前端项目性能优化

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一、 加载性能优化

如何更快地把资源从服务器中拉到浏览器,如 http 与资源体积的各种优化,都是旨在加载性能的提升。

1、更快的传输

(1)把静态资源CDN化

将资源分发到 CDN 的边缘网络节点,使用户可就近获取所需内容,大幅减小了光纤传输距离,使全球各地用户打开网站都拥有良好的网络体验。

(2)使用HTTP2替代HTTP1.1

  • HTTP2的并行请求原理可解决http1.1线头阻塞问题

  • 如资源合并,拆分域名,雪碧图等均无需设置

查询网页资源是通过 HTTP1.1 还是 HTTP2 加载的,要怎么做呢?

从 GIF 中可以看出,除了 HTTP 协议版本外,还可以查看其他信息,例如 HTTP 请求的方法、域名等等。

(3) HTTP 缓存

更好的资源缓存策略,对于 CDN 来讲可减少回源次数,对于浏览器而言可减少请求发送次数。

1、缓存策略

强缓存

强缓存就是文件直接从本地缓存中获取,不需要发送请求。

协商缓存
  • 协商缓存,也叫对比缓存。

  • 它是一种服务端的缓存策略,即通过服务端来判断某件事情是不是可以被缓存。

  • 服务端判断客户端的资源,是否和服务端资源一样,如果一致则返回 304 ,反之返回 200 和最新的资源。

2、分包加载

避免一行代码修改导致整个 bundle 的缓存失效

(4)减少 HTTP 请求及负载

对一个网站的资源进行压缩优化,从而达到减少 HTTP 负载的目的。

  • js/css/image 等常规资源体积优化

  • 小图片优化,将小图片内联为 Data URI,减小请求数量

  • 图片懒加载

2、更小的体积

(1)JS、CSS、HTML 等文本资源处理

  • gzip 通过 LZ77 算法与 Huffman 编码来压缩文件,重复度越高的文件可压缩的空间就越大。

  • brotli 通过变种的 LZ77 算法、Huffman 编码及二阶文本建模来压缩文件,更先进的压缩算法,比 gzip 有更高的性能及压缩率

可在浏览器的 Content-Encoding 响应头查看该网站是否开启了压缩算法,目前知乎、掘金等已全面开启了 brotli 压缩。

查询方式:Accept-Encoding: gzip, deflate, br

(2)压缩工具

压缩策略

  1. 长变量名替换短变量
  2. 删除空格换行符
  3. 预计算: const a = 24 * 60 * 60 * 1000 -> const a = 86400000
  4. 移除无法被执行的代码
  5. 移除无用的变量及函数

工具

(1)可在 Terser Repl 在线查看代码压缩效果。

(2)swc 是另外一个用以压缩 Javascript 的工具,它拥有与 terser 相同的 API,由于它是由 rust 所写,因此它拥有更高的性能。

(3)html-minifier-terser 用以压缩 HTML 的工具

(3)使用Webpack减少JS体积

  • 使用 webpack-bundle-analyze 分析打包体积

  • 对一些库替换为更小体积的库,如 moment -> dayjs

  • 对一些库进行按需加载,如 import lodash -> import lodash/get

  • 对一些库使用支持 Tree Shaking,如 import lodash -> import lodash-es

webpack优化详细在这里

增加体验 PWA(Progerssive Web App)

webapp用户体验差(不能离线访问),用户粘性低(无法保存入口),pwa就是为了解决这一系列问题让webapp具有快速,可靠,安全等特点

  • Web App Mainfset: 将网站添加到桌面、更类似native的体验
    
  • Service Worker: 离线缓存内容,配合cache API
    
  • Push Api & Notification Api: 消息推送与提醒
    
  • App Shell & App Skeleton App壳、骨架屏
    

(4)图片资源处理

正常情况下图片体积大小排序:avif > webp > jpeg/png

可使用 picture/source 进行回退处理从而无缝兼容

<picture>
  <source srcset="img/photo.avif" type="image/avif">
  <source srcset="img/photo.webp" type="image/webp">
  <img src="img/photo.jpg" width="360" height="240">
</picture>
  1. 更合适的尺寸: 当页面仅需显示 100px/100px 大小图片时,对图片进行压缩到 100px/100px

