơn, vốn phổ biến ở nhiều nơi trên thế giới. Điều này phù hợp với mục tiêu tạo ra trải nghiệm web toàn diện.
• Xác thực và Ủy quyền: Các hoạt động nhạy cảm hoặc truy cập dữ liệu có thể được quản lý trực tiếp trong Server Components, đảm bảo rằng việc kiểm tra xác thực và ủy quyền của người dùng diễn ra trên máy chủ, tăng cường bảo mật. Điều này rất quan trọng đối với các ứng dụng toàn cầu xử lý các quy định về quyền riêng tư đa dạng.
  Ví dụ: Một ứng dụng bảng điều khiển có thể sử dụng Server Components để tìm nạp dữ liệu dành riêng cho người dùng chỉ sau khi người dùng đã được xác thực phía máy chủ.
• Cải tiến lũy tiến (Progressive Enhancement): Mặc dù RSC cung cấp một cách tiếp cận ưu tiên máy chủ mạnh mẽ, việc xem xét cải tiến lũy tiến vẫn là một thực hành tốt. Đảm bảo rằng chức năng quan trọng vẫn khả dụng ngay cả khi JavaScript bị trì hoãn hoặc không thành công, điều mà Server Components giúp tạo điều kiện thuận lợi.
• Hỗ trợ công cụ và Framework: Các framework như Next.js đã áp dụng RSC, cung cấp các công cụ mạnh mẽ và một lộ trình rõ ràng để áp dụng. Đảm bảo framework bạn chọn cung cấp đủ sự hỗ trợ và hướng dẫn để triển khai RSC một cách hiệu quả.

Tương lai của Server-Side Rendering với RSC

React Server Components không chỉ là một cải tiến gia tăng; chúng đại diện cho một sự suy nghĩ lại cơ bản về cách các ứng dụng React được kiến trúc và phân phối. Chúng thu hẹp khoảng cách giữa khả năng tìm nạp dữ liệu hiệu quả của máy chủ và nhu cầu về giao diện người dùng tương tác của client.

Sự tiến hóa này nhằm mục đích:

• Đơn giản hóa phát triển Full-Stack: Bằng cách cho phép đưa ra quyết định ở cấp độ component về nơi diễn ra việc kết xuất và tìm nạp dữ liệu, RSC có thể đơn giản hóa mô hình tư duy cho các nhà phát triển xây dựng ứng dụng full-stack.
• Đẩy xa giới hạn hiệu suất: Việc tập trung vào việc giảm JavaScript phía client và tối ưu hóa việc kết xuất phía máy chủ tiếp tục đẩy xa các giới hạn về hiệu suất web.
• Kích hoạt các mẫu kiến trúc mới: RSC mở ra cánh cửa cho các mẫu kiến trúc mới, chẳng hạn như giao diện người dùng truyền trực tuyến (streaming UI) và kiểm soát chi tiết hơn về những gì được kết xuất ở đâu.

Mặc dù việc áp dụng RSC vẫn đang phát triển, tác động của chúng là không thể phủ nhận. Các framework như Next.js đang dẫn đầu, giúp các chiến lược kết xuất tiên tiến này có thể tiếp cận được với nhiều nhà phát triển hơn. Khi hệ sinh thái trưởng thành, chúng ta có thể mong đợi sẽ thấy nhiều ứng dụng sáng tạo hơn được xây dựng với mô hình mới mạnh mẽ này.

Kết luận

React Server Components là một cột mốc quan trọng trong hành trình của server-side rendering. Chúng giải quyết nhiều thách thức về hiệu suất và kiến trúc đã gây khó khăn cho các ứng dụng web hiện đại, mang đến một con đường hướng tới những trải nghiệm nhanh hơn, hiệu quả hơn và có khả năng mở rộng cao hơn.

Bằng cách cho phép các nhà phát triển phân chia các component của họ một cách thông minh giữa máy chủ và client, RSC trao quyền cho chúng ta xây dựng các ứng dụng vừa có tính tương tác cao vừa có hiệu suất đáng kinh ngạc. Khi web tiếp tục phát triển, React Server Components sẵn sàng đóng một vai trò then chốt trong việc định hình tương lai của phát triển front-end, cung cấp một cách hợp lý và mạnh mẽ hơn để mang lại trải nghiệm người dùng phong phú trên toàn cầu.

Việc đón nhận sự thay đổi này đòi hỏi một cách tiếp cận chu đáo đối với kiến trúc component và sự hiểu biết rõ ràng về sự khác biệt giữa Server và Client Components. Tuy nhiên, những lợi ích về hiệu suất, trải nghiệm của nhà phát triển và khả năng mở rộng, khiến nó trở thành một sự tiến hóa hấp dẫn cho bất kỳ nhà phát triển React nào muốn xây dựng thế hệ ứng dụng web tiếp theo.