转快速提升前端性能

Remindhh

2016-01-24

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原文：http://web.jobbole.com/83550/

最小化请求

所有在你的网站加载时用来渲染页面（外部CSS或JS文件、web字体、图片等等）的资源，都是不同的HTTP请求。一般的网站平均有 93个请求！

我的目标是减少HTTP请求。一种方法是分别编译或连接（组合、合并）CSS和javascript到一个文件中。让这个过程自动化（例如使用构建工具 Grunt 或 Gulp）是理想的效果，但至少也应该在生产环境下手动完成。

第三方脚本是增加额外请求最常见的罪魁祸首，很多获取额外的文件如脚本、图像或CSS的请求都不止1个。浏览器内置的开发者工具可以帮助你发现这些元凶。

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Google Chrome开发者工具的网络选项卡

例如，Facebook的脚本发起3次请求。测试环境中使用一些来自著名社交网站的社交分享脚本，可以看到他们快速增加：

Google+	1	15.1KB
Facebook	3	73.3KB
LinkedIn	2	47.7KB
Pinterest	3	12.9KB
Tumblr	1	1.5KB
Twitter	4	52.7KB
Total	14	203.2KB

来源：更有效的社会分享链接

这有额外的14个HTTP请求，共203.2KB。相反，我看看 “share-intent” 这个url，它基本上是通过传递和构建数据来生成一个共享，可以只使用HTML来创建社交共享链接。它让我丢掉用于共享的第三方脚本，这些脚本需要7次请求。我在Responsible Social Share Links这篇文章有更多的阐述。

评估每一个第三方脚本并确定其重要性。也许存在一种不依赖第三方的方法来完成它。你可能会失去一些功能（例如like、tweet、分享数量），但是请问一下自己：“像数量统计就那么重要吗？”

压缩、优化

现在我找到了减少请求的方法，我开始寻找各种方法来减重。文件越小，加载速度越快。通常平均的页面大小为1950KB。按照内容分类：

图片：1249KB HTML：58KB CSS：60KB JS:303KB 字体：87KB Flash：67KB 其它：126KB

我使用这些数据作为参考和比较的起点，同时找到我可以用来为网站减负的方法。我的网站耗费的流量有多少？是一个由Tim Kadlec编写的很棒的工具，可以用来帮助你测试和可视化，来自世界各地的访问在你的网站上消耗的流量。

CSS和JavaScript

压缩样式表和JavaScript文件可以明显减少文件大小，我仅在压缩上就从一个文件上节省了56%的空间。

CSS	135KB	104KB	23.0%
JS	16KB	7KB	56.3%

我使用 BEM （代码、元素、修饰符）方法论编写CSS，这将导致冗长的类名。重构我的一些代码变得更简短（“navigation”为 “nav”， “introduction” 为 “intro”），这让我节省了一些空间，但和我期望的后期压缩相比并不是那么明显。

104KB

97KB

6.7%

我也重新评估了使用jQuery的必要性。对于压缩的135KB的JavaScript，大约96KB是jQuery库——71%之多！这里并没有很多需要依赖于jQuery，所以我花时间重构了代码。我通过剥离jQuery和在Vanilla重写它，去除了122KB，最终压缩后的文件大小减少到 13KB。

135KB

13KB

122KB (90%)

从那时起，我设法去掉更多空间（压缩后7KB），最后脚本在压缩和gzipped后只有0.365KB。

图片

图片通常占到一个网站的大头。通常网站平均有1249 KB的图片。

我抛弃了图标字体，取而代之的是内联SVG。此外，任何可以矢量化的图片都使用内联SVG替换。我的网站先前版本的一个页面仅仅图标web字体就加载了145KB，同时对于几百个web字体，我只使用了一小部分。相比之下，当前网站的一个页面只加载10KB内联SVG，这可是93%的差异。

SVG sprites看起来很有趣，它可能是我在整个网站使用普通内联SVG图标的一个可行的替代解决方案。

在可能的情况下使用CSS代替图片，现在的CSS能做的已经很多了。然而，浏览器兼容性可能是现代CSS使用的一个问题；因此，充分利用 caniuse.com 和逐步改进。

你也可以通过优化图片来压缩字节。有两种方法来优化图片：

有损压缩：降低图像的质量
无损压缩：不影响质量

要同时使用两种方法取得最好的效果，顺序是很重要的。首先，使用有损图像压缩方法，比如在不超过必要大小的情况下调整图像大小。然后在略低质量且不压缩太多的情况下导出（如我通常在82 – 92%下导出JPG图片）

