前端性能优化方法总结及响应状态码详解

倾然丶 夕夏残阳落幕 提交于 2020-01-28 14:12:52

前端优化的途径有很多,按粒度大致可以分为两类,

  • 第一类是页面级别的优化,例如 HTTP请求数、脚本的无阻塞加载、内联脚本的位置优化等 ;
  • 第二类则是代码级别的优化,例如 Javascript中的DOM 操作优化、CSS选择符优化、图片优化以及 HTML结构优化等等。另外,本着提高投入产出比的目的,后文提到的各种优化策略大致按照投入产出比从大到小的顺序排列。
    一、页面级优化
      1. 减少 HTTP请求数
      这条策略基本上所有前端人都知道,而且也是最重要最有效的。都说要减少 HTTP请求,那请求多了到底会怎么样呢 ?首先,每个请求都是有成本的,既包含时间成本也包含资源成本。一个完整的请求都需要经过 DNS寻址、与服务器建立连接、发送数据、等待服务器响应、接收数据这样一个 “漫长” 而复杂的过程。时间成本就是用户需要看到或者 “感受” 到这个资源是必须要等待这个过程结束的,资源上由于每个请求都需要携带数据,因此每个请求都需要占用带宽。另外,由于浏览器进行并发请求的请求数是有上限的 (具体参见此处 ),因此请求数多了以后,浏览器需要分批进行请求,因此会增加用户的等待时间,会给用户造成站点速度慢这样一个印象,即使可能用户能看到的第一屏的资源都已经请求完了,但是浏览器的进度条会一直存在。
      2.合理设置 HTTP缓存
      缓存的力量是强大的,恰当的缓存设置可以大大的减少 HTTP请求。以有啊首页为例,当浏览器没有缓存的时候访问一共会发出 78个请求,共 600多 K数据 (如图 1.1),而当第二次访问即浏览器已缓存之后访问则仅有 10个请求,共 20多 K数据 (如图 1.2)。 (这里需要说明的是,如果直接 F5刷新页面的话效果是不一样的,这种情况下请求数还是一样,不过被缓存资源的请求服务器是 304响应,只有 Header没有Body ,可以节省带宽 )
      怎样才算合理设置 ?原则很简单,能缓存越多越好,能缓存越久越好。例如,很少变化的图片资源可以直接通过 HTTP Header中的Expires设置一个很长的过期头 ;变化不频繁而又可能会变的资源可以使用 Last-Modifed来做请求验证。尽可能的让资源能够在缓存中待得更久。
      缓存参照本博客关于缓存的文章。
      3. 资源合并与压缩
      如果可以的话,尽可能的将外部的脚本、样式进行合并,多个合为一个。另外, CSS、 Javascript、Image 都可以用相应的工具进行压缩,压缩后往往能省下不少空间。
      4. CSS Sprites
      合并 CSS图片,减少请求数的又一个好办法。
      5. Lazy Load Images(自己对这一块的内容还是不了解)
      这条策略实际上并不一定能减少 HTTP请求数,但是却能在某些条件下或者页面刚加载时减少 HTTP请求数。对于图片而言,在页面刚加载的时候可以只加载第一屏,当用户继续往后滚屏的时候才加载后续的图片。这样一来,假如用户只对第一屏的内容感兴趣时,那剩余的图片请求就都节省了。 有啊首页 曾经的做法是在加载的时候把第一屏之后的图片地址缓存在 Textarea标签中,待用户往下滚屏的时候才 “惰性” 加载。
      6. Lazy Load Javascript(只有在需要加载的时候加载,在一般情况下并不加载信息内容。)
      随着 Javascript框架的流行,越来越多的站点也使用起了框架。不过,一个框架往往包括了很多的功能实现,这些功能并不是每一个页面都需要的,如果下载了不需要的脚本则算得上是一种资源浪费 -既浪费了带宽又浪费了执行花费的时间。目前的做法大概有两种,一种是为那些流量特别大的页面专门定制一个专用的 mini版框架,另一种则是 Lazy Load。YUI 则使用了第二种方式,在 YUI的实现中,最初只加载核心模块,其他模块可以等到需要使用的时候才加载。
      7. 将 CSS放在 HEAD中
