前端常见面试题总结（性能部分）

Monsters_China
407 阅读12分钟

其它章节：

性能相关

减少 HTTP 请求

使用 HTTP2

使用服务端渲染

客户端渲染: 获取 HTML 文件，根据需要下载 JavaScript 文件，运行文件，生成 DOM，再渲染。

服务端渲染：服务端返回 HTML 文件，客户端只需解析 HTML。

  • 优点：首屏渲染快，SEO 好。
  • 缺点：配置麻烦，增加了服务器的计算压力。

下面我用 Vue SSR 做示例，简单的描述一下 SSR 过程。

客户端渲染过程

  1. 访问客户端渲染的网站。
  2. 服务器返回一个包含了引入资源语句和 `` 的 HTML 文件。
  3. 客户端通过 HTTP 向服务器请求资源，当必要的资源都加载完毕后，执行 new Vue() 开始实例化并渲染页面。

服务端渲染过程

  1. 访问服务端渲染的网站。
  2. 服务器会查看当前路由组件需要哪些资源文件，然后将这些文件的内容填充到 HTML 文件。如果有 ajax 请求，就会执行它进行数据预取并填充到 HTML 文件里，最后返回这个 HTML 页面。
  3. 当客户端接收到这个 HTML 页面时，可以马上就开始渲染页面。与此同时，页面也会加载资源，当必要的资源都加载完毕后，开始执行 new Vue() 开始实例化并接管页面。

从上述两个过程中可以看出，区别就在于第二步。客户端渲染的网站会直接返回 HTML 文件，而服务端渲染的网站则会渲染完页面再返回这个 HTML 文件。

这样做的好处是什么？是更快的内容到达时间 (time-to-content)。

假设你的网站需要加载完 abcd 四个文件才能渲染完毕。并且每个文件大小为 1 M。

这样一算：客户端渲染的网站需要加载 4 个文件和 HTML 文件才能完成首页渲染，总计大小为 4M（忽略 HTML 文件大小）。而服务端渲染的网站只需要加载一个渲染完毕的 HTML 文件就能完成首页渲染，总计大小为已经渲染完毕的 HTML 文件（这种文件不会太大，一般为几百K，我的个人博客网站（SSR）加载的 HTML 文件为 400K）。这就是服务端渲染更快的原因。

将 CSS 放在文件头部，JavaScript 文件放在底部

使用字体图标 iconfont 代替图片图标

善用缓存，不重复加载相同的资源

为了避免用户每次访问网站都得请求文件，我们可以通过添加 Expires 或 max-age 来控制这一行为。Expires 设置了一个时间，只要在这个时间之前，浏览器都不会请求文件，而是直接使用缓存。而 max-age 是一个相对时间，建议使用 max-age 代替 Expires 。

不过这样会产生一个问题，当文件更新了怎么办？怎么通知浏览器重新请求文件？

可以通过更新页面中引用的资源链接地址，让浏览器主动放弃缓存，加载新资源。

具体做法是把资源地址 URL 的修改与文件内容关联起来，也就是说，只有文件内容变化，才会导致相应 URL 的变更，从而实现文件级别的精确缓存控制。什么东西与文件内容相关呢？我们会很自然的联想到利用数据摘要要算法对文件求摘要信息，摘要信息与文件内容一一对应，就有了一种可以精确到单个文件粒度的缓存控制依据了。

压缩文件

压缩文件可以减少文件下载时间，让用户体验性更好。

得益于 webpack 和 node 的发展，现在压缩文件已经非常方便了。

在 webpack 可以使用如下插件进行压缩：

  • JavaScript：UglifyPlugin
  • CSS ：MiniCssExtractPlugin
  • HTML：HtmlWebpackPlugin

其实，我们还可以做得更好。那就是使用 gzip 压缩。可以通过向 HTTP 请求头中的 Accept-Encoding 头添加 gzip 标识来开启这一功能。当然，服务器也得支持这一功能。

gzip 是目前最流行和最有效的压缩方法。举个例子，我用 Vue 开发的项目构建后生成的 app.js 文件大小为 1.4MB，使用 gzip 压缩后只有 573KB，体积减少了将近 60%。

附上 webpack 和 node 配置 gzip 的使用方法。

下载插件

npm install compression-webpack-plugin --save-dev
npm install compression

webpack 配置

const CompressionPlugin = require('compression-webpack-plugin');

module.exports = {
  plugins: [new CompressionPlugin()],
}

node 配置

const compression = require('compression')
// 在其他中间件前使用
app.use(compression())

图片优化

(1). 图片延迟加载

在页面中，先不给图片设置路径，只有当图片出现在浏览器的可视区域时，才去加载真正的图片，这就是延迟加载。对于图片很多的网站来说，一次性加载全部图片，会对用户体验造成很大的影响，所以需要使用图片延迟加载。

