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性能优化§

网络相关§

DNS 预解析§

DNS 解析也是需要时间的,可以通过预解析的方式来预先获得域名所对应的 IP。

<link rel="dns-prefetch" href="//yuchengkai.cn">

缓存§

缓存对于前端性能优化来说是个很重要的点,良好的缓存策略可以降低资源的重复加载提高网页的整体加载速度。

通常浏览器缓存策略分为两种:强缓存和协商缓存。

强缓存§

实现强缓存可以通过两种响应头实现:ExpiresCache-Control 。强缓存表示在缓存期间不需要请求,state code 为 200

Expires: Wed, 22 Oct 2018 08:41:00 GMT

Expires 是 HTTP / 1.0 的产物,表示资源会在 Wed, 22 Oct 2018 08:41:00 GMT 后过期,需要再次请求。并且 Expires 受限于本地时间,如果修改了本地时间,可能会造成缓存失效。

Cache-control: max-age=30

Cache-Control 出现于 HTTP / 1.1,优先级高于 Expires 。该属性表示资源会在 30 秒后过期,需要再次请求。

协商缓存§

如果缓存过期了,我们就可以使用协商缓存来解决问题。协商缓存需要请求,如果缓存有效会返回 304。

协商缓存需要客户端和服务端共同实现,和强缓存一样,也有两种实现方式。

Last-Modified 和 If-Modified-Since§

Last-Modified 表示本地文件最后修改日期,If-Modified-Since 会将 Last-Modified 的值发送给服务器,询问服务器在该日期后资源是否有更新,有更新的话就会将新的资源发送回来。

但是如果在本地打开缓存文件,就会造成 Last-Modified 被修改,所以在 HTTP / 1.1 出现了 ETag

ETag 和 If-None-Match§

ETag 类似于文件指纹,If-None-Match 会将当前 ETag 发送给服务器,询问该资源 ETag 是否变动,有变动的话就将新的资源发送回来。并且 ETag 优先级比 Last-Modified 高。

选择合适的缓存策略§

对于大部分的场景都可以使用强缓存配合协商缓存解决,但是在一些特殊的地方可能需要选择特殊的缓存策略

  • 对于某些不需要缓存的资源,可以使用 Cache-control: no-store ,表示该资源不需要缓存
  • 对于频繁变动的资源,可以使用 Cache-Control: no-cache 并配合 ETag 使用,表示该资源已被缓存,但是每次都会发送请求询问资源是否更新。
  • 对于代码文件来说,通常使用 Cache-Control: max-age=31536000 并配合策略缓存使用,然后对文件进行指纹处理,一旦文件名变动就会立刻下载新的文件。

使用 HTTP / 2.0§

因为浏览器会有并发请求限制,在 HTTP / 1.1 时代,每个请求都需要建立和断开,消耗了好几个 RTT 时间,并且由于 TCP 慢启动的原因,加载体积大的文件会需要更多的时间。

在 HTTP / 2.0 中引入了多路复用,能够让多个请求使用同一个 TCP 链接,极大的加快了网页的加载速度。并且还支持 Header 压缩,进一步的减少了请求的数据大小。

预加载§

在开发中,可能会遇到这样的情况。有些资源不需要马上用到,但是希望尽早获取,这时候就可以使用预加载。

预加载其实是声明式的 fetch ,强制浏览器请求资源,并且不会阻塞 onload 事件,可以使用以下代码开启预加载

<link rel="preload" href="http://example.com">

预加载可以一定程度上降低首屏的加载时间,因为可以将一些不影响首屏但重要的文件延后加载,唯一缺点就是兼容性不好。

预渲染§

可以通过预渲染将下载的文件预先在后台渲染,可以使用以下代码开启预渲染

<link rel="prerender" href="http://example.com"> 

预渲染虽然可以提高页面的加载速度,但是要确保该页面百分百会被用户在之后打开,否则就白白浪费资源去渲染

PWA 离线缓存§

主线程§

ServiceWorker既然命名为worker,很大一部分原因就是它和WebWorker相关。它是第二个线程,不会影响 dom 渲染的主线程,两个Worker之间的通讯是基于postMessagechrome://inspect/#service-workers 就可以查看,在当前浏览器中,正在注册的 SW。另外,还有一个 chrome://serviceworker-internals,用来查看当前浏览器中,所有注册好的 SW