      如果将 CSS放在其他地方比如 BODY中,则浏览器有可能还未下载和解析到 CSS就已经开始渲染页面了,这就导致页面由无 CSS状态跳转到 CSS状态,用户体验比较糟糕。除此之外,有些浏览器会在 CSS下载完成后才开始渲染页面,如果 CSS放在靠下的位置则会导致浏览器将渲染时间推迟。
      8.减少作用域链查找(这方面设计到一些内容的相关问题)
      前文谈到了作用域链查找问题,这一点在循环中是尤其需要注意的问题。如果在循环中需要访问非本作用域下的变量时请在遍历之前用局部变量缓存该变量,并在遍历结束后再重写那个变量,这一点对全局变量尤其重要,因为全局变量处于作用域链的最顶端,访问时的查找次数是最多的。
      低效率的写法:
    // 全局变量
    var globalVar = 1;
    function myCallback(info){
    for( var i = 100000; i–😉{
    //每次访问 globalVar 都需要查找到作用域链最顶端,本例中需要访问 100000 次
    globalVar += i;
    }
    }
      更高效的写法:
    // 全局变量
    var globalVar = 1;
    function myCallback(info){
    //局部变量缓存全局变量
    var localVar = globalVar;
    for( var i = 100000; i–😉{
    //访问局部变量是最快的
    localVar += i;
    }
    //本例中只需要访问 2次全局变量
    在函数中只需要将 globalVar中内容的值赋给localVar 中区
    globalVar = localVar;
    }
      此外,要减少作用域链查找还应该减少闭包的使用。
    二、前端性能优化的原则(rule)
    1、不要按照准则照本宣科的做,需要根据实际情况因地制宜;
    2、不出bug!
    三、从浏览器发起请求到页面能正常浏览都有哪些阶段(process)?

预处理——>DNS解析——>建立连接——>发起请求——>等待响应——>接受数据——>处理元素——>布局渲染

四、响应状态码
3xx重定向
这类状态码代表需要客户端采取进一步的操作才能完成请求。通常,这些状态码用来重定向,后续的请求地址(重定向目标)在本次响应的Location域中指明。
当且仅当后续的请求所使用的方法是GET或者HEAD时,用户浏览器才可以在没有用户介入的情况下自动提交所需要的后续请求。客户端应当自动监测无限循环重定向(例如:A→B→C→……→A或A→A),因为这会导致服务器和客户端大量不必要的资源消耗。按照HTTP/1.0版规范的建议,浏览器不应自动访问超过5次的重定向。
300 Multiple Choices
被请求的资源有一系列可供选择的回馈信息,每个都有自己特定的地址和浏览器驱动的商议信息。用户或浏览器能够自行选择一个首选的地址进行重定向。
除非这是一个HEAD请求,否则该响应应当包括一个资源特性及地址的列表的实体,以便用户或浏览器从中选择最合适的重定向地址。这个实体的格式由Content-Type定义的格式所决定。浏览器可能根据响应的格式以及浏览器自身能力,自动作出最合适的选择。当然,RFC 2616规范并没有规定这样的自动选择该如何进行。
如果服务器本身已经有了首选的回馈选择,那么在Location中应当指明这个回馈的URI;浏览器可能会将这个Location值作为自动重定向的地址。此外,除非额外指定,否则这个响应也是可缓存的。
301 Moved Permanently
被请求的资源已永久移动到新位置,并且将来任何对此资源的引用都应该使用本响应返回的若干个URI之一。如果可能,拥有链接编辑功能的客户端应当自动把请求的地址修改为从服务器反馈回来的地址。除非额外指定,否则这个响应也是可缓存的。
新的永久性的URI应当在响应的Location域中返回。除非这是一个HEAD请求,否则响应的实体中应当包含指向新的URI的超链接及简短说明。
