前端性能优化总结

前言

最近花了一些时间在项目的性能优化上，背后做了很多工作，但是最后依然没有达到自己想要的结果，有些失望，但是还是记录下自己的执着。

性能优化总结：减少请求次数、减小资源大小、提高响应和加载速度、优化资源加载时机、优化加载方式。

性能分类

对前端工程性能的优化，我觉得可以分为两类：

站在用户视角的主观的可感知的性能。
站在开发者视角的可客观度量的性能。

感知性能

对于用户来说，用户的感知性能才是最重要的，简单讲，就是让用户感觉你的网站访问很快，并且感知性能没有衡量标准。

不过，凡事总有例外，如果一个页面的加载时间就会很长，我们也可以通过一些方式让用户觉得没有那么慢。

总之一句话，你的页面可以做的不快，但是你可以让你的用户觉得你很快。

客观性能

对于开发者来说，性能指标是可以客观度量的，我们可以通过一些手段来优化 Web 性能，使这些度量指标达到开发者设定的标准。

客观性能是指，从用户输入url开始，到下载、解析和执行所有资源以及最终绘制的整个过程的时间度量。

性能指标是个很复杂的标准，后续我会单独整理出一篇文章介绍性能指标。

构建优化

由于我司使用的是 @vue/cli，所以许多webpack配置脚手架已经帮你完成了，我就不叙述了，这里只讲基于 @vue/cli 做的一些优化配置

gzip 压缩

gzip 压缩效率非常高，通常可以达到 70% 的压缩率，也就是说，如果你的网页有 30K，压缩之后就变成了 9K 左右。

//npm i -D compression-webpack-plugin
configureWebpack: config => {
  const CompressionPlugin = require('compression-webpack-plugin')
  config.plugins.push(new CompressionPlugin())
}

去除 console.log

线上项目自然不应该被看到控制台的打印日志,所以我们需要将 console.log 都去除掉。

//npm i -D terser-webpack-plugin 
 configureWebpack: config => {
   const TerserPlugin = require('terser-webpack-plugin')
   config.optimization.minimizer.push(
     new TerserPlugin({
       extractComments: false,
       terserOptions: { compress: { drop_console: true } },
     })
   )
 }

去除 SourceMap

由于打包后的文件经过了压缩、合并、混淆、babel编译后的代码不利于定位分析bug。

module.exports = {
  productionSourceMap: false,
}

CDN减少打包体积

使用 cdn 文件来减少工程到打包体积，也可以按需加载。

在 /public/index.html 中引入需要的js和css文件

去掉 package.json 中对于 vue、element-ui 等相关资源的依赖

src/main.js ，去掉 vue、element-ui 等相关资源的 import 和 vue.use 这些语句

配置externals。由于使用 Vue Cli 3 默认配置，新建出来的项目没有了 build 目录，首先得在项目根目录下，新建 vue.config.js 文件，里面添加以下代码：

module.exports = {
    configureWebpack:{
        externals:{
            'Vue': 'Vue',
            'element-ui': 'element-ui',
            'clipboard':'VueClipboard'
        }
    }
}

预渲染

渲染方式分为三种，客户端渲染，服务端渲染，预渲染。

我们默认的开发方式是通过客户端渲染，但是客户端渲染页面内容，关键链路较长，首屏渲染会有一定延迟，并且对 SEO 非常不友好，对于C端的产品来说，是不可行的。

所以很多公司都会通过服务端渲染（SSR）或是预渲染的方式来解决这两点问题，由于公司技术栈原因，我们采用预渲染的方式来做优化。

什么是预渲染？

简单说，就是将浏览器解析 javascript 动态渲染页面的这部分工作，在打包阶段就完成了，（只构建了静态数据）换个说法在构建过程中，webpack 通过使用 prerender-spa-plugin 插件生成静态结构的 html。

// npm i -D prerender-spa-plugin
 configureWebpack: config => {
   const path = require('path')
   const PrerenderSPAPlugin = require('prerender-spa-plugin')
   config.plugins.push(
     new PrerenderSPAPlugin({
       staticDir: path.join(__dirname, 'dist'),
       routes: ['/'],
       minify: {
         collapseBooleanAttributes: true,
         collapseWhitespace: true,
         keepClosingSlash: true,
         decodeEntities: true,
         sortAttributes: true,
       },
       renderer: new PrerenderSPAPlugin.PuppeteerRenderer({
         renderAfterDocumentEvent: 'render-event',
         renderAfterTime: 5000,
         // headless: false,
       }),
     })
   )
 }

注意：路由模式必须为 history ，如果不设置 history 模式，也能运行和生成文件，每个 index.html 文件的内容都会是一样的。

网络资源优化

Service Worker

ServiceWorker 是运行在浏览器后台进程里的一段 JS，它可以做许多事情，比如拦截客户端的请求、向客户端发送消息、向服务器发起请求等等，其中最重要的作用之一就是离线资源缓存。

ServiceWorker 拥有对缓存流程丰富灵活的控制能力，当页面请求到 ServiceWorker时，ServiceWorker 同时请求缓存和网络，把缓存的内容直接给用户，而后覆盖缓存，我司已经使用了 ServiceWorker 替换 HTTP缓存策略。

