浏览器的加载与页面性能优化

提升页面性能方面已经有很多前人的优秀经验了，如Best Practices for Speeding Up Your Web Site和Web Performance Best Practices

本文主要专注其中加载部分的优化，总结起来主要有以下几点：

• 带宽
  • 使用CDN
  • 压缩js、css，图片优化
• HTTP优化
  • 减少转向
  • 减少请求数
  • 缓存
  • 尽早Flush
  • 使用gzip
  • 减少cookie
  • 使用GET
• DNS优化
  • 减少域名解析时间
  • 增多域名提高并发
• JavaScript
  • 放页面底部
  • defer/async
• CSS
  • 放页面头部
  • 避免@import
• 其它
  • 预加载

接下来就从浏览器各个部分的实现来梳理性能优化方法。

连接数

在HTTP/1.1协议下，单个域名的最大连接数在IE6中是2个，而在其它浏览器中一般4-8个，而整体最大链接数在30左右

而在HTTP/1.0协议下，IE6、7单个域名的最大链接数可以达到4个，在Even Faster Web Sites一书中的11章还推荐了对静态文件服务使用HTTP/1.0协议来提高IE6、7浏览器的速度

浏览器链接数的详细信息可以在Browserscope上查到

使用多个域名可以提高并发，但前提是每个域名速度都是同样很快的，否则就会出现某个域名很慢会成为性能瓶颈的问题

http://www.baiduux.com/blog/2011/02/15/browser-loading/

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提高网站性能最佳实践

翻译了“http://developer.yahoo.com/performance/rules.html”一部分，

第一类：Content 内容上
1 Make Fewer HTTP Requests 减少HTTP请求数大部分的用户响应时间是发生在前端上，大部分时间都用在了下载页面组件：图片、css、js、flash等等，减少这些组件的数量是加速页面渲染的关键。一个方法是简化页面的设计，但是有没有方法既可以展示丰富的内容还可以让响应时间变快呢？下面是一些方法：合并文件是通过合并所有的脚步或样式成为一个脚本或样式的方法可以减少HTTP的请求；CSS Sprites是我们喜欢的一种方式来减少HTTP请求，就是合并你的背景图片，然后通过background-image和background-position来显示背景图片；内联图像用data: URL scheme在页面上嵌入图像数据，这会增加HTML页面大小，但是你可以写到CSS里面，但是有的浏览器不支持。
2 Reduce DNS Lookups 减少DNS查询
3 Avoid Redirects 避免重定向
4 Make Ajax Cacheable 使ajax可缓存
5 Post-load Components Post加载组件如果你有做拖放或动画的Javascript代码或库，这一部分可以等，因为拖放要等到页面渲染完成后才可以。YUI Image Loader可以延迟图片加载，YUI Get utility是一个方便的方法来调用JS和CSS。
6 Preload Components 预加载组件
7 Reduce the Number of DOM Elements 减少DOM元素数量 在Firebug控制台上输入document.getElementsByTagName(‘*’).length就可以看到DOM元素的数量了
8 Split Components Across Domains 跨域放置组件
9 Minimize the Number of iframes 使iframe的数量最小化
10 No 404s 无404

发现Fenng已经翻译好了，整理了一下。
Yahoo! 的 Exceptional Performance team 在 Web 前端方面作出了卓越的贡献。广为人知的优化规则也由 13 条到 14 条，再到 20 条，乃至现在的 34 条–真是与时俱进啊。最新的 34 条也针对不同的角度做了分类。

Web 前端优化最佳实践之 内容篇

 