如果这不是一个GET或者HEAD请求,因此浏览器禁止自动进行重定向,除非得到用户的确认,因为请求的条件可能因此发生变化。
注意:对于某些使用HTTP/1.0协议的浏览器,当它们发送的POST请求得到了一个301响应的话,接下来的重定向请求将会变成GET方式。
302 Found
请求的资源现在临时从不同的URI响应请求。由于这样的重定向是临时的,客户端应当继续向原有地址发送以后的请求。只有在Cache-Control或Expires中进行了指定的情况下,这个响应才是可缓存的。
新的临时性的URI应当在响应的Location域中返回。除非这是一个HEAD请求,否则响应的实体中应当包含指向新的URI的超链接及简短说明。
如果这不是一个GET或者HEAD请求,那么浏览器禁止自动进行重定向,除非得到用户的确认,因为请求的条件可能因此发生变化。
注意:虽然RFC 1945和RFC 2068规范不允许客户端在重定向时改变请求的方法,但是很多现存的浏览器将302响应视作为303响应,并且使用GET方式访问在Location中规定的URI,而无视原先请求的方法。状态码303和307被添加了进来,用以明确服务器期待客户端进行何种反应。
303 See Other
对应当前请求的响应可以在另一个URI上被找到,而且客户端应当采用GET的方式访问那个资源。这个方法的存在主要是为了允许由脚本激活的POST请求输出重定向到一个新的资源。这个新的URI不是原始资源的替代引用。同时,303响应禁止被缓存。当然,第二个请求(重定向)可能被缓存。
新的URI应当在响应的Location域中返回。除非这是一个HEAD请求,否则响应的实体中应当包含指向新的URI的超链接及简短说明。
注意:许多HTTP/1.1版以前的浏览器不能正确理解303状态。如果需要考虑与这些浏览器之间的互动,302状态码应该可以胜任,因为大多数的浏览器处理302响应时的方式恰恰就是上述规范要求客户端处理303响应时应当做的。
304 Not Modified
如果客户端发送了一个带条件的GET请求且该请求已被允许,而文档的内容(自上次访问以来或者根据请求的条件)并没有改变,则服务器应当返回这个状态码。304响应禁止包含消息体,因此始终以消息头后的第一个空行结尾。
该响应必须包含以下的头信息:
Date,除非这个服务器没有时钟。假如没有时钟的服务器也遵守这些规则,那么代理服务器以及客户端可以自行将Date字段添加到接收到的响应头中去(正如RFC 2068中规定的一样),缓存机制将会正常工作。
ETag和/或Content-Location,假如同样的请求本应返回200响应。
Expires, Cache-Control,和/或Vary,假如其值可能与之前相同变量的其他响应对应的值不同的话。
假如本响应请求使用了强缓存验证,那么本次响应不应该包含其他实体头;否则(例如,某个带条件的GET请求使用了弱缓存验证),本次响应禁止包含其他实体头;这避免了缓存了的实体内容和更新了的实体头信息之间的不一致。
假如某个304响应指明了当前某个实体没有缓存,那么缓存系统必须忽视这个响应,并且重复发送不包含限制条件的请求。
假如接收到一个要求更新某个缓存条目的304响应,那么缓存系统必须更新整个条目以反映所有在响应中被更新的字段的值。
305 Use Proxy
被请求的资源必须通过指定的代理才能被访问。Location域中将给出指定的代理所在的URI信息,接收者需要重复发送一个单独的请求,通过这个代理才能访问相应资源。只有原始服务器才能创建305响应。
注意:RFC 2068中没有明确305响应是为了重定向一个单独的请求,而且只能被原始服务器创建。忽视这些限制可能导致严重的安全后果。
306 Switch Proxy
在最新版的规范中,306状态码已经不再被使用。
307 Temporary Redirect
请求的资源现在临时从不同的URI响应请求。由于这样的重定向是临时的,客户端应当继续向原有地址发送以后的请求。只有在Cache-Control或Expires中进行了指定的情况下,这个响应才是可缓存的。
