性能-网络相关

DNS 预解析

DNS 解析也是需要时间的,可以通过预解析的方式来预先获得域名所对应的 IP。

<link rel="dns-prefetch" href="//yuchengkai.cn">
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缓存

缓存对于前端性能优化来说是个很重要的点,良好的缓存策略可以降低资源的重复加载提高网页的整体加载速度。

通常浏览器缓存策略分为两种:强缓存和协商缓存。

强缓存

实现强缓存可以通过两种响应头实现:ExpiresCache-Control 。强缓存表示在缓存期间不需要请求,state code 为 200

Expires: Wed, 22 Oct 2018 08:41:00 GMT
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Expires 是 HTTP / 1.0 的产物,表示资源会在 Wed, 22 Oct 2018 08:41:00 GMT 后过期,需要再次请求。并且 Expires 受限于本地时间,如果修改了本地时间,可能会造成缓存失效。

Cache-control: max-age=30
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Cache-Control 出现于 HTTP / 1.1,优先级高于 Expires 。该属性表示资源会在 30 秒后过期,需要再次请求。

协商缓存

如果缓存过期了,我们就可以使用协商缓存来解决问题。协商缓存需要请求,如果缓存有效会返回 304。

协商缓存需要客户端和服务端共同实现,和强缓存一样,也有两种实现方式。

Last-Modified 和 If-Modified-Since

Last-Modified 表示本地文件最后修改日期,If-Modified-Since 会将 Last-Modified 的值发送给服务器,询问服务器在该日期后资源是否有更新,有更新的话就会将新的资源发送回来。

但是如果在本地打开缓存文件,就会造成 Last-Modified 被修改,所以在 HTTP / 1.1 出现了 ETag

ETag 和 If-None-Match

ETag 类似于文件指纹,If-None-Match 会将当前 ETag 发送给服务器,询问该资源 ETag 是否变动,有变动的话就将新的资源发送回来。并且 ETag 优先级比 Last-Modified 高。

选择合适的缓存策略

对于大部分的场景都可以使用强缓存配合协商缓存解决,但是在一些特殊的地方可能需要选择特殊的缓存策略

  • 对于某些不需要缓存的资源,可以使用 Cache-control: no-store ,表示该资源不需要缓存
  • 对于频繁变动的资源,可以使用 Cache-Control: no-cache 并配合 ETag 使用,表示该资源已被缓存,但是每次都会发送请求询问资源是否更新。
  • 对于代码文件来说,通常使用 Cache-Control: max-age=31536000 并配合策略缓存使用,然后对文件进行指纹处理,一旦文件名变动就会立刻下载新的文件。

使用 HTTP / 2.0

因为浏览器会有并发请求限制,在 HTTP / 1.1 时代,每个请求都需要建立和断开,消耗了好几个 RTT 时间,并且由于 TCP 慢启动的原因,加载体积大的文件会需要更多的时间。

在 HTTP / 2.0 中引入了多路复用,能够让多个请求使用同一个 TCP 链接,极大的加快了网页的加载速度。并且还支持 Header 压缩,进一步的减少了请求的数据大小。

更详细的内容你可以查看 该小节

预加载

在开发中,可能会遇到这样的情况。有些资源不需要马上用到,但是希望尽早获取,这时候就可以使用预加载。

预加载其实是声明式的 fetch ,强制浏览器请求资源,并且不会阻塞 onload 事件,可以使用以下代码开启预加载

<link rel="preload" href="http://example.com">
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预加载可以一定程度上降低首屏的加载时间,因为可以将一些不影响首屏但重要的文件延后加载,唯一缺点就是兼容性不好。

预渲染

可以通过预渲染将下载的文件预先在后台渲染,可以使用以下代码开启预渲染

<link rel="prerender" href="http://example.com"> 
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预渲染虽然可以提高页面的加载速度,但是要确保该页面百分百会被用户在之后打开,否则就白白浪费资源去渲染

优化渲染过程

对于代码层面的优化,你可以查阅浏览器系列中的 相关内容

懒执行

懒执行就是将某些逻辑延迟到使用时再计算。该技术可以用于首屏优化,对于某些耗时逻辑并不需要在首屏就使用的,就可以使用懒执行。懒执行需要唤醒,一般可以通过定时器或者事件的调用来唤醒。

懒加载

懒加载就是将不关键的资源延后加载。

懒加载的原理就是只加载自定义区域(通常是可视区域,但也可以是即将进入可视区域)内需要加载的东西。对于图片来说,先设置图片标签的 src 属性为一张占位图,将真实的图片资源放入一个自定义属性中,当进入自定义区域时,就将自定义属性替换为 src 属性,这样图片就会去下载资源,实现了图片懒加载。