1.  尽量减少 HTTP 请求 (Make Fewer HTTP Requests)
   作为第一条，可能也是最重要的一条。根据 Yahoo! 研究团队的数据分析，有很大一部分用户访问会因为这一条而取得最大受益。有几种常见的方法能切实减少 HTTP 请求：
   · 1) 合并文件，比如把多个 CSS 文件合成一个；
   · 2) CSS Sprites 利用 CSS background 相关元素进行背景图绝对定位；参见：CSS Sprites: Image Slicing’s Kiss of Death
   · 3) 图像地图
   · 4) 内联图象 使用 data: URL scheme 在实际的页面嵌入图像数据.
2.  减少 DNS 查找 (Reduce DNS Lookups)
   必须明确的一点，DNS 查找的开销是很大的。另外，我倒是觉得这是 Yahoo! 所有站点的通病，Yahoo！主站点可能还不够明显，一些分站点，存在明显的类似问题。对于国内站点来说，如果过多的使用了站外的 Widget ，也很容易引起过多的 DNS 查找问题。
3.  避免重定向 (Avoid Redirects)
   不是绝对的避免，尽量减少。另外，应该注意一些不必要的重定向。比如对 Web 站点子目录的后面添加个 / (Slash) ，就能有效避免一次重定向。http://www.dbanotes.net/arch 与 http://www.dbanotes.net/arch/ 二者之间是有差异的。如果是 Apache 服务器，通过配置 Alias 或mod_rewrite 或是 DirectorySlash 能够消除这个问题。
4.  使得 Ajax 可缓存 (Make Ajax Cacheable)
   响应时间对 Ajax 来说至关重要，否则用户体验绝对好不到哪里去。提高响应时间的有效手段就是 Cache 。其它的一些优化规则对这一条也是有效的。
5.  延迟载入组件 (Post-load Components)
6.  预载入组件 (Preload Components)
   上面两条严格说来，都是属于异步这个思想灵活运用的事儿。
7.  减少 DOM 元素数量 (Reduce the Number of DOM Elements)
8.  切分组件到多个域 (Split Components Across Domains)
   主要的目的是提高页面组件并行下载能力。但不要跨太多域名，否则就和第二条有些冲突了。
9.  最小化 iframe 的数量 (Minimize the Number of iframes)
   熟悉 SEO 的朋友知道 iframe 是 SEO 的大忌。针对前端优化来说 iframe 有其好处，也有其弊端，一分为二看问题吧。
10.  杜绝 http 404 错误 (No 404s)
    对页面链接的充分测试加上对 Web 服务器 error 日志的不断跟踪能有效减少 404 错误，亦能提升用户体验。值得一提的是，CSS 与 Java Script 引起的 404 错误因为定位稍稍”难”一点而往往容易被忽略。

 Web 前端优化最佳实践之 Server 篇

1.  使用 CDN (Use a Content Delivery Network)
   国内 CDN 的普及还不够。不过我们有独特的电信、网通之间的问题，如果针对这个作优化，基本上也算能收到 CDN 或类似的效果吧(假装如此)。
2.  添加 Expires 或 Cache-Control 信息头 (Add an Expires or a Cache-Control Header)
   各个浏览器都有针对的方案, Apache 例子【注意：下面的说明例子还不够精细，具体的环境上还要加一些调整】:
   ExpiresActive On
   ExpiresByType image/gif “modification plus 1 weeks”
   Lighttpd 启用 mod_expire 模块 后：
   $HTTP["url"] =~ “.(jpg|gif|png)$” {
        expire.url = ( “” => “access 1 years” )
   }
   Nginx 例子参考:
   location ~* .(jpg|gif|png)$ {
     if (-f $request_filename) {
           expires      max;
       break;
     }
   }
3.  压缩内容 (Gzip Components)
    对于绝大多数站点，这都是必要的一步，能有效减轻网络流量压力。或许有人担心对 CPU 压缩对于 CPU 的影响，放心大胆的整吧，没事儿。Nginx 例子：
   gzip            on;
   gzip_types      text/plain text/html text/css ext/javascript;
   另外参见：
   IIS 如何启用 Gzip 压缩?
4.  设置 Etags (Configure ETags)
   对于 Etag，可能是多数网站维护者都会忽略的地方。在这一系列优化规则出现之前，可能互联网上绝大多数站点都对这个问题忽略了。当然，Etag 对多数站点性能的影响并不是很大。除非是面向 RSS 的网站。【看到有朋友批评说写的简略，并且说 IE 不支持 ETag。明确说一下：IE 支持 ETag，倒是使用 IIS 要注意相关 Etag Bug。】
5.  尽早刷新 Buffer (Flush the Buffer Early)
   对这一条，琢磨了半天，貌似还是异步的思路。能更好的提升用户体验?
6.  对 AJAX 请求使用 GET 方法 (Use GET for AJAX Requests)
   XMLHttpRequest POST 要两步，而 GET 只需要一步。但要注意的是在 IE 上 GET 最大能处理的 URL 长度是 2K。
   Web 前端优化最佳实践之 Cookie 篇
   Web 前端优化最佳实践第三部分面向 Cookie 。目前只有 2 条实践规则。
   1. 缩小 Cookie (Reduce Cookie Size)
   Cookie 是个很有趣的话题。根据 RFC 2109 的描述，每个客户端最多保持 300 个 Cookie，针对每个域名最多 20 个 Cookie (实际上多数浏览器现在都比这个多，比如 Firefox 是 50 个) ，每个 Cookie 最多 4K，注意这里的 4K 根据不同的浏览器可能不是严格的 4096 。别扯远了，对于 Cookie 最重要的就是，尽量控制 Cookie 的大小，不要塞入一些无用的信息。
   2. 针对 Web 组件使用域名无关性的 Cookie (Use Cookie-free Domains for Components)
   这个话题在此前针对 Web 图片服务器的讨论中曾经提及。这里说的 Web 组件(Component)，多指静态文件，比如图片 CSS 等，Yahoo! 的静态文件都在 yimg.com 上，客户端请求静态文件的时候，减少了 Cookie 的反复传输对主域名 (yahoo.com) 的影响。