新的临时性的URI应当在响应的Location域中返回。除非这是一个HEAD请求,否则响应的实体中应当包含指向新的URI的超链接及简短说明。因为部分浏览器不能识别307响应,因此需要添加上述必要信息以便用户能够理解并向新的URI发出访问请求。
如果这不是一个GET或者HEAD请求,那么浏览器禁止自动进行重定向,除非得到用户的确认,因为请求的条件可能因此发生变化。
4xx客户端错误
这类的状态码代表了客户端看起来可能发生了错误,妨碍了服务器的处理。除非响应的是一个HEAD请求,否则服务器就应该返回一个解释当前错误状况的实体,以及这是临时的还是永久性的状况。这些状态码适用于任何请求方法。浏览器应当向用户显示任何包含在此类错误响应中的实体内容。
如果错误发生时客户端正在传送数据,那么使用TCP的服务器实现应当仔细确保在关闭客户端与服务器之间的连接之前,客户端已经收到了包含错误信息的数据包。如果客户端在收到错误信息后继续向服务器发送数据,服务器的TCP栈将向客户端发送一个重置数据包,以清除该客户端所有还未识别的输入缓冲,以免这些数据被服务器上的应用程序读取并干扰后者。
400 Bad Request
由于包含语法错误,当前请求无法被服务器理解。除非进行修改,否则客户端不应该重复提交这个请求。
401 Unauthorized
当前请求需要用户验证。该响应必须包含一个适用于被请求资源的WWW-Authenticate信息头用以询问用户信息。客户端可以重复提交一个包含恰当的Authorization头信息的请求。如果当前请求已经包含了Authorization证书,那么401响应代表着服务器验证已经拒绝了那些证书。如果401响应包含了与前一个响应相同的身份验证询问,且浏览器已经至少尝试了一次验证,那么浏览器应当向用户展示响应中包含的实体信息,因为这个实体信息中可能包含了相关诊断信息。参见RFC 2617。
402 Payment Required
该状态码是为了将来可能的需求而预留的。
403 Forbidden
服务器已经理解请求,但是拒绝执行它。与401响应不同的是,身份验证并不能提供任何帮助,而且这个请求也不应该被重复提交。如果这不是一个HEAD请求,而且服务器希望能够讲清楚为何请求不能被执行,那么就应该在实体内描述拒绝的原因。当然服务器也可以返回一个404响应,假如它不希望让客户端获得任何信息。
404 Not Found
请求失败,请求所希望得到的资源未被在服务器上发现。没有信息能够告诉用户这个状况到底是暂时的还是永久的。假如服务器知道情况的话,应当使用410状态码来告知旧资源因为某些内部的配置机制问题,已经永久的不可用,而且没有任何可以跳转的地址。404这个状态码被广泛应用于当服务器不想揭示到底为何请求被拒绝或者没有其他适合的响应可用的情况下。
405 Method Not Allowed
请求行中指定的请求方法不能被用于请求相应的资源。该响应必须返回一个Allow头信息用以表示出当前资源能够接受的请求方法的列表。
鉴于PUT,DELETE方法会对服务器上的资源进行写操作,因而绝大部分的网页服务器都不支持或者在默认配置下不允许上述请求方法,对于此类请求均会返回405错误。
406 Not Acceptable
请求的资源的内容特性无法满足请求头中的条件,因而无法生成响应实体。
除非这是一个HEAD请求,否则该响应就应当返回一个包含可以让用户或者浏览器从中选择最合适的实体特性以及地址列表的实体。实体的格式由Content-Type头中定义的媒体类型决定。浏览器可以根据格式及自身能力自行作出最佳选择。但是,规范中并没有定义任何作出此类自动选择的标准。
407 Proxy Authentication Required
与401响应类似,只不过客户端必须在代理服务器上进行身份验证。代理服务器必须返回一个Proxy-Authenticate用以进行身份询问。客户端可以返回一个Proxy-Authorization信息头用以验证。参见RFC 2617。
408 Request Timeout
请求超时。客户端没有在服务器预备等待的时间内完成一个请求的发送。客户端可以随时再次提交这一请求而无需进行任何更改。