懒加载不仅可以用于图片,也可以使用在别的资源上。比如进入可视区域才开始播放视频等等。

文件优化

图片优化

计算图片大小

对于一张 100 * 100 像素的图片来说,图像上有 10000 个像素点,如果每个像素的值是 RGBA 存储的话,那么也就是说每个像素有 4 个通道,每个通道 1 个字节(8 位 = 1个字节),所以该图片大小大概为 39KB(10000 * 1 * 4 / 1024)。

但是在实际项目中,一张图片可能并不需要使用那么多颜色去显示,我们可以通过减少每个像素的调色板来相应缩小图片的大小。

了解了如何计算图片大小的知识,那么对于如何优化图片,想必大家已经有 2 个思路了:

  • 减少像素点
  • 减少每个像素点能够显示的颜色

图片加载优化

  1. 不用图片。很多时候会使用到很多修饰类图片,其实这类修饰图片完全可以用 CSS 去代替。
  2. 对于移动端来说,屏幕宽度就那么点,完全没有必要去加载原图浪费带宽。一般图片都用 CDN 加载,可以计算出适配屏幕的宽度,然后去请求相应裁剪好的图片。
  3. 小图使用 base64 格式
  4. 将多个图标文件整合到一张图片中(雪碧图)
  5. 选择正确的图片格式:
    • 对于能够显示 WebP 格式的浏览器尽量使用 WebP 格式。因为 WebP 格式具有更好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,缺点就是兼容性并不好
    • 小图使用 PNG,其实对于大部分图标这类图片,完全可以使用 SVG 代替
    • 照片使用 JPEG

其他文件优化

  • CSS 文件放在 head
  • 服务端开启文件压缩功能
  • script 标签放在 body 底部,因为 JS 文件执行会阻塞渲染。当然也可以把 script 标签放在任意位置然后加上 defer ,表示该文件会并行下载,但是会放到 HTML 解析完成后顺序执行。对于没有任何依赖的 JS 文件可以加上 async ,表示加载和渲染后续文档元素的过程将和 JS 文件的加载与执行并行无序进行。
  • 执行 JS 代码过长会卡住渲染,对于需要很多时间计算的代码可以考虑使用 WebworkerWebworker 可以让我们另开一个线程执行脚本而不影响渲染。

CDN

静态资源尽量使用 CDN 加载,由于浏览器对于单个域名有并发请求上限,可以考虑使用多个 CDN 域名。对于 CDN 加载静态资源需要注意 CDN 域名要与主站不同,否则每次请求都会带上主站的 Cookie。

其他

使用 Webpack 优化项目

  • 对于 Webpack4,打包项目使用 production 模式,这样会自动开启代码压缩
  • 使用 ES6 模块来开启 tree shaking,这个技术可以移除没有使用的代码
  • 优化图片,对于小图可以使用 base64 的方式写入文件中
  • 按照路由拆分代码,实现按需加载
  • 给打包出来的文件名添加哈希,实现浏览器缓存文件

监控

对于代码运行错误,通常的办法是使用 window.onerror 拦截报错。该方法能拦截到大部分的详细报错信息,但是也有例外

  • 对于跨域的代码运行错误会显示 Script error. 对于这种情况我们需要给 script 标签添加 crossorigin 属性
  • 对于某些浏览器可能不会显示调用栈信息,这种情况可以通过 arguments.callee.caller 来做栈递归

对于异步代码来说,可以使用 catch 的方式捕获错误。比如 Promise 可以直接使用 catch 函数,async await 可以使用 try catch

但是要注意线上运行的代码都是压缩过的,需要在打包时生成 sourceMap 文件便于 debug。

对于捕获的错误需要上传给服务器,通常可以通过 img 标签的 src 发起一个请求。

面试题

如何渲染几万条数据并不卡住界面

这道题考察了如何在不卡住页面的情况下渲染数据,也就是说不能一次性将几万条都渲染出来,而应该一次渲染部分 DOM,那么就可以通过 requestAnimationFrame 来每 16 ms 刷新一次。

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">

<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
  <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
  <title>Document</title>
</head>
<body>
  <ul>控件</ul>
  <script>
    setTimeout(() => {
      // 插入十万条数据
      const total = 100000
      // 一次插入 20 条,如果觉得性能不好就减少
      const once = 20
      // 渲染数据总共需要几次
      const loopCount = total / once
      let countOfRender = 0
      let ul = document.querySelector("ul");
      function add() {
        // 优化性能,插入不会造成回流
        const fragment = document.createDocumentFragment();
        for (let i = 0; i < once; i++) {
          const li = document.createElement("li");
          li.innerText = Math.floor(Math.random() * total);
          fragment.appendChild(li);
        }
        ul.appendChild(fragment);
        countOfRender += 1;
        loop();
      }
      function loop() {
        if (countOfRender < loopCount) {
          window.requestAnimationFrame(add);
        }
      }
      loop();
    }, 0);
  </script>
</body>
</html>
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