基于 HTTPS§

SW 是基于 HTTPS 的,如果你的网站不是 HTTPS,那么基本上你也别想了 SW

Scope 作用域§

一个sw.js并不能接管一个站点所有的页面,它只能在所在路由底下起到作用。意思就是如果你在//example.com/foo/bar.js里注册了一个 SW,那么它默认的作用域为//example.com/foo/

生命周期§

register§

ServiceWorker.js(又名sw.js)是一个独立 js,页面注册在浏览器支持的情况下,注册 sw.js 来控制Service Worker缓存。register将会触发安装声明周期。

if ('serviceWorker' in navigator) {
  navigator.serviceWorker
    .register('/sw.js')
    .then(function(registration) {
      console.log(
        'ServiceWorker registration successful with scope: ',
        registration.scope
      )
    })
    .catch(function(err) {
      console.log('ServiceWorker registration failed: ', err)
    })
}

install§

register完成后会触发install的生命周期,把设置好的静态文件,采用Service Worker的缓存方式,使用了Cache API来将资源缓存起来,同时使用 e.waitUntil 接手一个Promise来等待资源缓存成功,等到这个Promise状态成功后,ServiceWorker进入installed状态,意味着安装完毕。这时候主线程中返回的registration.waiting属性代表进入installed状态的ServiceWorker

var CACHE_NAME = 'my_cache'
var urlsToCache = ['/index.html', '/css/style.css', '/js/script.js']
//这里的self代表ServiceWorkerGlobalScope
self.addEventListener('install', function(event) {
  //这里的waitUtil会在安装成功之前执行一些预装的操作,但是只建议做一些轻量级和非常重要资源的缓存,减少安装失败的概率。安装成功
  //后ServiceWorker状态会从installing变为installed
  event.waitUntil(
    caches.open(CACHE_NAME).then(function(cache) {
      console.log('Opendhe : ', cache)
      return cache.addAll(urlsToCache)
    })
  )
})

skipWaiting§

skipWaiting()意味着新 SW 控制了之前用旧 SW 获取的页面,也就是说你的页面有一部分资源是通过旧 SW 获取,剩下一部分是通过新 SW 获取.

activate§

安装完,则会进入激活状态。如果之前已有ServiceWorker,这个版本只是对ServiceWorker进行了更新。如果你在event.waitUntil()中传入了一个 PromiseSW 将会缓存住功能性事件(fetch,push,sync等等),直到 Promise 返回 resolve 的时候再触发,也就是说,当你的fetch事件被触发的时候,SW 已经被完全激活了。

self.addEventListener('activate', event => {
  event.waitUntil(
    caches.keys().then(keys => Promise.all(
      keys.map(key => {
        if (!expectedCaches.includes(key)) {
          return caches.delete(key);
        }
      })
    )).then(() => {
      // V2控制缓存
    })
  );
});

fetch§

fetch请求是有别于xhr请求,sw提供监听拦截fetch的事件,对于命中缓存的数据可以直接返回请求。当接受到 fetch 请求时,会直接返回event.respondWith 得到Promise 结果。这样我们可以捕获页面所有的 fetch 请求。

self.addEventListener('fetch', function(event) {
  event.respondWith(
    caches.match(event.request)
      .then(function(response) {
        // Cache hit - return response
        if (response) {
          return response;
        }
        return fetch(event.request);
      }
    )
  );
});

Redundant§

Service Worker 可能因为以下之一的原因而被废弃(redundant,原意为“多余的,累赘的”)

  • installing 事件失败
  • activating 事件失败
  • 新的 Service Worker 替换其成为激活态 worker

浏览器获取了新版本的ServiceWorker代码,如果浏览器本身对sw.js进行缓存的话,也不会得到最新代码,所有代码会变成死代码,无法更新。所以对sw文件最好配置成cache-control: no-cache