Web 前端优化最佳实践之 CSS 篇
Web 前端优化最佳实践第四部分面向 CSS。目前共计有 6 条实践规则。另请参见 Mozilla 开发者中心的文章：Writing Efficient CSS

1.  把 CSS 放到代码页上端 (Put Stylesheets at the Top)
   官方的解释我觉得多少有点语焉不详。这一条其实和用户访问期望有关。CSS 放到最顶部，浏览器能够有针对性的对 HTML 页面从顶到下进行解析和渲染。没有人喜欢等待，而浏览器已经考虑到了这一点。
2.  避免 CSS 表达式 (Avoid CSS Expressions)
   个人认为通过 CSS 表达式能做到的事情，通过其它手段也同样能做到而且风险更小一些。
3.  从页面中剥离 JavaScript 与 CSS (Make JavaScript and CSS External)
   剥离后，能够有针对性的对其进行单独的处理策略，比如压缩或者缓存策略。
4.  精简 JavaScript 与 CSS (Minify JavaScript and CSS)
   如果没有 JavaScript 与 CSS 可能更好。但，这是不可能的，SO，尽量小点吧。语法能简写的简写。
5.  使用 <link> 而不是@importChoose <link> over @import
   在 IE 中 @import 指令等同于把 link 标记写在 HTML 的底部。而这与第一条相违背。
6.  避免使用Filter (Avoid Filters)

Web 前端优化最佳实践之 JavaScript 篇
Web 前端优化最佳实践之 JavaScript 篇，这部分有 6 条规则，和 CSS 篇 重复的有几条。前端优化最佳实践，最重要的还是”实践”，要理解这东西容易得很，关键是要去”实践”，去”执行”，去”反馈”，去获取受益。

1.  脚本放到 HTML 代码页底部 (Put Scripts at the Bottom)
   当一个脚本在下载的时候，浏览器干不了其它的事儿(串行了)。所以，把它扔到最后面去处理。对于一些功能性的脚本，可能实现起来有些两难。不过对于国内网站来说，有很多使用 Google Analytics 服务进行网站数据分析的。这这一点来说，绝对可行的建议，放到页面最底下。
2.  Make JavaScript and CSS External
3.  精简 JavaScript 与 CSS (Minify JavaScript and CSS)
4.  移除重复脚本 (Remove Duplicate Scripts)
   对于一些历史遗留站点或是论坛类的网站来说，这倒是比较常见的。接手维护人前后变化过多，每个人都有自己的一套。这就会带来一些潜在的麻烦。
5.  减少 DOM 访问 (Minimize DOM Access)
   有三条指导建议:
   · 缓存已经访问过的元素 (Cache references to accessed elements)
   · “离线”更新节点, 再将它们添加到树中 (Update nodes “offline” and then add them to the tree)
   · 避免使用 JavaScript 输出页面布局–应该是 CSS 的事儿 (Avoid fixing layout with JavaScript)
6.  Develop Smart Event Handlers
   除了英文解释外，这里也提醒一下注意关于 Java Script 内存泄漏的问题。

