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聊一聊如何搭建高性能网站

2星期前

在开发中经常会遇到网站的性能平静下来,打开慢的情况。我们平常开发中怎么一步一步排查这些问题并 解决问题呢

在快节奏的时代中,慢是个不容忍受的事情。

一、 为什么会‘慢’呢?

慢的情况是多种多样的,比如:

  • 用户体验敢差,感觉“慢”
  • javascript执行慢。
  • 接口响应慢。
  • 资源加载慢。
  • 浏览器渲染慢。
  • 。。。

我们只能要求自己,所以用户手机网速慢是不存在的~。

二、 排查手段

我们直接进入则会难过i天

我们将从几个方面着手讲一下排查问题的手段。

2.1 技术上的选择

在前端日常开发中,技术上的选择是非常重要的。为什么要讲这个呢?因为现象频发。

前端工程化严重的当下,轻量化的框架慢慢被遗忘掉了。并不是所有的业务场景都适合使用工程化框架,react/vue 并不轻量。

复杂的框架是为了解决复杂的业务

如果研发h5宣发、PC展示等场景简单的业务时候,javascript原生 配合一些轻量化插件更适合。

多页面应用也并不都是缺点。根据业务不同而选择不一样的技术是非常重要的,是每个前端都应该反思的事情。

这方面是导致卡顿的关键问题。

2.2 NetWrok

我们的老朋友NetWrok想必前端同学都很熟悉。我们先来看一下network面板

从面板上我们可以看出一些信息:

  • 请求资源size
  • 请求资源时长
  • 请求资源数量
  • 接口响应时长
  • 接口发起数量
  • 接口报文size
  • 接口响应状态
  • 瀑布图

瀑布图是什么呢?

瀑布图就是上方图片后面的waterfall纵列

瀑布图是一个级联图, 展示了浏览器如何加载资源并渲染成网页. 图中的每一行都是一次单独的浏览器请求. 这个图越长, 说明加载网页过程中所发的请求越多. 每一行的宽度, 代表浏览器发出请求并下载该资源的过程中所耗费的时间。它的侧重点在于分析网路链路

瀑布图颜色说明:

  • DNS Lookup [深绿色] - 在浏览器和服务器进行通信之前, 必须经过DNS查询, 将域名转换成IP地址. 在这个阶段, 你可以处理的东西很少. 但幸运的是, 并非所有的请求都需要经过这一阶段.

  • Initial Connection [橙色] - 在浏览器发送请求之前, 必须建立TCP连接. 这个过程仅仅发生在瀑布图中的开头几行, 否则这就是个性能问题(后边细说).

  • SSL/TLS Negotiation [紫色] - 如果你的页面是通过SSL/TLS这类安全协议加载资源, 这段时间就是浏览器建立安全连接的过程. 目前Google将HTTPS作为其 搜索排名因素 之一, SSL/TLS 协商的使用变得越来越普遍了.

  • Time To First Byte (TTFB) [绿色] - TTFB 是浏览器请求发送到服务器的时间+服务器处理请求时间+响应报文的第一字节到达浏览器的时间. 我们用这个指标来判断你的web服务器是否性能不够, 或者说你是否需要使用CDN.

  • Downloading (蓝色) - 这是浏览器用来下载资源所用的时间. 这段时间越长, 说明资源越大. 理想情况下, 你可以通过控制资源的大小来控制这段时间的长度.

那么除了瀑布图的长度外,我们如何才能判断一个瀑布图的状态是健康的呢?

  • 首先, 减少所有资源的加载时间. 亦即减小瀑布图的宽度. 瀑布图越窄, 网站的访问速度越快.

  • 其次, 减少请求数量 也就是降低瀑布图的高度. 瀑布图越矮越好.

  • 最后, 通过优化资源请求顺序来加快渲染时间. 从图上看, 就是将绿色的"开始渲染"线向左移. 这条线向左移动的越远越好.