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ImageOptim是OS X下的一个图像优化工具

接下来，使用无损图像优化工具比如 ImageOptim进行处理，从而通过删除不必要的信息，如元数据或颜色配置文件来进一步减少图像文件大小。

页面渲染

在这一点上，经过工作和汗水得出这些细节，我确信我的 Google PageSpeed Insights 的分数将是90s。

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在移动平台PSI分数为73/100，而桌面平台上好一点在88/100。它建议我“消除render-blocking的JavaScript和CSS”。

render-blocking文件增加了浏览器显示内容的时间，因为这些文件需要先下载并处理。多个render-blocking文件需要浏览器使用多个线程去获取和处理它们，等待时间进一步增加。

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优化JavaScript、CSS和web字体的传输，可以提高页面的“第一时间渲染”。将这个时间降到最低，理解“关键的渲染路径”很重要，它描述了在当页面的第一个字节被收到，与页面第一次渲染成像素之间发生了什么。

WebPagetest 是用来帮助你配置网站和页面性能最好的可视化工具。

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About页面在渲染优化前的WebPagetest结果

当最小化第一次渲染时间时，我们更多的关注以尽可能快的速度渲染内容，然后允许额外的“东西”在处理过程中逐步渲染。

CSS

默认情况下，浏览器将CSS作为渲染阻塞；因此，当它加载时，浏览器暂停渲染，等待CSS已经被下载和处理。外部样式表意味着更多的网络线程，它增加了等待时间，同时大型样式表也会增加等待时间。

我们可以通过在<head>标签内联“关键CSS”来改善页面渲染时间，这样浏览器可以不用再等待下载整个样式表，就可以快速地渲染页面内容，然后通过non-rendering-blocking方式加载完整的样式表。

<head> <style> /* inline critical CSS */ </style></head>

<head>

<style>

/* inline critical CSS */

</style>

</head>

确定哪些CSS是关键需要（1）查看移动或桌面下页面视口（viewport ）大小，（2）识别视口中可见的元素（3）选择这些元素关联的CSS。

这可能有点棘手，特别是手工完成，但是有一些神奇的工具可以帮助加快甚至自动化这个过程。我使用 Filament Group编写的 grunt-criticalcss来帮助我为页面生成关键CSS，然后再手动优化一些CSS（合并重复的媒体查询和删除我认为不必要的CSS）。

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About页面只加载关键CSS（左侧）和加载整个CSS（右侧）的对比

现在关键CSS已经内联到<head>标签内，我使用loadCSS工具来异步加载样式表的其余部分。

<head> <style> /* inline critical CSS */ </style> <script> // inline the loadCSS script function loadCSS( href, before, media, callback ){ ... } // then load your stylesheet loadCSS("/path/to/stylesheet.css"); </script> <noscript> <link href="/path/to/stylesheet.css" rel="stylesheet"> </noscript></head>

<head>

<style>

/* inline critical CSS */

</style>

// inline the loadCSS script

functionloadCSS(href,before,media,callback){...}

// then load your stylesheet

loadCSS("/path/to/stylesheet.css");

</script>

</noscript>

</head>

谷歌也给出non-render-blocking加载CSS的另一个示例。

JavaScript

JavaScript也会导致render-blocking，因此它的加载也应该优化。可以使用以下的方法:

小的内联脚本。
在文档底部加载外部脚本。
使用defer属性推迟执行脚本。
使用async属性异步加载的脚本。

<head> <script> // small inline JS </script></head><body> ... <script src="/path/to/independent-script.js" async> <script src="/path/to/parent-script.js" defer> <script src="/path/to/dependent-script.js" defer></body>

<head>

// small inline JS

</script>

</head>

<body>

...

</body>

在解析HTML时 defer推迟下载脚本，一旦页面渲染完成执行脚本。<a href="http://caniuse.com/#feat=script-defer" target="_blank">defer支持</a>很不错，但据报道存在不一致和不可靠性，所以最好同时使用defer并把脚本放置在文档底部。

在HTML解析和执行时异步下载脚本文件。这允许多个脚本文件并发下载和执行；然而，他们不能保证在一个特定的顺序加载。<del style="color: inherit;"></del>如果相互依赖可能需要在这些场景下修改任意脚本。

async支持大不如defer，这就是为什么我选择使用loadJS，用来异步加载JS文件的脚本。它支持老式浏览器，同时有一个有用的特性，即根据条件加载脚本。

<head> <script> // small inline JS </script></head><body> ... <script> // inline loadJS function loadJS( src, cb ){ .. } // then load your JS loadJS("/path/to/script.js"); </script> <script src="/path/to/parent-script.js" defer> <script src="/path/to/dependent-script.js" defer></body>

<head>

// small inline JS

</script>

</head>

<body>

...

