• Web 前端性能优化 : 如何有效提升静态文件的加载速度


    作者:刘轶斌,腾讯应用开发 工程师
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    一、如何优化

    用户在访问网页时, 最直观的感受就是页面内容出来的速度,我们要做的优化工作, 也主要是为了这个目标。那么为了提高页面加载(或者渲染)速度呢?一般来说有三个方面:

    1、代码逻辑:优秀的代码逻辑结构可以有效减少渲染页面使用的内存和速度(比如虚拟DOM),此方面不在本文讨论范围内。

    2、SSR服务器渲染,也就是所谓的“直出”。将首屏所有内容在服务器端渲染成html静态代码后,直接输出给浏览器,可以有效加快用户访问站点时首屏的加载时间。不过此方面也不在本文讨论范围内。

    3、提升静态文件的加载速度,这是本文会讨论的点,而这方面大致又可分为下面几点:

    — 加快静态文件下载速度

    — 减少静态文件的文件大小

    — 减少静态文件请求数量,从而减少发起请求的次数(对于移动端页面来说,请求的开销比网速的开销要大)

    (一)代码压缩

    最常规的优化手段之一。

    我们在平时开发的时候,JS脚本文件和CSS样式文件中的代码,都会依据一定的代码规范(比如javascript-standard-style)来提高项目的可维护性,以及团队之间合作的效率。

    但是在项目发布现网后, 这些代码是给客户端(浏览器)识别的,此时代码的命名规范、空格缩进都已没有必要,我们可以使用工具将这些代码进行混淆和压缩,减少静态文件的大小

    这里我们选择使用 Webpack,具体会在后面介绍。

    (二)文件合并

    在npm流行的今天,前端在进行项目开发的时候,往往会使用很多第三方代码库,比如jQuery,axios,weixin-js-sdk,lodash,bootstrap等等,每个库都有属于自己的脚本或者样式文件。

    按照最老的方式的话,我们会用<script> 标签或者<style>标签分别引入这些库文件,导致在打开一个页面的时候会发起几十个请求,这对于移动端来说是不可接受的。

    在减少文件请求数量方面大致有以下三方面:

    1、合并js脚本文件

    2、合并css样式文件

    3、合并css引用的图片,使用sprite雪碧图。

    对于 雪碧图 ,我们可以把页面上用到的多个细碎的小图片合并成一个大图片,把N个图片请求合并成了一个。然后在css样式中指定图片偏移,来实现显示不同的图片,如下图:

    这里我们继续选择使用Webpack,具体会在后面介绍。

    (三)gzip

    我们的文件在压缩合并之后,文件大小和文件数量都有了客观的减少。但是一旦站点业务逻辑多了,或者引入的第三方库多了之后,对于移动端来说,文件大小还是不太乐观。

    这个时候就是gzip压缩登场的时候啦~我们在webpack的配置中增加gzip压缩配置:

    上面代码会对文件大小大于10240,并且压缩率好于0.8的js、css文件进行gzip压缩,执行打包代码后生成结果文件如下:

    我们可以看到除了原有的js和css文件外,我们还得到了压缩后的gz文件。

    把所有这些文件一起部署到服务器上。(当然也可以直接nginx或其他web server配置gzip压缩)

    我们可以看到vendor.[hash].js文件的大小显著减少,从318kb减少到了不到100kb。

    (四)CDN和缓存

    为什么使用CDN?
    CDN 是一个全球(或者只有国内,具体看供应商)分布式网络,它把网站内容更快地传递给服务范围内的一个具体位置,而往往这个具体的位置离实际的内容服务器距离很远。举个极端点的例子,你的网站主机在爱尔兰(海南),而你的用户则在澳大利亚(漠河)访问。这时当你的用户访问你的网站的时候,延迟会很大,把你的(静态)数据用 CDN 放到澳大利亚(漠河)则会很大程度上提高用户访问网站的体验。

    如果没有CDN服务,我们可以添加Expires头,减少DNS查找,配置ETag,使AjaX可缓存。

    (五)安全方面: CSP

    web前端对于xss安全漏洞一定不陌生。我们知道Javascript语句甚至是css表达式都可能导致xss攻击,现在很多前端会使用CSP策略来进行脚本源的限制防御。

    而我们由于使用的cdn域名和业务域名不一样:
    cdn域名:https://cdn.xxx.qq.com
    业务域名:https://xxx.qq.com

    我们可以:

    1. 在index.html静态入口文件的meta http-equiv头中做配置;

    服务器端直接返回相应的HTTP response header头信息;

    例如:

    这里除了指定了cdn的域名源,告诉浏览器从这个域名加载的js文件都是可信的。同时因为我们使用的webpack打包压缩代码后的一些特性,我们还需要加上'unsafe-inline'标识。

    使用CSP策略我们可以指定浏览器安全解析script、css、fonts、media等资源的源与方式。

    参考资料有:

    Content Security Policy Reference

    Content Security Policy 入门教程

    二、webpack2.0

    使用webpack2最重要的地方就是使用它tree-shaking的特性。这个特性对于ES6的module管理有着非常优美的优化,大概能减少30%左右的包体积。

    ES module和CommonJS的require模块管理不同,前者是基于静态的,而后者是动态的。

    CJS:

    允许动态同步 require()

    导出仅在模块执行后才知道

    导出可以在模块初始化后添加,替换和删除

    ES module:

    只允许静态同步 import

    在模块执行之前,导入和导出已经关联

    导入和导出是不可变的

    现在我们来看一下如何使用webpack:

    代码压缩

    我们自己写的代码因为在开发时需要遵循一定的代码规范,所以会有很多多余的换行和空格字符,甚至是便于阅读的长变量名,这些其实对于机器(浏览器)来说,都不是必要的。所以我们可以把这些都干掉。比如我们写的代码可能是这样的:

    接着我们就使用Webpack来进行压缩。首先,需要在工程根目录的package.json(相信使用过npm包管理的前端同学一定不陌生)文件中添加webpack的依赖配置:

    各个工程应该按需引入需要的loader和webpack-plugin库。有一点需要注意的是:webpack本身是没有对各个类型的文件进行分析处理的能力的,这个时候我们需要使用各种第三方库的loader,比如css-loader等(当然我们也可以自己编写loader)。同时webpack也有强大的第三方Plugin插件供我们对文件进行进一步处理。

    接下来我们就可以在scripts中指向的脚本文件里编写webpack对应的构建代码了。

    例如在webpackConfig配置中的plugins属性数组中,我们可以添加以下配置:

    而最终生成的文件结构如下:

    我们可以看到所有样式代码被压缩后抽离到了一个app.[hash].css文件中,所有js逻辑代码按照业务逻辑和第三方库被抽离到了app.[hash].js和vendor.[hash].js文件中。

    被打包文件的内容也已经被webpack压缩混淆,减少了加载文件的Content Size。

    关于其他的webpack用法配置,可以查询官方文档和中文文档,这里就不一一详细说明了

    目前webpack3 和webpack4使用了新的方式打包代码,可以进一步提升js在浏览器中的执行效率。

     

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