  2. 更合适的压缩: 可对前端图片进行适当压缩,如通过 sharp

(5)其他处理

  1. 路由懒加载,无需加载整个应用的资源

  2. Tree Shaking: 无用导出将在生产环境进行删除

  3. browserlist/babel: 及时更新 browserlist,采用域名分片技术,将资源放到不同的域名下,同一个域名最多处理6个TCP链接问题

二、渲染性能优化

如何更快的把资源在浏览器上进行渲染。如减少重排重绘等都是旨在渲染性能的提升。

1、控制 HTTP 优先级,从而达到关键请求更快响应

<link rel="prefetch" href="style.css" as="style">
<link rel="preload" href="main.js" as="script">

preload 加载当前路由必需资源,优先级高。一般对于 Bundle Spliting 资源与 Code Spliting 资源做 preload prefetch 优先级低,在浏览器 idle 状态时加载资源。一般用以加载其它路由资源,如当页面出现 Link,可 prefetch 当前 Link 的路由资源。(next.js 默认会对 link 做懒加载+prefetch,即当某条 Link 出现页面中,即自动 prefetch 该 Link 指向的路由资源

拓展:dns-prefetch,可对主机地址的 DNS 进行预解析。

<link rel="dns-prefetch" href="//shanyue.tech">

2、防抖和节流

无论是防抖还是节流都可以大幅度减少渲染次数,在 React 中还可以使用 use-debounce 之类的 hooks 避免重新渲染

(1)防抖

指触发事件后指定时间后才执行函数,如果在指定时间内又触发了事件,则会重新计算函数执行时间(执行最后一次函数)。

(2)节流

在单位时间内多次触发事件只能执行第一次

(3)use-debounce

简单使用

 const [text, setText] = useState('Hello');
 // 一秒钟渲染一次,大大降低了重新渲染的频率 
 const [value] = useDebounce(text, 1000); 
 //输入内容则触发onChange事件
<input defaultValue={'Hello'} onChange={(e) => { setText(e.target.value); }} />
<p>Actual value: {text}</p> 
//若改变1秒渲染1次
<p>Debounce value: {value}</p> </div> 

3、虚拟列表优化

一般在视口内维护一个虚拟列表(仅渲染少量数据),监听视口位置变化,从而对视口内的虚拟列表进行控制。

在 React 中可采用以下库:

  1. react-virtualized

  2. react-window

4、请求及资源缓存

避免不必要的重复请求合理地对 API 进行缓存

  1. 对每一条 GET API 添加 key
  2. 根据 key 控制该 API 缓存,重复发生请求时将从缓存中取得
function Example() {
  // 设置缓存的 Key 为 Users:xxx
  const { isLoading, data } = useQuery(['users', userId], () => fetchUserById(userId))
}

三、JavaScript转换

1、Web Worker

在纯浏览器中,如何实现高性能的实时代码编译及转换?Babel Repl

如果使用Javascript 实现,将会耗时过多阻塞主线程,有可能导致页面卡顿。

如果使用 Web Worker 交由额外的线程来做这件事,将会高效很多,基本上所有在浏览器端进行代码编译的功能都由 Web Worker 实现

2、WASM

原理

  1. JS 性能低下

  2. C++/Rust 高性能

  3. 使用 C++/Rust 编写代码,然后在 Javascript 环境运行

注意:兼容性较差

举例:在纯浏览器中,如何实现高性能的图片压缩?

基本上很难做到,Javascript 的性能与生态决定了实现图片压缩的艰难。

而借助于 WASM 就相当于借用了其它语言的生态。

  1. libavif: C语言写的 avif 解码编码库

  2. libwebp: C语言写的 webp 解码编码库

  3. mozjpeg: C语言写的 jpeg 解码编码库

  4. oxipng: Rust语言写的 png 优化库

而由于 WASM,完全可以把这些其它语言的生态移植到浏览器中,从而实现一个高性能的离线式的图片压缩工具,但是有较为严重的兼容性问题。

如果想了解这种的工具,请看看 squoosh

参考多篇文章所得,如有错误请提出谢谢

本文参考

前端性能优化 24 条建议(2020)<|>写在 2021 的前端性能优化指南<|>浏览器渲染原理及性能优化仅用于自学