前端革命：使用 JAMstack 边缘侧渲染 (ESR) 掌握混合静态-动态内容

多年来，Web 开发领域一直受到一个基本权衡的制约。 您是选择静态站点的极速性能、安全性和可扩展性？ 还是选择动态应用程序的丰富个性化和实时数据？ 静态站点生成 (SSG) 和服务器端渲染 (SSR) 之间的这种选择迫使开发人员和企业做出妥协。 但是，如果您两者兼得呢？ 如果您可以提供一个全球分布式、静态优先的架构，该架构还可以提供具有近零延迟的动态、个性化内容呢？

这不是未来的梦想； 而是 JAMstack 生态系统中范式转变带来的现实：边缘侧渲染 (ESR)。 通过将类似服务器的计算从集中式数据中心转移到全球边缘位置网络，ESR 支持了一种新型的混合应用程序。 这些应用程序将预渲染内容的坚如磐石的基础与现代用户体验所需的动态性相结合。

本综合指南将解构边缘侧渲染。 我们将探讨它的起源、它与以前的渲染方法有何根本不同，以及为什么它正在成为构建高性能、全球感知 Web 应用程序的不可或缺的工具。 准备好重新思考静态和动态之间的界限。

Web 渲染的演变：快速回顾

要真正了解 ESR 的创新之处，必须了解将我们带到这里的历程。 每种渲染模式都是解决其时代问题的一种方案，为下一次演变铺平了道路。

服务器端渲染 (SSR) 时代

在 Web 的早期，SSR 是唯一的方法。 用户请求页面，中央服务器查询数据库，构建完整的 HTML 页面，并将其发送到浏览器。 这是 WordPress、Django 和 Ruby on Rails 等经典单体架构的模型。

• 优点： 非常适合搜索引擎优化 (SEO)，因为爬虫程序会收到完整的 HTML。 首次内容绘制 (FCP) 的时间很快，因为浏览器可以立即渲染 HTML。
• 缺点： 每个请求都需要完全往返于原始服务器，从而导致更高的首次字节时间 (TTFB)。 服务器是单一故障点，也是高负载下的性能瓶颈。 扩展可能很复杂且成本高昂。

客户端渲染 (CSR) 和单页应用程序 (SPA) 的兴起

随着 Angular、React 和 Vue 等强大的 JavaScript 框架的出现，钟摆转向了客户端。 在 CSR 模型中，服务器发送最小的 HTML shell 和一个大的 JavaScript 包。 然后，浏览器执行 JavaScript 以获取数据并渲染应用程序。

• 优点： 创建高度交互的、类似应用程序的用户体验。 在初始加载之后，页面之间的导航几乎可以瞬间完成，而无需完全重新加载页面。
• 缺点： 对于初始加载性能和 Core Web Vitals 而言是灾难性的。 在下载、解析和执行 JavaScript 之前，用户会看到一个空白屏幕。 这也带来了重大的 SEO 挑战，尽管搜索引擎在抓取 JavaScript 渲染的内容方面有所改进。

JAMstack 颠覆：静态站点生成 (SSG)

JAMstack 理念提出了一种彻底的简化。 如果内容没有更改，为什么要在每个请求上渲染页面？ 使用 SSG，每个可能的页面都会在构建步骤中预渲染为静态 HTML、CSS 和 JavaScript 文件。 然后，这些文件将部署到内容分发网络 (CDN)。

• 优点： 无与伦比的性能、安全性和可扩展性。 从 CDN 提供静态文件非常快速且具有弹性。 没有原始服务器或数据库需要管理内容交付，从而降低了复杂性和成本。
• 缺点： 该模型因动态内容而崩溃。 任何更改都需要完全站点重建和重新部署，这对于拥有数千个页面或用户特定内容的站点来说是不切实际的。 它不适用于电子商务、用户仪表板或任何经常更改的内容。

增量改进：增量静态再生 (ISR)

Next.js 等框架引入了 ISR 作为桥梁。 它允许开发人员在构建时预渲染页面（如 SSG），但也可以在经过一定时间后或在数据更改时按需在后台更新它们。 这是一个巨大的进步，允许静态站点拥有更新鲜的内容，而无需不断重建。 但是，第一个访问过时页面的用户仍然会遇到轻微的延迟，并且渲染仍然发生在集中的源站。

