一次网站的性能优化之路 -- 天下武功，唯快不破
首屏作为直面用户的第一屏，其重要性不言而喻，如何加快加载的速度是非常重要的一课。
本文讲解的是：笔者对自己搭建的个人博客网站的速度优化的经历。
效果体验地址： http://biaochenxuying.cn
1. 用户期待的速度体验
2018 年 8 月，百度搜索资源平台发布的《百度移动搜索落地页体验白皮书 4.0 》中提到：页面的首屏内容应在 1.5 秒内加载完成。
也许有人有疑惑：为什么是 1.5 秒内？哪些方式可加快加载速度？以下将为您解答这些疑问！
移动互联网时代，用户对于网页的打开速度要求越来越高。百度用户体验部研究表明，页面放弃率和页面的打开时间关系如下图所示：
根据百度用户体验部的研究结果来看，普通用户期望且能够接受的页面加载时间在 3 秒以内。若页面的加载时间过慢，用户就会失去耐心而选择离开，这对用户和站长来说都是一大损失。
百度搜索资源平台有 “闪电算法” 的支持，为了能够保障用户体验，给予优秀站点更多面向用户的机会，“闪电算法”在 2017 年 10 月初上线。
闪电算法 的具体内容如下：
移动网页首屏在 2 秒之内完成打开的，在移动搜索下将获得提升页面评价优待，获得流量倾斜；同时，在移动搜索页面首屏加载非常慢（3 秒及以上）的网页将会被打压。
2. 分析问题
未优化之前，首屏时间居然大概要 7 - 10 秒，简直不要太闹心。
开始分析问题，先来看下 network ：
主要问题：
- 第一个文章列表接口用了 4.42 秒
- 其他的后端接口速度也不快
- 另外 js css 等静态的文件也很大，请求的时间也很长
我还用了 Lighthouse 来测试和分析我的网站。
Lighthouse 是一个开源的自动化工具，用于改进网络应用的质量。 你可以将其作为一个 Chrome 扩展程序运行，或从命令行运行。 为 Lighthouse 提供一个需要审查的网址，它将针对此页面运行一连串的测试，然后生成一个有关页面性能的报告。
未优化之前：
上栏内容分别是页面性能、PWA（渐进式 Web 应用）、可访问性（无障碍）、最佳实践、SEO 五项指标的跑分。
下栏是每一个指标的细化性能评估。
再看下 Lighthouse 对性能问题给出了可行的建议、以及每一项优化操作预期会帮我们节省的时间：
从上面可以看出，主要问题：
- 图片太大
- 一开始图片就加载了太多
知道问题所在就已经成功了一半了，接下来便开始优化之路。
2. 优化之路
网页速度优化的方法实在太多，本文只说本次优化用到的方法。
2.1 前端优化
本项目前端部分是用了 react 和 antd，但是 webpack 用的还是 3.8.X 。
2.1.1 webpack 打包优化
因为 webpack4 对打包做了很多优化，比如 Tree-Shaking ，所以我用最新的 react-create-app 重构了一次项目，把项目升级了一遍，所有的依赖包都是目前最新的稳定版了，webpack 也升级到了 4.28.3 。
用最新 react-create-app 创建的项目，很多配置已经是很好了的，笔者只修改了两处地方。
- 打包配置修改了 webpack.config.js 的这一行代码：
// Source maps are resource heavy and can cause out of memory issue for large source files. const shouldUseSourceMap = process.env.GENERATE_SOURCEMAP !== 'false'; // 把上面的代码修改为： const shouldUseSourceMap = process.env.NODE_ENV === 'production' ? false : true;
生产环境下，打包去掉 SourceMap，静态文件就很小了，从 13M 变成了 3M 。
- 还修改了图片打包大小的限制，这样子小于 40K 的图片都会变成 base64 的图片格式。
{
test: [/\.bmp$/, /\.gif$/, /\.jpe?g$/, /\.png$/,/\.jpg$/,/\.svg$/],
loader: require.resolve('url-loader'),
options: {
limit: 40000, // 把默认的 10000 修改为 40000
name: 'static/media/[name].[hash:8].[ext]',
},
}2.1.2 去掉没用的文件
比如之前可能觉得会有用的文件，后面发现用不到了，注释或者删除，比如 reducers 里面的 home 模块。
import { combineReducers } from 'redux'
import { connectRouter } from 'connected-react-router'
// import { home } from './module/home'
import { user } from './module/user'
import { articles } from './module/articles'
const rootReducer = (history) => combineReducers({
// home,
user,
articles,
router: connectRouter(history)
