Web前端性能优化

资源合并与压缩

Html压缩

HTML代码压缩就是压缩这些在文本文件中有意义，但是在HTML中不显示的字符，包括空格、制表符、换行符等，还有一些其他意义的字符，如HTML注释也可以被压缩。

压缩方式：

• 使用在线网站进行压缩

• nodejs提供的html-minifier工具

• 后端模板引擎渲染压缩

Css、JS压缩与混乱

css：无效代码的删除、css语义合并，JS：无效字符的删除、剔除注释、代码语义的缩减和优化、代码保护。

压缩方式：

• 使用在线网站压缩

• 使用html-minifier对html中的Css进行压缩、对Html中JS进行压缩

• 使用clean-css对css进行压缩

• 使用uglifyjs2进行JS压缩

文件合并压缩

假设a.js、b.js、c.js三个文件，不合并压缩将会导致多次请求，文件与文件之间将会导致多个请求，增加网络延迟，丢包问题严重，keep-alive经过代理服务器获取资源也存在连接断开的问题。

文件合并存在的问题（合并结果abc.js），当渲染依赖于js文件时，将必须等到js文件加载，当合并文件abc.js太大，将会导致首屏渲染问题(空白页），例如Vue、React框架等，如果未使用服务端渲染时，必须要等框架代码加载完成，才能进行加载渲染，也会导致缓存失效问题，Js文件都是具有缓存性的，当任意一个文件被修改，都会导致全局abc.js文件改动。

改善：公共库合并（公共库与业务代码分割）、不同页面合并（对于单页面应用的某个页面被路由到才去发起请求，加载对应的页面组件）。

压缩方式：

• 使用在线网站进行文件合并
• 使用nodejs实现文件合并

图片优化

图片压缩

使用在线压缩工具压缩图片，减小图片体积，针对不同浏览器采用不同类型图片。

图片雪碧图

多张图片合并（雪碧图），通过css截取选取图片位置，注意：可以设计多张雪碧图，针对不同加载采用设计，防止全局图片依赖加载过程太长。

CSS和JS加载过程

输入浏览器地址，从服务器获取Html、JS、CSS数据，在页面构造中，解析HTML文档，构件DOM树，下载资源，构造CSSOM树，执行js脚本（并行）。解析过程中遇到图片、样式表、js文件，启动下载。

构建DOM树：

• Tokenizing：根据HTML规范将字符流解析为标记

• Lexing：词法分析将标记转换为对象并定义属性和规则

• DOM construction：根据HTML标记关系将对象组成DOM树

构建CSSOM树：

• Tokenizing：字符流转换为标记流

• Node：根据标记创建节点

• CSSOM：节点创建CSSOM树

构建RenderTree渲染树:

1. 从DOM树的根节点遍历所有可见节点，不可见节点包括：script,meta这样本身不可见的标签、被css隐藏的节点，如display: none
2. 对每一个可见节点，找到恰当的CSSOM规则并应用
3. 发布可视节点的内容和计算样式

JS解析过程：

• 浏览器创建document对象解析HTML，将解析到的元素和文本节点添加到文档中，此时document.readystate为loading。
• 解析到无async和defer的script脚本，将他们添加到文档中，执行行内或者行外的脚本，同步执行，在脚本下载和解析过程中解析器会暂停，以document.write()写入页面。
• 当遇到async的脚本，会开始下载脚本，下载中页面仍然继续解析，脚本下载完成后会立即执行。
• 文档解析完成后，document.readstate状态转变为interactive。
• 所有defer脚本，将会按照在文档中出现的次序依次顺序执行。
• 注意：异步脚本执行，其中禁止使用document.write()，会导致页面结构改变。
• 浏览器在Document对象上触发DOMContentLoaded事件。
• 文档完全解析完成，但是可能存在类似图片加载未完成，等待这些内容加载完成并且所有异步脚本完成载入和执行，docume.readstate变为complete，window触发load事件。
• 逐步的显示页面。

HTML渲染过程的特点：

• 顺寻执行、并发加载。（浏览器并发存在上限）

• 是否阻塞。（css加载是否会阻塞页面渲染和JS执行等）

• 依赖关系。（css在head中才会显示最终渲染好附带样式的页面、否则可能从在无样式页面，async脚本执行无序）

• 引入方式。（css使用link还是@import方式，link会阻塞页面加载，@import实在页面解析完成后执行，JS引入方式async、defer、module ）

