0.1秒的價(jià)值!淺談Web前端頁面提速問題

記得面試現(xiàn)在這份工作的時(shí)候,一位領(lǐng)導(dǎo)語重心長地談道——當(dāng)今的世界是互聯(lián)網(wǎng)的世界,IT企業(yè)之間的競爭是很激烈的,如果一個(gè)網(wǎng)頁的加載和顯示速度,相比別人的站點(diǎn)頁面有那么0.1秒的提升,那也是很大的一個(gè)成就。
然后我不知道怎么寫下去了,就在群里問了那群狗頭軍師,結(jié)果是這樣的。。。
好的,是時(shí)候“語鋒一轉(zhuǎn)”切回主題了 —— 如何提升我們站點(diǎn)頁面的訪問速度、減少等待時(shí)間,從而最大化地提升用戶訪問體驗(yàn)?zāi)兀?/p>
針對(duì)這個(gè)問題,我們今天會(huì)從前端的角度來提出系列解決方案,它們都能有效地提升你頁面的訪問速度。
一. 減少對(duì)服務(wù)器的文件請(qǐng)求
常規(guī)的HTTP請(qǐng)求屬于“請(qǐng)求”-“應(yīng)答”-“斷開”形式的短連接,每一個(gè)獨(dú)立的資源我們都會(huì)向服務(wù)器發(fā)去一份get請(qǐng)求,再等服務(wù)端將我們需要的文件傳回來。每一次資源的請(qǐng)求都實(shí)實(shí)在在地耗費(fèi)了一次“連接-等待-接收”的時(shí)間(當(dāng)然將http請(qǐng)求設(shè)為keep-alive長連接狀態(tài)可以減少“連接”的次數(shù)和時(shí)間),如果我們能有效減少對(duì)服務(wù)器文件的請(qǐng)求次數(shù),便意味著我們可以從這塊省下一些頁面等待時(shí)間,也可以順便減少服務(wù)器的負(fù)擔(dān)。
對(duì)于這個(gè)解決方案,我們可以這么做:
1. 使用css sprite技術(shù)合并多個(gè)圖片為單個(gè)圖片文件,實(shí)際使用時(shí)通過background-position來定位背景位置(相信大家第一個(gè)想到的也是這個(gè)吧);
2. 合并多個(gè)css樣式文件為單個(gè)樣式文件,合并多個(gè)腳本為單個(gè)腳本,再在頁面中引用合并后的樣式/腳本文件。對(duì)于這個(gè)你可以使用r.js來幫忙,但我個(gè)人倒是不怎么推薦這個(gè)方法,因?yàn)楹喜⒘宋募螅鄠€(gè)頁面之間公共部分的樣式/腳本文件就無法緩存到客戶端了;
3. 使用base64編碼來展示圖片。就如圖github 404頁面那樣:
你可以使用這個(gè)工具來幫你把圖片轉(zhuǎn)換為base64編碼的文件流,但常規(guī)只推薦你把這種方式使用在用戶重復(fù)訪問量較少的頁面,因?yàn)樗鼈冸m然無須從服務(wù)端get一遍,但也無法緩存在客戶端,導(dǎo)致用戶每次訪問頁面都要重新渲染一次。而且冗長的文件流代碼會(huì)占用你頁面很大的代碼空間,維護(hù)起頁面來估計(jì)也會(huì)挺心塞;
4. 將小塊的css、js代碼段直接寫在頁面上,而非在頁面引入獨(dú)立的樣式/腳本文件。相信有的朋友看慣了“保持結(jié)構(gòu) (標(biāo)記)、表現(xiàn) (樣式)、行為 (腳本)三者分離”的規(guī)范,對(duì)此觀點(diǎn)可能有些意見。只能說規(guī)范不是教條,適合自己的才是硬道理。直接把小段的、復(fù)用率低的樣式/腳本直接寫于頁面上帶來的利還是大于弊的(弊可能也就是增大了頁面代碼量、不那么好維護(hù)了點(diǎn))。反觀所有主流門戶網(wǎng)站的頁面源文件,基本沒有一個(gè)是把樣式/腳本都全部作為外部文件引入的(無論他們是否從減少服務(wù)器請(qǐng)求這點(diǎn)出發(fā),事實(shí)都是這樣);