这样,我们就可以从network的角度去排查“慢”的问题。

2.3 webpack-bundle-analyzer

项目构建后生成的bundle包是压缩后的。webpack-bundle-analyzer是一款包分析工具。

我们先来看一下它能带来的效果。如下图:

从上图来看,我们的bundle包被解析的一览无余。其中模块面积占的越大说明在bundle包中size越大。就值得注意了,重点优化一下。

它能够排查出来的信息有

  • 显示包中所有打入的模块
  • 显示模块size 及 gzip后的size

排查包中的模块情形是非常有必要的,通过webpack-bundle-analyzer来排查出一些无用的模块,过大的模块。然后进行优化。以减少我们的bundle包size,减少加载时长。

安装

# NPM 
npm install --save-dev webpack-bundle-analyzer
# Yarn 
yarn add -D webpack-bundle-analyzer
复制代码

使用(as a Webpack-Plugin)

const BundleAnalyzerPlugin = require('webpack-bundle-analyzer').BundleAnalyzerPlugin;
 
module.exports = {
  plugins: [
    new BundleAnalyzerPlugin()
  ]
}
复制代码

然后构建包完毕后会自动弹出一个窗口展示上图信息。

2.4 Performance

chrome自带的performance模块。先附上一个官网文档传送门:Performance

可以检测很多方面的数据,多数情况的性能排查上用的比较多。如果想要深入了解的同学建议去看一下官方文档。

接下来我们来说一下在performance面板中如何排差“慢”的问题,它给我们提供了哪些信息呢。先附上一张performance的面板图片。

从上图中可以分析出一些指标

  • FCP/LCP 时间是否过长?
  • 请求并发情况 是否并发频繁?
  • 请求发起顺序 请求发起顺序是否不对?
  • javascript执行情况 javascript执行是否过慢?

这些指标就是我们需要重点关注的,当然performance的功能并不止于此。

先记住如何获取到这些指标,后面来一一进行解析优化。

2.5 抓包

有一些业务状况是没有上述的一些调试工具该怎么办呢?我们可以利用抓包工具进行对页面信息对抓取,上述我们通过chrome工具排查出来的指标,也可以通过抓包工具进行抓取。

这里我推荐一款抓包工具charles。使用教程网上很多,自行搜索即可

三、优化指标

这里我们来讲一下如何优化上述指标和一些导致慢的情况

3.1 tree shaking

中文(摇树),webpack构建优化中重要一环。摇树用于清除我们项目中的一些无用代码,它依赖于ES中的模块语法。

比如日常使用lodash的时候

import _ from 'lodash'
复制代码

如果如上引用lodash库,在构建包的时候是会把整个lodash包打入到我们的bundle包中的。

import _isEmpty from 'lodash/isEmpty';
复制代码

如果如上引用lodash库,在构建包的时候只会把isEmpty这个方法抽离出来再打入到我们的bundle包中。

这样的化就会大大减少我们包的size。所以在日常引用第三方库的时候,需要注意导入的方式。

如何开启摇树

在webpack4.x 中默认对tree-shaking进行了支持。 在webpack2.x 中使用tree-shaking:传送门

3.2 split chunks

中文(分包)

在没配置任何东西的情况下,webpack 4 就智能的帮你做了代码分包。入口文件依赖的文件都被打包进了main.js,那些大于 30kb 的第三方包,如:echarts、xlsx、dropzone等都被单独打包成了一个个独立 bundle。

其它被我们设置了异步加载的页面或者组件变成了一个个chunk,也就是被打包成独立的bundle。

它内置的代码分割策略是这样的:

  • 新的 chunk 是否被共享或者是来自 node_modules 的模块
  • 新的 chunk 体积在压缩之前是否大于 30kb
  • 按需加载 chunk 的并发请求数量小于等于 5 个
  • 页面初始加载时的并发请求数量小于等于 3 个

大家可以根据自己的项目环境来更改配置。配置代码如下:

splitChunks({
  cacheGroups: {
    vendors: {
      name: `chunk-vendors`,
      test: /[\\/]node_modules[\\/]/,
      priority: -10,
      chunks: 'initial',
    },
    dll: {
      name: `chunk-dll`,
      test: /[\\/]bizcharts|[\\/]\@antv[\\/]data-set/,
      priority: 15,
      chunks: 'all',
      reuseExistingChunk: true
    },
    common: {
      name: `chunk-common`,
      minChunks: 2,
      priority: -20,
      chunks: 'all',
      reuseExistingChunk: true
    },
  }
})
复制代码