进入边缘：什么是边缘侧渲染 (ESR)？

虽然 ISR 改进了静态模型，但 ESR 引入了一个全新的维度。 它将传统上锁定在原始服务器中的计算能力分布到全球，直接在 CDN 基础设施本身中运行它。

定义 Web 开发中的“边缘”

当我们谈论“边缘”时，我们指的是边缘网络。 这是一个全球分布的服务器网络，通常称为存在点 (PoP)，战略性地位于世界各地的主要互联网交换点。 您在东京、伦敦和圣保罗的用户在物理上比他们在美国北部的中央服务器更接近他们各自的边缘节点。

传统上，这些网络 (CDN) 用于一件事：缓存静态资产。 它们会存储您的图像、CSS 和 JavaScript 文件的副本，以便可以将它们从最近的服务器交付给用户，从而大大减少延迟。 ESR 背后的革命性想法是：如果我们也可以在这些服务器上运行代码呢？

边缘侧渲染 (ESR) 说明

边缘侧渲染是一种 Web 渲染模式，其中动态逻辑在边缘节点（最靠近最终用户）执行并生成或修改 HTML，然后才发送响应。

它本质上是一种轻量级的、超分布式的 SSR 形式。 不是一台强大的服务器完成所有工作，而是全球数千个小型、快速的函数分担负载。 它的工作原理如下：

1. 德国的用户向您的网站发出请求。
2. 该请求不是由您的原始服务器拦截，而是由法兰克福最近的边缘节点拦截。
3. “边缘函数”（一小段无服务器代码）在该节点上立即运行。
4. 此函数可以执行动态任务：读取用户的 Cookie 以进行身份验证、检查请求标头以获取地理位置数据、从快速的全球 API 获取新数据或运行 A/B 测试。
5. 边缘函数采用预渲染的静态 HTML shell，并动态地“拼接”到它刚刚获取或生成的个性化内容中。
6. 完全形成的个性化 HTML 页面直接从法兰克福边缘节点交付给德国用户，延迟极低。

ESR 与 SSR 与 SSG：主要区别

了解 ESR 的位置需要进行清晰的比较：

• 执行位置：
  • SSG： 在构建时，在任何用户请求之前。
  • SSR： 在原始服务器上，在请求时。
  • ESR： 在边缘节点上，在请求时。
• 延迟 (TTFB)：
  • SSG： 最好。 文件是静态的并且位于 CDN 上。
  • ESR： 优秀。 计算在地理上靠近用户，消除了到原始服务器的长途旅行。
  • SSR： 最差。 该请求必须一直到达原始服务器，该服务器可能位于另一个大陆上。
• 个性化：
  • SSG： 服务器级别没有（可以在客户端完成，但那是 CSR）。
  • SSR： 完全能力。 服务器具有每个请求的完整上下文。
  • ESR： 完全能力。 边缘函数可以访问请求并执行所需的任何逻辑。
• 可扩展性和弹性：
  • SSG： 极高。 它继承了 CDN 的可扩展性。
  • ESR： 极高。 它在与 CDN 相同的全球分布式基础设施上运行。
  • SSR： 有限。 它取决于您的原始服务器的容量。

ESR 提供了 SSR 的个性化功能，以及接近 SSG 的性能和可扩展性优势。 它是终极混合模型。

混合的力量：将静态基础与动态边缘逻辑相结合

ESR 的真正魔力在于它创建混合架构的能力。 您不必在完全静态或完全动态页面之间进行选择。 您可以战略性地组合它们以获得最佳性能和用户体验。

“静态 Shell”架构

最有效的 ESR 策略从 SSG 开始。 在构建时，您会生成应用程序的静态“shell”。 此 shell 包含所有常见的、非个性化的 UI 元素：页眉、页脚、导航、常规页面布局、CSS 和字体。 此静态基础在全球范围内部署在 CDN 上。 当用户请求页面时，可以立即提供此 shell，从而提供近乎即时的结构和视觉反馈。