懒加载和预加载

懒加载：对未进入可是区域中的图片，将真实地址放置在data-url中，当进入视野，替换src属性。

• 图片进入可视区域后请求图片资源
• 对于电商等图片很多，页面很长的业务场景适用
• 减少无效资源的加载
• 并发加载的资源过多会阻塞JS的加载，影响网站的使用

预加载：对于接下来将显示的内容进行预加载（例如：轮播时将下次显示的图片也加载出）。

• 图片等静态资源在使用之前的提前请求
• 资源使用到时能从缓存中加载，提审用户体验
• 页面展示的依赖关系维护

重绘与重流

重绘：当RenderTree中一些元素需要更新属性时，但是这些属性仅仅是影响元素的外观、风格，而不会影响布局的，比如background-color，则称为重绘。

回流：当RenderTree中一部分（或全部）因为元素的规模尺寸、布局、隐藏等改变而需要重新构建。这就成为回流。每个页面初次加载即发生回流。在回流中，因为渲染树中受影响的部分失效，并且重新构造这部分渲染树，完成回流后，则需要将绘制受影响内容重新替换到页面，则称为重绘。

区别：

• 回流将导致重绘，重绘不一定导致回流。
• 当页面布局和几何属性改变触发回流。

触发回流的页面布局条件：

盒子模型相关属性、定位属性以及浮动、改变节点内容，具体属性：

CSS属性：width height padding margin display border-width border min-height top left right bottom position float clear line-height text-align overflow-y font-weight overflow font-family vertival-align white-space font-size。

触发重绘的条件：

CSS属性：color、border-style、border-radius、visibility、text-decoration、background、background-image、background-position、background-repeat、background-size、outline-color、outline、outline-style、outline-width、box-shadow。

避免重绘、回流方法：

避免使用触发重绘、回流的CSS属性或者将重绘、回流的影响范围限制在单独的图层内，原因如下：

新建DOM过程：

• DOM将会被分割为多个图层
• 对每个图层的节点样式进行计算（Recalculate style--样式重新计算）。
• 为每个节点生成图形和位置（Layout--回流和重布局）。
• 将每个节点绘制填充到图层位图中（Paint SetUp 和 Paint--重绘）。
• 图层做为纹理上传至GPU。
• 符合多个图层到页面上生成最终屏幕图像（Composite Layers -- 图层重组）。

• 

因此，将频繁重绘回流的DOM元素单独做为一个独立图层，该DOM元素的重绘和回流的影响只会影响这个图层，但是当图层太多，将会导致图层合并Composite Layers时间太长。除此之外，Chrome也存在创建图层条件：3D或透视变换CSS（transform 、perspective）、视频编码（video）、3D上下文或者加速的2D上下文的节点（WebGL 和 Canvas）、混合插件（Flash）、对opacity元素做动画或者使用一个动画webkit变换的元素、拥有加速CSS过滤器的元素、元素拥有子元素（子元素有属于自己的图层）、元素拥有z-Index属性且包含符合层的兄弟元素（图层上下位关系）。图层查看方式：

优化点：

• 用translate代替top改变。
• 用opacity代替visibility，需要将当前元素设置独立图层。
• 使用预定义的class统一修改多个DOM的className。
• 将DOM进行离线修改，即先隐藏后显示。
• 不要将DOM属性做为循环变量。
• 不要使用table布局。
• 动画实现速度的选择，一般为16.7ms，设置新建图层，启用GPU硬件加速（translateZ(0)）。

浏览器存储

Cookie：用于浏览器端和服务器端的交互、客户端自身数据的存储。主要用于维护客户端状态，大小4KB左右，需要设置过期时间expire，HTTP设置为httponly禁止JS读取，防止XSS攻击，在相关域名下面一般会携带cookie（CDN域名和主站域名区分）。

LocalStorage：设计做为浏览器存储，大小5M左右，仅在客户端使用，不和服务端进行通信，接口封装较号，浏览器本地缓存方案的一种(首次读取CSS，将其存储，此后从中读出，不经常改动)。

SessionStorage：会话级别的浏览器存储，大小5M左右，仅在客户端使用，不和服务端进行通信，接口封装较好，对于表单信息的维护（用户实时添加数据存储，表单分步骤，多页面切换），页面关闭清除。

IndexedDB：用于客户端存储大量结构化数据。实现对数据的高性能搜索，应用较少，可以去为当前应用创建离线版本。

Service Worker：浏览器独立于当前网页，将其在后台运行（主线程以外的线程），为实现不依赖页面或者用户交互的特性，拦截和处理网络请求的能力，离线缓存实现离线应用，在后台运行同时和页面通信，实现大规模数据运算。