没有使用webpack4.x版本的项目,依然可以通过按需加载的形式进行分包,使得我们的包分散开,提升加载性能。

按需加载也是以前分包的重要手段之一

这里推荐一篇非常好的文章:webpack如何使用按需加载

3.3 拆包

与3.2的分包不同。大家可能没发现,上面2.3的bundle包解析中有个有趣的现象,上面项目的技术栈是react,但是bundle包中并没有react、react-dom、react-router等。

因为把这些插件“拆”开了。并没有一起打在bundle中。而是放在了CDN上。下面我举一个例子来解释一下。

假设:原本bundle包为2M,一次请求拉取。拆分为 bundle(1M) + react桶(CDN)(1M) 两次请求并发拉取。

从这个角度来看,1+1的模式拉取资源更快。

换一个角度来说,全量部署项目的情况,每次部署bundle包都将重新拉取。比较浪费资源。react桶的方式可以命中强缓存,这样的化,就算全量部署也只需要重新拉取左侧1M的bundle包即可,节省了服务器资源。优化了加载速度。

注意:在本地开发过程中,react等资源建议不要引入CDN,开发过程中刷新频繁,会增加CDN服务其压力,走本地就好。

gzip

服务端配置gzip压缩后可大大缩减资源大小。

Nginx配置方式

http {
  gzip on;
  gzip_buffers 32 4K;
  gzip_comp_level 6;
  gzip_min_length 100;
  gzip_types application/javascript text/css text/xml;
  gzip_disable "MSIE [1-6]\.";
  gzip_vary on;
}
复制代码

配置完成后在response header中可以查看。

3.5 图片压缩

开发中比较重要的一个环节,我司自己的图床工具是自带压缩功能的,压缩后直接上传到CDN上。

如果公司没有图床工具,我们该如何压缩图片呢?我推荐几种我常用的方式

  • 智图压缩 (百度很难搜到官网了,免费、批量、好用)
  • tinypng(免费、批量、速度块)
  • fireworks工具压缩像素点和尺寸 (自己动手,掌握尺度)
  • 找UI压缩后发给你

图片压缩是常用的手法,因为设备像素点的关系,UI给予的图片一般都是 x2,x4的,所以压缩就非常有必要。

3.6 图片分割

如果页面中有一张效果图,比如真机渲染图,UI手拿着刀不让你压缩。这时候不妨考虑一下分割图片。

建议单张土图片的大小不要超过100k,我们在分割完图片后,通过布局再拼接在一起。可以图片加载效率。

这里注意一点,分割后的每张图片一定要给height,否则网速慢的情况下样式会塌陷。

3.7 sprite

南方叫精灵图,北方叫雪碧图。这个现象就很有趣。

在网站中有很多小图片的时候,一定要把这些小图片合并为一张大的图片,然后通过background分割到需要展示的图片。

这样的好处是什么呢?先来普及一个规则

浏览器请求资源的时候,同源域名请求资源的时候有最大并发限制,chrome为6个,就比如你的页面上有10个相同CDN域名小图片,那么需要发起10次请求去拉取,分两次并发。第一次并发请求回来后,发起第二次并发。

如果你把10个小图片合并为一张大图片的画,那么只用一次请求即可拉取下来10个小图片的资源。减少服务器压力,减少并发,减少请求次数。

附上一个sprite的例子。

3.8 CDN

中文(内容分发网络),服务器是中心化的,CDN是“去中心化的”。

在项目中有很多东西都是放在CDN上的,比如:静态文件,音频,视频,js资源,图片。那么为什么用CDN会让资源加载变快呢?