5. 利用http-equiv="expires"元標(biāo)簽,設(shè)定一個(gè)未來的某時(shí)間點(diǎn)作為頁面文件過期時(shí)間,用戶在過期時(shí)間之前所獲取到的頁面文件都僅從緩存中去取。不過這個(gè)辦法太死板(有時(shí)候即使服務(wù)端及時(shí)把過期時(shí)間更改為已結(jié)束時(shí)間,客戶端可能都不會(huì)按照新更改的規(guī)則去服務(wù)端獲取新文件資源),常規(guī)是不推薦使用的。
二. 減少文件大小
文件太大(特別是圖片)導(dǎo)致加載時(shí)間較長,往往都是影響頁面加載體驗(yàn)的頭號(hào)大敵,那么盡可能減少請(qǐng)求文件的大小便是相當(dāng)重要的事情了,我們可以做的事情有:
1. 壓縮樣式/腳本文件,就此你可以使用gulp或者grunt來實(shí)現(xiàn)這點(diǎn),它們均能很好地減少css/js文件的大小(對(duì)于js還能起到混淆變量、函數(shù)名的作用);
2. 針對(duì)性選擇圖片格式,在無透明背景需求下,對(duì)于顏色較單一、無色彩漸變的圖片僅使用gif格式,對(duì)于jpg圖片也可按照其清晰度要求,在導(dǎo)出jpg的時(shí)候選擇對(duì)應(yīng)的“品質(zhì)”進(jìn)行優(yōu)化:
如果你喜歡嘗鮮,可以學(xué)淘寶那樣使用webp圖片格式,它能很好地優(yōu)化同畫質(zhì)下的文件大?。?/p>
3. 使用Font Awesome來替代頁面上的圖標(biāo),其原理是使用@font-face讓用戶下載一個(gè)非常小的UI字體包,把頁面上用到的圖標(biāo)以字符的形式來顯示,從而減少了圖片需求和圖標(biāo)文件大小。
三. 適度使用CDN
使用CDN有幾個(gè)好處:如果用戶在其它站點(diǎn)下載過這個(gè)CDN資源,那么來我們站點(diǎn)僅僅從緩存獲取即可;減少了對(duì)自己站點(diǎn)服務(wù)器的文件請(qǐng)求(外部CDN的情況下),減少服務(wù)器負(fù)擔(dān);多個(gè)域會(huì)使瀏覽器允許異步下載資源的最大數(shù)量增多,比如一個(gè)站點(diǎn)只從一個(gè)域來請(qǐng)求資源,那么FireFox只允許同時(shí)刻最多異步下載2個(gè)文件,但如果使用了外部CDN來引入資源,那么FF允許在同時(shí)異步下載本域中的兩個(gè)資源外,還額外允許同時(shí)異步下載另一個(gè)域(CDN)下的2個(gè)資源。
但是使用CDN有一個(gè)很大的問題——增加了dns解析的開銷,如果一個(gè)頁面同時(shí)引入了多個(gè)CDN的資源,可能會(huì)因?yàn)閐ns解析而陷入較多的等待時(shí)間,導(dǎo)致得不償失。
對(duì)于這個(gè)問題,常規(guī)是建議一個(gè)站點(diǎn)下只使用同一個(gè)可靠、快速的CDN來引入各種所需資源即可,也就是說,建議一個(gè)頁面從2個(gè)不同的域(比如站點(diǎn)域和CDN域)下來請(qǐng)求資源是最佳的選擇(據(jù)說這個(gè)結(jié)論是雅虎前端工程師提出的)。
四. 延遲請(qǐng)求、異步加載腳本