// inline loadJS

functionloadJS(src,cb){..}

// then load your JS

loadJS("/path/to/script.js");

</script>

</body>

Web字体

Web字体使内容更加清晰和漂亮，但是也对页面渲染产生了负面影响。在加载页面时，特别是移动端的连接，你可能已经注意到文本在一段时间看不见。这被称为 FOIT（不可见文本闪动）。

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我的网站出现FOIT的样子

当浏览器尝试下载一个web字体，它将隐藏文本一段时间，直到它完成字体下载，才显示文本。在最糟糕的情况下，文本无限期地不可见，使内容完全不能阅读。

我处理FOIT 的方式是逐步加载字体，首先依赖默认和系统字体（例如Helvetica和Georgia）允许快速呈现的内容。Web字体然后使用loadCSS异步加载，同时通过 Font Face Observer库来检测字体何时下载成功。一旦字体下载且可用，一个类被添加到文档中，用于设置页面正确的字体。

<head> <style> body { font-family: Helvetica, Arial, sans-serif; } .fonts-loaded body { font-family: Roboto, Helvetica, Arial, sans-serif; } </style> <script> // inline loadCSS function loadCSS( href, before, media, callback ){ ... } // load webfonts loadCSS("//fonts.googleapis.com/css?family=Roboto:400,500,700"); // inline FontFaceObserver (function(){ ... } // detect loading of fonts var roboto400 = new FontFaceObserver("Roboto", { weight: 400 }); var roboto700 = new FontFaceObserver("Roboto", { weight: 700 }); Promise.all([ roboto400.check(), roboto700.check() ]).then(function() { document.documentElement.className += " fonts-loaded"; }); </script></head>

<head>

<style>

body {font-family:Helvetica,Arial,sans-serif;}

.fonts-loaded body {font-family:Roboto,Helvetica,Arial,sans-serif;}

</style>

// inline loadCSS

functionloadCSS(href,before,media,callback){...}

// load webfonts

loadCSS("//fonts.googleapis.com/css?family=Roboto:400,500,700");

// inline FontFaceObserver

(function(){...}

// detect loading of fonts

varroboto400=newFontFaceObserver("Roboto",{

weight:400

});

varroboto700=newFontFaceObserver("Roboto",{

weight:700

});

Promise.all([

roboto400.check(),

roboto700.check()

]).then(function(){

document.documentElement.className+=" fonts-loaded";

});

</script>

</head>

逐步加载字体将导致FOUT（没有样式的文本闪动）和FOFT（仿文本闪动），这取决于它是如何做的。

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字体逐步加载，不产生FOIT

然而，好处是内容一直可见，而不会出现看不见的情况。关于如何击败FOIT，我写了一篇的深入文章使用字体事件加载字体。

其它

其他方法，如启用gzip和缓存、配置SSL和从内容分发网络（CDN）获取资源，可以提高前端性能，但需要一些服务器端支持。基于篇幅所限，我不会深入他们。然而我想强调的是，我推荐使用这些方法，他们将会对你的网站性能有一个全面和积极的影响。

我将提到，因为我的网站的访问量百分比相当一部分来自美国以外，而我的服务器是位于纽约，我于是决定把我的一些资源发布到CDN上。他们部署到一个 Amazon S3 bucket上，绑定到一个CloudFront版本。

综述

在过去的几个月中我一直在做性能改进，尽管这有很多工作，我确实注意到了差别。我偶尔得到关于我的网站速度的评论，这是性能调整的结果。

我还没有在指标跟踪上做得很好（特别是早期），但让我们看看基于已有数据的一些比较。

Requests	93	19	-87.6%
Page size	1950KB	524KB	-73.1%
HTML	58KB	2.8KB	-95.1%
Images	1249KB	66.3	-94.7%
CSS	60KB	14.6KB	-75.7%
JS	303KB	6.1KB	-98.0%
Fonts	87KB	10.2KB	-88.3%

总体上87.5%优于平均水平！不是很坏。现在谷歌PageSpeed也给我的网站一个不错的分数。

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优化后谷歌PageSpeed的结果

关于WebPagetest的结果，我注意到，尽管About页面字节增加了，但开始渲染和加载的时间大大减少。

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About页面在渲染优化后的WebPagetest结果

性能改进将永远是进行时，在 HTTP/2到来的路上其中一些将改变，之前好用的技术可能不再好用，同时有些可能完全弃用。

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