优化渲染过程§

懒执行§

懒执行就是将某些逻辑延迟到使用时再计算。该技术可以用于首屏优化,对于某些耗时逻辑并不需要在首屏就使用的,就可以使用懒执行。懒执行需要唤醒,一般可以通过定时器或者事件的调用来唤醒。

懒加载§

懒加载就是将不关键的资源延后加载。 懒加载的原理就是只加载自定义区域(通常是可视区域,但也可以是即将进入可视区域)内需要加载的东西。

将页面里所有 img 属性 src 属性用 data-xx 代替,当页面滚动直至此图片出现在可视区域时,用 js 取到该图片的 data-xx 的值赋给 src,这样图片就会去下载资源,实现了图片懒加载。

懒加载不仅可以用于图片,也可以使用在别的资源上。比如进入可视区域才开始播放视频等等。

页可见区域宽: document.body.clientWidth;
网页可见区域高: document.body.clientHeight;
网页可见区域宽: document.body.offsetWidth (包括边线的宽);
网页可见区域高: document.body.offsetHeight (包括边线的宽);
网页正文全文宽: document.body.scrollWidth;
网页正文全文高: document.body.scrollHeight;
网页被卷去的高: document.body.scrollTop;
网页被卷去的左: document.body.scrollLeft;
网页正文部分上: window.screenTop;
网页正文部分左: window.screenLeft;
屏幕分辨率的高: window.screen.height;
屏幕分辨率的宽: window.screen.width;
屏幕可用工作区高度: window.screen.availHeight;

文件优化§

图片优化§

计算图片大小§

对于一张 100 * 100 像素的图片来说,图像上有 10000 个像素点,如果每个像素的值是 RGBA 存储的话,那么也就是说每个像素有 4 个通道,每个通道 1 个字节(8 位 = 1个字节),所以该图片大小大概为 39KB(10000 * 1 * 4 / 1024)。

但是在实际项目中,一张图片可能并不需要使用那么多颜色去显示,我们可以通过减少每个像素的调色板来相应缩小图片的大小。

了解了如何计算图片大小的知识,那么对于如何优化图片,想必大家已经有 2 个思路了:

  • 减少像素点
  • 减少每个像素点能够显示的颜色

图片加载优化§

  1. 不用图片。很多时候会使用到很多修饰类图片,其实这类修饰图片完全可以用 CSS 去代替。
  2. 对于移动端来说,屏幕宽度就那么点,完全没有必要去加载原图浪费带宽。一般图片都用 CDN 加载,可以计算出适配屏幕的宽度,然后去请求相应裁剪好的图片。
  3. 小图使用 base64 格式
  4. 将多个图标文件整合到一张图片中(雪碧图)
  5. 选择正确的图片格式:
    • 对于能够显示 WebP 格式的浏览器尽量使用 WebP 格式。因为 WebP 格式具有更好的图像数据压缩算法,能带来更小的图片体积,而且拥有肉眼识别无差异的图像质量,缺点就是兼容性并不好
    • 小图使用 PNG,其实对于大部分图标这类图片,完全可以使用 SVG 代替
    • 照片使用 JPEG

其他文件优化§

  • CSS 文件放在 head
  • 服务端开启文件压缩功能
  • script 标签放在 body 底部,因为 JS 文件执行会阻塞渲染。当然也可以把 script 标签放在任意位置然后加上 defer ,表示该文件会并行下载,但是会放到 HTML 解析完成后顺序执行。对于没有任何依赖的 JS 文件可以加上 async ,表示加载和渲染后续文档元素的过程将和 JS 文件的加载与执行并行无序进行。
  • 执行 JS 代码过长会卡住渲染,对于需要很多时间计算的代码可以考虑使用 WebworkerWebworker 可以让我们另开一个线程执行脚本而不影响渲染。

CDN§

静态资源尽量使用 CDN 加载,由于浏览器对于单个域名有并发请求上限,可以考虑使用多个 CDN 域名。对于 CDN 加载静态资源需要注意 CDN 域名要与主站不同,否则每次请求都会带上主站的 Cookie。