409 Conflict
由于和被请求的资源的当前状态之间存在冲突,请求无法完成。这个代码只允许用在这样的情况下才能被使用:用户被认为能够解决冲突,并且会重新提交新的请求。该响应应当包含足够的信息以便用户发现冲突的源头。
冲突通常发生于对PUT请求的处理中。例如,在采用版本检查的环境下,某次PUT提交的对特定资源的修改请求所附带的版本信息与之前的某个(第三方)请求向冲突,那么此时服务器就应该返回一个409错误,告知用户请求无法完成。此时,响应实体中很可能会包含两个冲突版本之间的差异比较,以便用户重新提交归并以后的新版本。
410 Gone
被请求的资源在服务器上已经不再可用,而且没有任何已知的转发地址。这样的状况应当被认为是永久性的。如果可能,拥有链接编辑功能的客户端应当在获得用户许可后删除所有指向这个地址的引用。如果服务器不知道或者无法确定这个状况是否是永久的,那么就应该使用404状态码。除非额外说明,否则这个响应是可缓存的。
410响应的目的主要是帮助网站管理员维护网站,通知用户该资源已经不再可用,并且服务器拥有者希望所有指向这个资源的远端连接也被删除。这类事件在限时、增值服务中很普遍。同样,410响应也被用于通知客户端在当前服务器站点上,原本属于某个个人的资源已经不再可用。当然,是否需要把所有永久不可用的资源标记为’410 Gone’,以及是否需要保持此标记多长时间,完全取决于服务器拥有者。
411 Length Required
服务器拒绝在没有定义Content-Length头的情况下接受请求。在添加了表明请求消息体长度的有效Content-Length头之后,客户端可以再次提交该请求。
412 Precondition Failed
服务器在验证在请求的头字段中给出先决条件时,没能满足其中的一个或多个。这个状态码允许客户端在获取资源时在请求的元信息(请求头字段数据)中设置先决条件,以此避免该请求方法被应用到其希望的内容以外的资源上。
413 Request Entity Too Large
服务器拒绝处理当前请求,因为该请求提交的实体数据大小超过了服务器愿意或者能够处理的范围。此种情况下,服务器可以关闭连接以免客户端继续发送此请求。
如果这个状况是临时的,服务器应当返回一个Retry-After的响应头,以告知客户端可以在多少时间以后重新尝试。
414 Request-URI Too Long
请求的URI长度超过了服务器能够解释的长度,因此服务器拒绝对该请求提供服务。这比较少见,通常的情况包括:
本应使用POST方法的表单提交变成了GET方法,导致查询字符串(Query String)过长。
重定向URI“黑洞”,例如每次重定向把旧的URI作为新的URI的一部分,导致在若干次重定向后URI超长。
客户端正在尝试利用某些服务器中存在的安全漏洞攻击服务器。这类服务器使用固定长度的缓冲读取或操作请求的URI,当GET后的参数超过某个数值后,可能会产生缓冲区溢出,导致任意代码被执行[1]。没有此类漏洞的服务器,应当返回414状态码。
415 Unsupported Media Type
对于当前请求的方法和所请求的资源,请求中提交的实体并不是服务器中所支持的格式,因此请求被拒绝。
416 Requested Range Not Satisfiable
如果请求中包含了Range请求头,并且Range中指定的任何数据范围都与当前资源的可用范围不重合,同时请求中又没有定义If-Range请求头,那么服务器就应当返回416状态码。
假如Range使用的是字节范围,那么这种情况就是指请求指定的所有数据范围的首字节位置都超过了当前资源的长度。服务器也应当在返回416状态码的同时,包含一个Content-Range实体头,用以指明当前资源的长度。这个响应也被禁止使用multipart/byteranges作为其Content-Type。
417 Expectation Failed
在请求头Expect中指定的预期内容无法被服务器满足,或者这个服务器是一个代理服务器,它有明显的证据证明在当前路由的下一个节点上,Expect的内容无法被满足。