在各主流瀏覽器下,常規(guī)情況,我們的腳本文件跟隨其它資源文件一樣都是異步下載的,但這里存在一個(gè)問題——比如FireFox下載好腳本后的一小段時(shí)間內(nèi)會(huì)有“執(zhí)行阻塞”的情況發(fā)生,也就是說瀏覽器下載好腳本后執(zhí)行它的這段時(shí)間里,瀏覽器的其它行為被阻塞,導(dǎo)致頁面上的其它資源都是無法被請(qǐng)求和下載的:
如果你頁面里存在js代碼執(zhí)行時(shí)間過長的情況,那么用戶就會(huì)明顯感覺到頁面的延遲。解決這個(gè)問題有一個(gè)簡單的方法——將腳本請(qǐng)求標(biāo)簽放置到</body>結(jié)束標(biāo)簽前,使得頁面上的腳本成為最后被請(qǐng)求的資源,自然也不會(huì)阻塞其它頁面資源的請(qǐng)求事件了。
另外,雖然上面提到“我們的腳本文件跟隨其它資源文件一樣都是異步下載的”,但異步下載不代表異步執(zhí)行,為了嚴(yán)格保證腳本邏輯順序和依賴關(guān)系的正確性,瀏覽器會(huì)按照腳本被請(qǐng)求的先后順序來執(zhí)行腳本。那么問題就來了——如果頁面上的腳本依賴關(guān)系并不大,甚至沒有任何相互間的依賴,那么瀏覽器的這套規(guī)則就僅僅增加了頁面請(qǐng)求阻塞時(shí)間而已(就像你花大錢買了一筆保險(xiǎn),但被保險(xiǎn)期間你平安無事啥都沒發(fā)生…… 嗯,這個(gè)比喻有點(diǎn)反人類……)。
解決這個(gè)問題的辦法無非就是讓腳本無阻塞地異步執(zhí)行,比如給script標(biāo)簽加上defer和async屬性或者動(dòng)態(tài)注入腳本(可以參考這里),但這些都不是良好的解決方案,要么存在兼容性問題,要么太麻煩還無法處理依賴。
個(gè)人是推薦使用 requireJS(AMD規(guī)范) 或 seaJS(CMD規(guī)范) 來異步加載腳本并處理模塊依賴的,前者將“依賴前置”(預(yù)加載所有被依賴腳本模塊,執(zhí)行速度最快),后者走的“依賴就近”(懶加載被依賴腳本模塊,請(qǐng)求腳本更科學(xué)),你可以根據(jù)項(xiàng)目具體需求來選擇最合適的。
五. 延遲請(qǐng)求首屏外的文件
先解釋下,“首屏”指的是頁面初始化時(shí)候的頁面內(nèi)容顯示區(qū)域,也就是頁面一加載,用戶就首先看到的區(qū)域。
比如像京東啊淘寶啊,對(duì)于需要滾動(dòng)頁面才能看到的圖片內(nèi)容,都做了類似lazyload的處理,這些無非都是走了代理模式的理念,但的確給用戶一個(gè)錯(cuò)覺——這個(gè)頁面更快地加載完了,因?yàn)槲液芸炀涂吹搅似聊簧系膬?nèi)容(即使我還沒下拉滾動(dòng)條,而頁面后方的文件其實(shí)還沒真正加載呢)。
我們可以這樣實(shí)現(xiàn)此方案,不依賴任何lazyload庫,拿圖片來做示范,我們可以這樣編寫首屏外的圖片(假設(shè)某張圖片地址是a.jpg)的img標(biāo)簽:
<img src="data:image/png;base64,R0lGODlhAQABAAD/ACwAAAAAAQABAAACADs=" data-src="a.jpg">
如上所示,頁面初步加載這張圖片的時(shí)候是直接以base64的方式(當(dāng)然你也可以統(tǒng)一使用一張占位圖loading.gif來替代)來快速顯示一張極小的圖片的,而圖片本身的真實(shí)路徑是存在data-src屬性內(nèi)的,我們可以在頁面加載結(jié)束后再向服務(wù)器請(qǐng)求它真實(shí)的文件并替換:
function init(){