})2.1.3 图片处理
- 把一些静态文件再用 photoshop 换一种格式或者压缩了一下， 比如 logo 图片，原本 111k，压缩后是 23K。
- 首页的文章列表图片，修改为懒加载的方式加载。
之前因为不想为了个懒加载功能而引用一个插件，所以想自己实现，看了网上关于图片懒加载的一些代码，再结合本项目，实现了一个图片懒加载功能，加入了 事件的节流（throttle）与防抖（debounce）。
代码如下：
// fn 是事件回调, delay 是时间间隔的阈值
function throttle(fn, delay) {
// last 为上一次触发回调的时间, timer 是定时器
let last = 0,
timer = null;
// 将throttle处理结果当作函数返回
return function() {
// 保留调用时的 this 上下文
let context = this;
// 保留调用时传入的参数
let args = arguments;
// 记录本次触发回调的时间
let now = +new Date();
// 判断上次触发的时间和本次触发的时间差是否小于时间间隔的阈值
if (now - last < delay) {
// 如果时间间隔小于我们设定的时间间隔阈值，则为本次触发操作设立一个新的定时器
clearTimeout(timer);
timer = setTimeout(function() {
last = now;
fn.apply(context, args);
}, delay);
} else {
// 如果时间间隔超出了我们设定的时间间隔阈值，那就不等了，无论如何要反馈给用户一次响应
last = now;
fn.apply(context, args);
}
};
}
// 获取可视区域的高度
const viewHeight = window.innerHeight || document.documentElement.clientHeight;
// 用新的 throttle 包装 scroll 的回调
const lazyload = throttle(() => {
// 获取所有的图片标签
const imgs = document.querySelectorAll('#list .wrap-img img');
// num 用于统计当前显示到了哪一张图片，避免每次都从第一张图片开始检查是否露出
let num = 0;
for (let i = num; i < imgs.length; i++) {
// 用可视区域高度减去元素顶部距离可视区域顶部的高度
let distance = viewHeight - imgs[i].getBoundingClientRect().top;
// 如果可视区域高度大于等于元素顶部距离可视区域顶部的高度，说明元素露出
if (distance >= 100) {
// 给元素写入真实的 src，展示图片
let hasLaySrc = imgs[i].getAttribute('data-has-lazy-src');
if (hasLaySrc === 'false') {
imgs[i].src = imgs[i].getAttribute('data-src');
imgs[i].setAttribute('data-has-lazy-src', true); //
}
// 前 i 张图片已经加载完毕，下次从第 i+1 张开始检查是否露出
num = i + 1;
}
}
}, 1000);注意：给元素写入真实的 src 了之后，把 data-has-lazy-src 设置为 true ，是为了避免回滚的时候再设置真实的 src 时，浏览器会再请求这个图片一次，白白浪费服务器带宽。
具体细节请看文件 文章列表
2.2 后端优化
后端用到的技术是 node、express 和 mongodb。
后端主要问题是接口速度很慢，特别是文章列表的接口，已经是分页请求数据了，为什么还那么慢呢 ？
所以查看了接口返回内容之后，发现返回了很多列表不展示的字段内容，特别是文章内容都返回了，而文章内容是很大的，占用了很多资源与带宽，从而使接口消耗的时间加长。
从上图可以看出文章列表接口只要返回文章的 标题、描述、封面、查看数，评论数、点赞数和时间即可。
所以把不需要给前端展示的字段注释掉或者删除。
// 待返回的字段
let fields = {
title: 1,
// author: 1,
// keyword: 1,
// content: 1,
desc: 1,
img_url: 1,
tags: 1,
category: 1,
// state: 1,
// type: 1,
// origin: 1,
// comments: 1,
// like_User_id: 1,
meta: 1,
create_time: 1,
// update_time: 1,
};同样对其他的接口都做了这个处理。
后端做了处理之后，所有的接口速度都加快了，特别是文章列表接口，只用了 0.04 - 0.05 秒左右，相比之前的 4.3 秒，速度提高了 100 倍，简直不要太爽， 效果如下：
此刻心情如下：
2.3 服务器优化
你以为前后端都优化一下，本文就完了 ？小兄弟，你太天真了，重头戏在后头 ！
笔者服务器用了 nginx 代理。
做的优化如下：