418 I’m a teapot
本操作码是在1998年作为IETF的传统愚人节笑话, 在RFC 2324 超文本咖啡壶控制协议中定义的,并不需要在真实的HTTP服务器中定义。
421 There are too many connections from your internet address
从当前客户端所在的IP地址到服务器的连接数超过了服务器许可的最大范围。通常,这里的IP地址指的是从服务器上看到的客户端地址(比如用户的网关或者代理服务器地址)。在这种情况下,连接数的计算可能涉及到不止一个终端用户。
422 Unprocessable Entity
请求格式正确,但是由于含有语义错误,无法响应。(RFC 4918 WebDAV)
423 Locked
当前资源被锁定。(RFC 4918 WebDAV)
424 Failed Dependency
由于之前的某个请求发生的错误,导致当前请求失败,例如PROPPATCH。(RFC 4918 WebDAV)
425 Unordered Collection
在WebDav Advanced Collections草案中定义,但是未出现在《WebDAV顺序集协议》(RFC 3658)中。
426 Upgrade Required
客户端应当切换到TLS/1.0。(RFC 2817)
449 Retry With
由微软扩展,代表请求应当在执行完适当的操作后进行重试。
5xx服务器错误
这类状态码代表了服务器在处理请求的过程中有错误或者异常状态发生,也有可能是服务器意识到以当前的软硬件资源无法完成对请求的处理。除非这是一个HEAD请求,否则服务器应当包含一个解释当前错误状态以及这个状况是临时的还是永久的解释信息实体。浏览器应当向用户展示任何在当前响应中被包含的实体。
这些状态码适用于任何响应方法。
500 Internal Server Error
服务器遇到了一个未曾预料的状况,导致了它无法完成对请求的处理。一般来说,这个问题都会在服务器的程序码出错时出现。
501 Not Implemented
服务器不支持当前请求所需要的某个功能。当服务器无法识别请求的方法,并且无法支持其对任何资源的请求。
502 Bad Gateway
作为网关或者代理工作的服务器尝试执行请求时,从上游服务器接收到无效的响应。
503 Service Unavailable
由于临时的服务器维护或者过载,服务器当前无法处理请求。这个状况是临时的,并且将在一段时间以后恢复。如果能够预计延迟时间,那么响应中可以包含一个Retry-After头用以标明这个延迟时间。如果没有给出这个Retry-After信息,那么客户端应当以处理500响应的方式处理它。
504 Gateway Timeout
作为网关或者代理工作的服务器尝试执行请求时,未能及时从上游服务器(URI标识出的服务器,例如HTTP、FTP、LDAP)或者辅助服务器(例如DNS)收到响应。
注意:某些代理服务器在DNS查询超时时会返回400或者500错误。
505 HTTP Version Not Supported
服务器不支持,或者拒绝支持在请求中使用的HTTP版本。这暗示着服务器不能或不愿使用与客户端相同的版本。响应中应当包含一个描述了为何版本不被支持以及服务器支持哪些协议的实体。
506 Variant Also Negotiates
由《透明内容协商协议》(RFC 2295)扩展,代表服务器存在内部配置错误:被请求的协商变元资源被配置为在透明内容协商中使用自己,因此在一个协商处理中不是一个合适的重点。
507 Insufficient Storage
服务器无法存储完成请求所必须的内容。这个状况被认为是临时的。(WebDAV RFC 4918)
509 Bandwidth Limit Exceeded
服务器达到带宽限制。这不是一个官方的状态码,但是仍被广泛使用。
510 Not Extended
获取资源所需要的策略并没有被满足。(RFC 2774)

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