var imgDefer = document.getElementsByTagName('img');
for (var i=0; i<imgDefer.length; i++) {
if(imgDefer[i].getAttribute('data-src')) {
imgDefer[i].setAttribute('src',imgDefer[i].getAttribute('data-src'));
}
}
}
window.onload = init;
如上是對(duì)圖片的延遲加載處理,對(duì)于視頻、音頻文件,可以采取完全一樣的原理來延遲加載,從而有效減少頁面初始化等待時(shí)間。
六. 優(yōu)化頁面模塊排放順序
這里有一個(gè)很好的例子,比如有一個(gè)頁面是這樣的——左邊是側(cè)邊欄,用于存放用戶的頭像啊、資料啊,以及網(wǎng)站投放的廣告啊,而右側(cè)是文章內(nèi)容區(qū)域:
那么我們的代碼很可能是這樣的:
<body>
<sidebar>
<!-- 側(cè)邊欄內(nèi)容 --></sidebar>
<content>
<!-- 文章內(nèi)容 -->
</content>
</body>
于是乎,瀏覽器按照它的UI單線程準(zhǔn)則從上到下先加載了側(cè)邊欄,再加載我們的文章。。。
很明顯,這樣不是一個(gè)人性化的加載順序,我們得弄清楚,頁面上各個(gè)區(qū)域模塊,對(duì)于用戶而言,哪個(gè)才是最重要、最應(yīng)當(dāng)首先展示的。
對(duì)于上面的例子,文章內(nèi)容才應(yīng)該是用戶首先要看到、需要瀏覽器優(yōu)先請(qǐng)求和顯示的區(qū)域。所以我們得修改我們的代碼為:
<body>
<content>
<!-- 文章內(nèi)容 -->
</content>
<sidebar>
<!-- 側(cè)邊欄內(nèi)容 -->
</sidebar>
</body>
當(dāng)然這里僅僅是用一個(gè)小示例來挑起各位的腦洞,懂得舉一反三和實(shí)際運(yùn)用才是硬道理。
七. 其它建議
1. 不要在css中使用@import,它會(huì)讓一個(gè)樣式文件去等待另一個(gè)樣式文件的請(qǐng)求,無形中增加了頁面等待時(shí)間(當(dāng)然如果走的scss,@import就是另一回事了,呃跑題了~);
2. 避免頁面或者頁面文件重定向查找,這相當(dāng)于你走進(jìn)了一間衛(wèi)生間,然后看到上面的牌子說“此處不同,請(qǐng)去前面左拐的衛(wèi)生間”,又得重走一遍;
3. 減少無效請(qǐng)求——比如通過css/js來請(qǐng)求一個(gè)不存在的資源,可能會(huì)導(dǎo)致較長的等待和阻塞(直到它返回錯(cuò)誤信息);
4. 無論你是否決定將腳本放到頁尾,但一定要保障腳本放置于樣式文件后方;
5. 配置.htaccess文件、走Gzip頁面壓縮形式、開啟keep-alive連接模式等后端解決方案,這邊就不細(xì)說了。
相信頁面提速的方案絕對(duì)不僅僅局限于上面提到的這些,而且每個(gè)項(xiàng)目都有著各種需求和情況,只能按需選擇適合自己的方案。
但最重要的還是——盡量把用戶的體驗(yàn)放在第一位,無論是頁面的加載或者交互,都應(yīng)當(dāng)多從用戶角度切入去思考和設(shè)計(jì)最優(yōu)選的方案,這樣相信你一定能做出出色、受歡迎的作品。
今天聊的就是這些,共勉~
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