举个简单的例子:

以前买火车票大家都只能去火车站买,后来我们买火车票就可以在楼下的火车票代售点买了。

你细品。

所以静态资源度建议放在CDN上,可以加快资源加载的速度。

3.9 懒加载。

懒加载也叫延迟加载,指的是在长网页中延迟加载图像,是一种非常好的优化网页性能的方式。

当可视区域没有滚到资源需要加载的地方时候,可视区域外的资源就不会加载。

可以减少服务器负载,常适用于图片很多,页面较长的业务场景中。

如何使用懒加载呢?

3.10 iconfont

中文(字体图表),现在比较流行的一种用法。使用字体图表有几种好处

  • 矢量
  • 轻量
  • 易修改
  • 不占用图片资源请求。

就像上面说的雪碧图,如果都用字体图标来替换的画,一次请求都免了,可以直接打到bundle包中。

使用前提是UI给点力,设计趋向于字体图标,提前给好资源,建立好字体图标库。

3.11 逻辑后移

逻辑后移是一种比较常见的优化手段。用一个打开文章网站的操作来举个例子。

没有逻辑后移处理的请求顺序是这个样子的

页面的展示主体是文章展示,如果文章展示的请求靠后了,那么渲染文章出来的时间必然靠后,因为有可能因为请求阻塞等情况,影响请求响应情况,如果超过一次并发的情况的话,会更加的慢。如图的这种情况也是在我们项目中发生过的。

很明显我们应该把主体“请求文章”接口前移,把一些非主体的请求逻辑后移。这样的话可以尽快的把主体渲染出来,就会快很多。

优化后的顺序是这个样子的。

在平常的开发中建议时常注意逻辑后移的情况,突出主体逻辑。可以极大的提升用户体验。

3.12 算法复杂度

在数据量大的应用场景中,需要着重注意算法复杂度问题。

在这个方面可以参考Javascript算法之复杂度分析这篇文章。

如上面Performance解析出的Javascript执行指标上,可以推测出来你的code执行效率如何,如果执行时间过长就要考虑一下是否要优化一下复杂度了。

在时间换空间,空间换时间的选择上,要根据业务场景来进行取舍。

3.13 组件渲染

拿react举例,组件分割方面不要太深。需要控制组件的渲染,尤其是深层组件的render。

老生常谈的话题,我们可以一些方式来优化组件渲染

  • 声明周期控制 - 比如react的shouldComponentUpdate来控制组件渲染。
  • 官网提供的api- PureComponent
  • 控制注入组件的参数
  • 分配组件唯一key

没有必要的渲染是对性能的极大浪费。

3.14 node middleware

中文(node 中间件)

中间件主要是指封装所有Http请求细节处理的方法。一次Http请求通常包含很多工作,如记录日志、ip过滤、查询字符串、请求体解析、Cookie处理、权限验证、参数验证、异常处理等,但对于Web应用而言,并不希望接触到这么多细节性的处理,因此引入中间件来简化和隔离这些基础设施与业务逻辑之间的细节,让我们能够关注在业务的开发上,以达到提升开发效率的目的。

使用node middleware合并请求。减少请求次数。这种方式也是非常实用的。

3.15 web worker

Web Worker 的作用,就是为 JavaScript 创造多线程环境,允许主线程创建 Worker 线程,将一些任务分配给后者运行。在主线程运行的同时,Worker 线程在后台运行,两者互不干扰。等到 Worker 线程完成计算任务,再把结果返回给主线程。这样的好处是,一些计算密集型或高延迟的任务,被 Worker 线程负担了,主线程(通常负责 UI 交互)就会很流畅,不会被阻塞或拖慢。

合理实用web worker可以优化复杂计算任务。这里直接抛阮一峰的入门文章:传送门

3.16 缓存

缓存方面可以讲非常多的内容,我会单独开一篇缓存全攻略文章来详细讲述,大家可以➕个关注哈,关注越多写的越快。

合理的利用强缓存、缓存协商、动态缓存等等机制,可以极大提升用户体验及页面打开速度。在开发过程中,缓存也成为了不可或缺的一部分。

四、END

上面整理了一些在实际业务开发中遇到的关于页面加载慢的排查和解决的方法。后面还会越来月丰富起来,如果你的项目有可能遇到打开慢的情况,不妨点赞收藏一下~。

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