- 隐藏 nginx 版本号
一般来说，软件的漏洞都和版本相关，所以我们要隐藏或消除 web 服务对访问用户显示的各种敏感信息。
如何查看 nginx 版本号？ 直接看 network 的接口或者静态文件请求的 Response Headers 即可。
没有设置之前，可以看到版本号，比如我网站的版本号如下：
Server: nginx/1.6.2
设置之后，直接显示 nginx 了，没有了版本号，如下：
Server: nginx
- 开启 gzip 压缩
nginx 对于处理静态文件的效率要远高于 Web 框架，因为可以使用 gzip 压缩协议，减小静态文件的体积加快静态文件的加载速度、开启缓存和超时时间减少请求静态文件次数。
笔者开启 gzip 压缩之后，请求的静态文件大小大约减少了 2 / 3 呢。
gzip on;
#该指令用于开启或关闭gzip模块(on/off)
gzip_buffers 16 8k;
#设置系统获取几个单位的缓存用于存储gzip的压缩结果数据流。16 8k代表以8k为单位，安装原始数据大小以8k为单位的16倍申请内存
gzip_comp_level 6;
#gzip压缩比，数值范围是1-9，1压缩比最小但处理速度最快，9压缩比最大但处理速度最慢
gzip_http_version 1.1;
#识别http的协议版本
gzip_min_length 256;
#设置允许压缩的页面最小字节数，页面字节数从header头得content-length中进行获取。默认值是0，不管页面多大都压缩。这里我设置了为256
gzip_proxied any;
#这里设置无论header头是怎么样，都是无条件启用压缩
gzip_vary on;
#在http header中添加Vary: Accept-Encoding ,给代理服务器用的
gzip_types
text/xml application/xml application/atom+xml application/rss+xml application/xhtml+xml image/svg+xml
text/javascript application/javascript application/x-javascript
text/x-json application/json application/x-web-app-manifest+json
text/css text/plain text/x-component
font/opentype font/ttf application/x-font-ttf application/vnd.ms-fontobject
image/x-icon;
#进行压缩的文件类型,这里特别添加了对字体的文件类型
gzip_disable "MSIE [1-6]\.(?!.*SV1)";
#禁用IE 6 gzip把上面的内容加在 nginx 的配置文件 ngixn.conf 里面的 http 模块里面即可。
是否设置成功，看文件请求的 Content-Encoding 是不是 gzip 即可。
- 设置 expires，设置缓存
server {
listen 80;
server_name localhost;
location / {
root /home/blog/blog-react/build/;
index index.html;
try_files $uri $uri/ @router;
autoindex on;
expires 7d; # 缓存 7 天
}
}我重新刷新请求的时候是 2019 年 3 月 16 号，是否设置成功看如下几个字段就知道了：
- Staus Code 里面的 form memory cache 看出，文件是直接从本地浏览器本地请求到的，没有请求服务器。
- Cache-Control 的 max-age= 604800 看出，过期时间为 7 天。
- Express 是 2019 年 3 月 23 号过期，也是 7 天过期。
注意：上面最上面的用红色圈中的 Disable cache 是否是打上了勾，打了勾表示：浏览器每次的请求都是请求服务器，无论本地的文件是否过期。所以要把这个勾去掉才能看到缓存的效果。终极大招：服务端渲染 SSR，也是笔者接下来的方向。
3.1 测试场景
一切优化测试的结果脱离了实际的场景都是在耍流氓，而且不同时间的网速对测试结果的影响也是很大的。
所以笔者的测试场景如下：
- a. 笔者的服务器是阿里的，配置是入门级的学生套餐配置，如下：
- b. 测试网络为 10 M 光纤宽带。
3.2 优化结果
优化之后的首屏速度是 2.07 秒。
最后加了缓存的结果为 0.388 秒。
再来看下 Lighthouse 的测试结果：
比起优化之前，各项指标都提升了很大的空间。
4. 最后
优化之路漫漫，永无止境，天下武功，唯快不破。
本次优化的前端与后端项目，都已经开源在 github 上了，欢迎围观。
前端：https://github.com/biaochenxuying/blog-react
后端：https://github.com/biaochenxuying/blog-node
github 博客地址：https://github.com/biaochenxuying/blog
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