首先可以将图片这样设置，在页面不可见时图片不会加载：

<img data-src="https://avatars0.githubusercontent.com/u/22117876?s=460&u=7bd8f32788df6988833da6bd155c3cfbebc68006&v=4">

等页面可见时，使用 JS 加载图片：

const img = document.querySelector('img')
img.src = img.dataset.src

这样图片就加载出来了，完整的代码可以看一下参考资料。

参考资料：

(2). 响应式图片

响应式图片的优点是浏览器能够根据屏幕大小自动加载合适的图片。

通过 picture 实现

<picture>
	<source srcset="banner_w1000.jpg" media="(min-width: 801px)">
	<source srcset="banner_w800.jpg" media="(max-width: 800px)">
	<img src="banner_w800.jpg" alt="">
</picture>

通过 @media 实现

@media (min-width: 769px) {
	.bg {
		background-image: url(bg1080.jpg);
	}
}
@media (max-width: 768px) {
	.bg {
		background-image: url(bg768.jpg);
	}
}

(3). 调整图片大小

例如，你有一个 1920 * 1080 大小的图片，用缩略图的方式展示给用户，并且当用户鼠标悬停在上面时才展示全图。如果用户从未真正将鼠标悬停在缩略图上，则浪费了下载图片的时间。

所以，我们可以用两张图片来实行优化。一开始，只加载缩略图，当用户悬停在图片上时，才加载大图。还有一种办法，即对大图进行延迟加载，在所有元素都加载完成后手动更改大图的 src 进行下载。

(4). 降低图片质量

例如 JPG 格式的图片，100% 的质量和 90% 质量的通常看不出来区别，尤其是用来当背景图的时候。我经常用 PS 切背景图时， 将图片切成 JPG 格式，并且将它压缩到 60% 的质量，基本上看不出来区别。

压缩方法有两种，一是通过 webpack 插件 image-webpack-loader，二是通过在线网站进行压缩。

以下附上 webpack 插件 image-webpack-loader 的用法。

npm i -D image-webpack-loader

webpack 配置

{
  test: /\.(png|jpe?g|gif|svg)(\?.*)?$/,
  use:[
    {
    loader: 'url-loader',
    options: {
      limit: 10000, /* 图片大小小于1000字节限制时会自动转成 base64 码引用*/
      name: utils.assetsPath('img/[name].[hash:7].[ext]')
      }
    },
    /*对图片进行压缩*/
    {
      loader: 'image-webpack-loader',
      options: {
        bypassOnDebug: true,
      }
    }
  ]
}

(5). 尽可能利用 CSS3 效果代替图片

有很多图片使用 CSS 效果（渐变、阴影等）就能画出来，这种情况选择 CSS3 效果更好。因为代码大小通常是图片大小的几分之一甚至几十分之一。

(6). 使用 webp 格式的图片

WebP 的优势体现在它具有更优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；同时具备了无损和有损的压缩模式、Alpha 透明以及动画的特性，在 JPEG 和 PNG 上的转化效果都相当优秀、稳定和统一。

10. 通过 webpack 按需加载代码，提取第三库代码，减少 ES6 转为 ES5 的冗余代码

懒加载或者按需加载，是一种很好的优化网页或应用的方式。这种方式实际上是先把你的代码在一些逻辑断点处分离开，然后在一些代码块中完成某些操作后，立即引用或即将引用另外一些新的代码块。这样加快了应用的初始加载速度，减轻了它的总体体积，因为某些代码块可能永远不会被加载。

根据文件内容生成文件名，结合 import 动态引入组件实现按需加载

通过配置 output 的 filename 属性可以实现这个需求。filename 属性的值选项中有一个 [contenthash]，它将根据文件内容创建出唯一 hash。当文件内容发生变化时，[contenthash] 也会发生变化。

output: {
	filename: '[name].[contenthash].js',
    chunkFilename: '[name].[contenthash].js',
    path: path.resolve(__dirname, '../dist'),
},

提取第三方库

由于引入的第三方库一般都比较稳定，不会经常改变。所以将它们单独提取出来，作为长期缓存是一个更好的选择。 这里需要使用 webpack4 的 splitChunk 插件 cacheGroups 选项。