在边缘“拼接”动态内容

应用程序的动态部分由边缘函数处理。 这些函数充当智能中间件。 它们拦截对静态 shell 的请求，并在将其交付给用户之前，“拼接”到动态或个性化内容中。 这可能意味着替换占位符元素、注入数据，甚至修改 HTML 树的部分。

实际示例：个性化电子商务主页

让我们想象一个国际电子商务网站。 我们希望提供一个既快速又针对每个用户量身定制的主页。

静态部分（在构建时使用 SSG 生成）：

• 主页布局（页眉、页脚、英雄横幅）。
• 用于样式的 CSS。
• 产品网格的骨架加载程序，显示产品将出现的灰色框。
• HTML 中动态内容的占位符，例如：<!-- DYNAMIC_PRODUCTS_AREA --> 和 <!-- DYNAMIC_USER_NAV -->。

动态部分（由边缘函数在请求时处理）：

当用户访问主页时，会运行一个边缘函数。 这是其逻辑的简化伪代码表示：

            
// This is a conceptual example, not specific to any platform

async function handleRequest(request) {
  // 1. Get the static HTML shell from the cache
  let page = await getStaticPage("/");

  // 2. Check for user's location from headers
  const country = request.headers.get("cf-ipcountry") || "US"; // Example header

  // 3. Check for authentication cookie
  const sessionToken = request.cookies.get("session_id");

  // 4. Fetch dynamic data in parallel
  const [pricingData, userData] = await Promise.all([
    fetch(`https://api.myapp.com/products?country=${country}`),
    sessionToken ? fetch(`https://api.myapp.com/user?token=${sessionToken}`) : Promise.resolve(null)
  ]);

  // 5. Generate dynamic HTML for products
  const productsHtml = await generateProductGrid(pricingData);
  page = page.replace("<!-- DYNAMIC_PRODUCTS_AREA -->", productsHtml);

  // 6. Generate dynamic HTML for user navigation
  const userNavHtml = generateUserNav(userData);
  page = page.replace("<!-- DYNAMIC_USER_NAV -->", userNavHtml);

  // 7. Return the fully composed, personalized page
  return new Response(page, { headers: { "Content-Type": "text/html" } });
}

            

              
                Copy
              
            
          

这里的性能提升是巨大的。 澳大利亚悉尼的用户在此逻辑在悉尼的边缘节点上运行。 定价和用户推荐的数据可能会从全球分布式数据库（在澳大利亚也有业务）中获取。 整个个性化页面以毫秒为单位组装和交付，而无需进行跨太平洋的美国服务器之旅。 这就是您如何通过深度个性化实现全球性能。

ESR 生态系统中的主要参与者和技术

越来越多的框架和平台支持 ESR 的兴起，使开发人员可以访问它。

框架：推动者

• Next.js（带有 Vercel）： 该领域的先驱。 Next.js Middleware 允许开发人员编写在请求完成之前在边缘运行的代码。 它非常适合重写 URL、处理身份验证、A/B 测试等。
• SvelteKit： 在设计时考虑了平台不可知性。 SvelteKit 使用“适配器”将您的应用程序部署到各种环境，包括 Vercel、Netlify 和 Cloudflare Workers 等边缘平台。
• Nuxt (Vue)： Nuxt 3 服务器引擎 Nitro 构建为可移植的。 它可以编译您的 Vue 应用程序以在不同的无服务器和边缘环境中运行，从而使 ESR 成为一流的部署目标。
• Astro： 虽然以其“岛屿架构”而闻名，但 Astro 默认专注于交付零 JavaScript 使其成为 ESR 的完美合作伙伴。 您可以构建一个超轻的静态 shell，并仅对需要它的动态岛屿使用边缘上的服务器端渲染。