注意：需要HTTPS才可以使用 ServiceWorker

http缓存

HTTP 缓存一般分为两类：强缓存（也称本地缓存） 和 协商缓存（也称304缓存）。

普通刷新会启用 协商缓存，忽略 强缓存。只有在地址栏或收藏夹输入网址、通过链接引用资源等情况下，浏览器才会启用 强缓存。

强缓存（200）

本地缓存是最快速的一种缓存方式，只要资源还在缓存有效期内，浏览器就会直接在本地读取，不会请求服务端。

协商缓存（304）

协商缓存，顾名思义是经过浏览器与服务器之间协商过之后，在决定是否读取本地缓存，如果服务器通知浏览器可以读取本地缓存，会返回304状态码，并且协商过程很简单，只会发送头信息，不会发送响应体。

缓存位置

缓存位置一般分为：Memory Cache（内存缓存）和 Disk Cache（硬盘缓存）

内存缓存：读取快、持续时间短、容量小

硬盘缓存：读取慢、持续时间长、容量大

缓存优先级

Service Worker -> Memory Cache -> Disk Cache -> Push Cache

HTTP2

HTTP2 四个新特性：

多路复用，无需多个TCP连接，因为其允许在单一的HTTP2连接上发起多重请求，因此可以不用依赖建立多个TCP连接。
二进制分帧，将所有要传输的消息采用二进制编码，并且会将信息分割为更小的消息块。
头部压缩，用HPACK技术压缩头部，减小报文大小
服务端推送，服务端可以在客户端发起请求前发送数据，换句话说，服务端可以对客户端的一个请求发送多个相应，并且资源可以正常缓存。

server {
    listen 443 ssl http2;
}

注意：使用 http2 的前提是必须是 https。

资源预加载

简单说，提前加载资源，当用户需要查看时可直接从本地缓存中渲染。

总结：对当前页面需要的资源，使用 preload 进行预加载，对其它页面需要的资源进行 prefetch 预加载。

preload

preload 页面加载的过程中，在浏览器开始主体渲染之前加载。

<!-- 对sty1e.cs5和 index.js进行pre1oad预加载 -->
<link rel="preload" href="style.css" as="style">
<link rel="preload" href="index.js" as="script">

prefetch

prefetch 页面加载完成后，利用空闲时间提前加载。

<!--对资源进行 prefetch预加载-->
<link rel="prefetch" href="next.css">
<link rel="prefetch" href="next.js">

注意：vue-cli 默认开启 prefetch ，可在 vue.config.js 中全局禁用 prefetch ，再针对指定模块开启。

chainWebpack: config => {
  config.plugins.delete('prefetch')
}

dns-prefetch

页面加载完成后，利用空闲时间提前加载。

<link rel="dns-prefetch" href="//example.com">

异步无阻塞加载JS

异步加载 js 文件，并且不会阻塞页面的渲染。

先来看一个普通的 script 标签解析过程。

<script src="a.js" ></script>

停止解析 document.
请求 a.js
执行 a.js 中的脚本
继续解析 document

defer

<script src="d.js" defer></script>
<script src="e.js" defer></script>

不阻止解析 document，并行下载 d.js, e.js
即使下载完 d.js, e.js 仍继续解析 document
按照页面中出现的顺序，在其他同步脚本执行后，DOMContentLoaded 事件前依次执行 d.js, e.js。

async

<script src="b.js" async></script>
<script src="c.js" async></script>

不阻止解析 document, 并行下载 b.js, c.js
当脚本下载完后立即执行。（两者执行顺序不确定，执行阶段不确定，可能在 DOMContentLoaded 事件前或者后）

webp

webp 是一种新的图片格式，它的体积只有只有 JPEG 的2/3，将图片资源大量换成 webp 格式可以加快请求的速度。

我司的图片资源大部分都放在阿里的 OSS 上，并且阿里提供了接口，可以在线将 png/jpeg 转为 webp 格式。

注意：webp 格式在浏览器兼容上还有一定的问题，所以需要判断浏览器是否支持 webp 格式哦。

function check_webp_feature(feature, callback) {
    var kTestImages = {
        lossy: "UklGRiIAAABXRUJQVlA4IBYAAAAwAQCdASoBAAEADsD+JaQAA3AAAAAA",
        lossless: "UklGRhoAAABXRUJQVlA4TA0AAAAvAAAAEAcQERGIiP4HAA==",
        alpha: "UklGRkoAAABXRUJQVlA4WAoAAAAQAAAAAAAAAAAAQUxQSAwAAAARBxAR/Q9ERP8DAABWUDggGAAAABQBAJ0BKgEAAQAAAP4AAA3AAP7mtQAAAA==",
        animation: "UklGRlIAAABXRUJQVlA4WAoAAAASAAAAAAAAAAAAQU5JTQYAAAD/////AABBTk1GJgAAAAAAAAAAAAAAAAAAAGQAAABWUDhMDQAAAC8AAAAQBxAREYiI/gcA"
    };
    var img = new Image();
    img.onload = function () {
        var result = (img.width > 0) && (img.height > 0);
        callback(feature, result);
    };
    img.onerror = function () {
        callback(feature, false);
    };
    img.src = "data:image/webp;base64," + kTestImages[feature];
}