optimization: {
  	runtimeChunk: {
        name: 'manifest' // 将 webpack 的 runtime 代码拆分为一个单独的 chunk。
    },
    splitChunks: {
        cacheGroups: {
            vendor: {
                name: 'chunk-vendors',
                test: /[\\/]node_modules[\\/]/,
                priority: -10,
                chunks: 'initial'
            },
            common: {
                name: 'chunk-common',
                minChunks: 2,
                priority: -20,
                chunks: 'initial',
                reuseExistingChunk: true
            }
        },
    }
},
  • test: 用于控制哪些模块被这个缓存组匹配到。原封不动传递出去的话，它默认会选择所有的模块。可以传递的值类型：RegExp、String和Function;
  • priority：表示抽取权重，数字越大表示优先级越高。因为一个 module 可能会满足多个 cacheGroups 的条件，那么抽取到哪个就由权重最高的说了算；
  • reuseExistingChunk：表示是否使用已有的 chunk，如果为 true 则表示如果当前的 chunk 包含的模块已经被抽取出去了，那么将不会重新生成新的。
  • minChunks（默认是1）：在分割之前，这个代码块最小应该被引用的次数（译注：保证代码块复用性，默认配置的策略是不需要多次引用也可以被分割）
  • chunks (默认是async) ：initial、async和all
  • name(打包的chunks的名字)：字符串或者函数(函数可以根据条件自定义名字)

减少 ES6 转为 ES5 的冗余代码

Babel 转化后的代码想要实现和原来代码一样的功能需要借助一些帮助函数，比如：

class Person {}

会被转换为：

"use strict";

function _classCallCheck(instance, Constructor) {
  if (!(instance instanceof Constructor)) {
    throw new TypeError("Cannot call a class as a function");
  }
}

var Person = function Person() {
  _classCallCheck(this, Person);
};

这里 _classCallCheck 就是一个 helper 函数，如果在很多文件里都声明了类，那么就会产生很多个这样的 helper 函数。

这里的 @babel/runtime 包就声明了所有需要用到的帮助函数，而 @babel/plugin-transform-runtime 的作用就是将所有需要 helper 函数的文件，从 @babel/runtime包 引进来：

"use strict";

var _classCallCheck2 = require("@babel/runtime/helpers/classCallCheck");

var _classCallCheck3 = _interopRequireDefault(_classCallCheck2);

function _interopRequireDefault(obj) {
  return obj && obj.__esModule ? obj : { default: obj };
}

var Person = function Person() {
  (0, _classCallCheck3.default)(this, Person);
};

这里就没有再编译出 helper 函数 classCallCheck 了，而是直接引用了 @babel/runtime 中的 helpers/classCallCheck。

安装

npm i -D @babel/plugin-transform-runtime @babel/runtime

使用 在 .babelrc 文件中

"plugins": [
        "@babel/plugin-transform-runtime"
]

减少重绘重排

浏览器渲染过程

  1. 解析HTML生成DOM树。
  2. 解析CSS生成CSSOM规则树。
  3. 解析JS，操作 DOM 树和 CSSOM 规则树。
  4. 将DOM树与CSSOM规则树合并在一起生成渲染树。
  5. 遍历渲染树开始布局，计算每个节点的位置大小信息。
  6. 浏览器将所有图层的数据发送给GPU，GPU将图层合成并显示在屏幕上。

重排

当改变 DOM 元素位置或大小时，会导致浏览器重新生成渲染树，这个过程叫重排。

重绘

当重新生成渲染树后，就要将渲染树每个节点绘制到屏幕，这个过程叫重绘。不是所有的动作都会导致重排，例如改变字体颜色，只会导致重绘。记住，重排会导致重绘，重绘不会导致重排 。

重排和重绘这两个操作都是非常昂贵的，因为 JavaScript 引擎线程与 GUI 渲染线程是互斥，它们同时只能一个在工作。

什么操作会导致重排？

  • 添加或删除可见的 DOM 元素
  • 元素位置改变
  • 元素尺寸改变
  • 内容改变
  • 浏览器窗口尺寸改变

如何减少重排重绘？

  • 用 JavaScript 修改样式时，最好不要直接写样式，而是替换 class 来改变样式。
  • 如果要对 DOM 元素执行一系列操作，可以将 DOM 元素脱离文档流，修改完成后，再将它带回文档。推荐使用隐藏元素（display:none）或文档碎片（DocumentFragement），都能很好的实现这个方案。

降低 CSS 选择器的复杂性

(1). 浏览器读取选择器，遵循的原则是从选择器的右边到左边读取。

看个示例

#block .text p {
	color: red;
}
  1. 查找所有 P 元素。
  2. 查找结果 1 中的元素是否有类名为 text 的父元素
  3. 查找结果 2 中的元素是否有 id 为 block 的父元素

(2). CSS 选择器优先级

内联 > ID选择器 > 类选择器 > 标签选择器

根据以上两个信息可以得出结论。

  1. 选择器越短越好。
  2. 尽量使用高优先级的选择器，例如 ID 和类选择器。
  3. 避免使用通配符 *。

最后要说一句，据我查找的资料所得，CSS 选择器没有优化的必要，因为最慢和慢快的选择器性能差别非常小。

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