Web 前端优化最佳实践之 图象篇
Web 前端优化最佳实践第六部分面向 图片(Image)，这部分目前有 4 条规则。在最近的 Velocity 2008 技术大会上，Yahoo! 的 Stoyan Stefanov 做的 Image Optimization: How Many of These 7 Mistakes Are You Making 也非常有参考价值。结合一起说一下。

1.  优化图片 (Optimize Images)
   使用 GIF 、JPG 还是 PNG 格式的图片? 尽可能的使用 PNG 格式的图片，更多的功能，更小的尺寸(与 GIF 相比)。
   对于 PNG 图片，考虑用 Pngcrush 或类似的工具进行优化。常见的工具如下表:
   · pngcrush http://pmt.sourceforge.net/pngcrush/
   · pngrewrite http://www.pobox.com/~jason1/pngrewrite/
   · OptiPNG http://www.cs.toronto.edu/~cosmin/pngtech/optipng/ (refer: 教程)
   · PNGOuthttp://advsys.net/ken/utils.htm
   另请参见: Five Tips For the Effective Use of PNG Images
   对 JPEG 图片的优化工具：
   · jpegtran (http://jpegclub.org/)
   必需要强调的是，图片设计的同学啊，请考虑设计面向 Web 的图片，不要动不动就设计超过可接受尺寸之外大家伙，这应该是一种习惯，而不是什么高超的技能，只需要记住就成了。
2.  使用 CSS Sprites 技巧对图片优化 (Optimize CSS Sprites)
   之前提到过，简单的说就是”利用 CSS background 相关元素进行背景图绝对定位”，把多次 HTTP 调用变为一次调用，更多参考：CSS Sprites: Image Slicing’s Kiss of Death
   补充一下：对于这个技巧我曾经见到有人滥用的。把多个背景图片揉成一个，减少　HTTP 调用，这是一个很好的思路。但一定要记住这个大图片不能太”重”，我看到过 100 多K 的背景图。一个图片就把整个网站拖得很慢。比较好的例子可以参考雅虎关系的这个图.
3.  不要在 HTML 中使用缩放图片 (Don’t Scale Images in HTML)
   更多的时候，可能是因为偷懒而没有制作合适大小的图片，如果是批量处理图片的话，可能一条 ImageMagic 命令（convert ）就能搞定 。必须提及的是，看到太多的对图片拉伸很难看的页面，救救这些页面!
4.  用更小的并且可缓存的 favicon.ico (Make favicon.ico Small and Cacheable)
   更小，可缓存，这两条可能都不是问题。问题是，太多站点根本没有 favicon.ico 。有的时候，判断独立域名的 Blog 是否专业，基本看一下是否有 favicon.ico 就差不多了。

Web 前端优化最佳实践之 Mobile(iPhone) 篇
Web 前端优化最佳实践最后一部分是针对移动应用的，其实只是针对 iPhone 的，目前只有两条规则。

1.  单个数据对象小于 25K (Keep Components under 25K)
   这个似乎只是针对 iPhone 研究的。建议保持单个 Web 数据对象在 25 K 以下。为什么是 25K? Apple 官方信息指出可缓存到内存中的 Web 对象最大支持到 10M，但经过测试，发现也就是 25K 左右。iPhone 在市场上的优异表现，让 Web 人员不得不考虑如何针对其进行优化。相信这部分内容也在不断变化中。
2.  Pack Components into a Multipart Document
   把Web 页面组件打包成一个多部分组成的文档。其目的是减少 HTTP 请求。