平台：基础设施

• Vercel Edge Functions： 与 Next.js 紧密集成，Vercel 的边缘函数在全球网络上运行，为构建 ESR 应用程序提供无缝的开发人员体验。
• Netlify Edge Functions： Netlify Edge Functions 基于 Deno 构建，提供了一个现代、安全且基于标准的运行时，用于在边缘执行逻辑。 它们与框架无关。
• Cloudflare Workers： 为许多边缘平台提供支持的基础技术。 Cloudflare Workers 是一个非常强大且灵活的平台，用于编写边缘函数，这些函数可以与或不与特定的前端框架一起使用。
• Fastly Compute@Edge： 一种高性能选项，它使用基于 WebAssembly 的运行时，承诺更快的冷启动和增强的边缘计算安全性。
• AWS Lambda@Edge： 亚马逊的解决方案，它将 Lambda 函数与其 CloudFront CDN 集成在一起。 对于已经大量投资于 AWS 生态系统的团队来说，这是一个强大的选择。

可操作的见解：何时以及如何实施 ESR

ESR 是一种强大的工具，但与任何工具一样，它不是解决所有问题的方案。 了解何时以及如何使用它是关键。

边缘侧渲染的理想用例

• 个性化： 提供量身定制的内容、用户特定的仪表板或基于从 Cookie 读取的用户数据定制的布局。
• 电子商务： 显示动态定价、实时检查库存以及根据用户的地理位置显示本地化促销活动。
• A/B 测试： 从边缘提供组件或页面的不同版本，而无需任何客户端闪烁或布局移动，从而获得更准确的测试结果。
• 身份验证和授权： 检查 Cookie 中是否存在有效的会话令牌，并在任何昂贵的渲染发生之前将未经验证的用户从受保护的路由重定向。
• 国际化 (i18n)： 根据用户的 `Accept-Language` 标头或 IP 地址，自动将用户重定向到您网站的正确语言版本（例如，`/en-us/`、`/fr-fr/`）。
• 功能标记： 通过在边缘启用或禁用页面的某些部分，将新功能推广到一部分用户。

何时避免边缘（并坚持使用 SSG 或 SSR）

• 纯静态内容： 如果您的站点是博客、文档门户或没有动态元素的营销着陆页，那么 SSG 仍然是无可争议的冠军。 不要添加不必要的复杂性。
• 繁重、长时间运行的计算： 边缘函数旨在提高速度，并且具有严格的执行时间限制（通常以毫秒为单位测量）和内存限制。 复杂的数据处理、报告生成或视频转码应卸载到传统的后端服务器或长时间运行的无服务器函数。
• 与旧版单体后端深度集成： 如果您的整个应用程序与位于一个位置的单个慢速数据库紧密耦合，那么在边缘运行逻辑将无法解决您的核心瓶颈。 您只需从边缘向慢速源站发出快速请求。 采用 ESR 通常作为更广泛的转变到分布式、API 优先架构的一部分最为有效。

未来在边缘：接下来是什么？

边缘侧渲染不是一种转瞬即逝的趋势； 它是下一代 Web 架构的基础。 我们已经看到生态系统在迅速发展。

下一个前沿是边缘上的全栈。 这涉及将边缘函数与全球分布式数据库（如 PlanetScale、Fauna 或 Cloudflare 的 D1）配对，这些数据库也在边缘存在。 这消除了最后一个剩余的瓶颈——到中央数据库的数据获取往返。 当您的代码和您的数据都位于边缘时，您可以构建整个应用程序，该应用程序可以在 100 毫秒内响应世界各地的任何人。

此外，从边缘流式传输 HTML 等技术将变得更加普遍。 这允许边缘函数立即将页面的静态 shell 发送到浏览器，同时等待较慢的数据获取完成。 浏览器可以开始解析和渲染初始 HTML，而其余动态内容会流式传输进来，从而显着提高感知性能。

结论

边缘侧渲染标志着 JAMstack 演变过程中的关键时刻。 它解决了静态性能和动态功能之间的经典冲突。 它不能替代 SSG 或 SSR，而是一个强大的第三个选项，它结合了两者的最佳属性，从而创建了一个真正的混合模型。

通过将计算从遥远的集中式服务器移动到距离您的用户只有几毫秒的全球网络，ESR 使我们能够构建一种新型的 Web 应用程序：应用程序非常快速、具有弹性可扩展性并且深度个性化。 这是一种根本性的转变，使开发人员能够向全球受众提供卓越的用户体验而不会妥协。 下次您开始一个项目时，不要只是问它应该是静态的还是动态的。 问：“我可以将哪些部分移动到边缘？”