前端性能优化

前言 🎉

本文将从三个角度 （页面渲染，打包优化，总体优化）分析前端性能优化的一些方案。如有错误，欢迎指出，也可以在评论区提出你对性能优化的一些见解，相互学习，共同进步！💪

一、页面渲染 🌈

1. 减少页面重绘(repaint)和回流(reflow)

回流：计算可见节点的位置和几何信息;

重绘：重新绘制节点，将渲染树的每个节点都转换为屏幕上的实际像素。

🍀 减少使用 css 属性简写，如：用border-width, border-style, border-color代替border。因为css简写把所有值初始化为initial，尽量不使用属性简写可以最小化重绘(repaint)和回流(reflow)，（实际工作中，由于css简写带来的性能影响微乎其微，再加上css全都展开写还会增加code size，另外css简写还能解决一些样式覆盖的问题，写起来也比较简单快捷，所以实际工作个人怎么顺手怎么来就好～）
🍀 在 GPU 上渲染动画，浏览器针对处理 CSS 动画进行了优化，可以很好地处理触发重排（因此也导致重绘）的动画属性。为了提高性能，可以将设置了动画的节点从主线程移到 GPU 上。可以触发 GPU 硬件加速的css属性有：transform、filter、will-change、position: fixed等，只要元素被提升为图层，动画就会在 GPU 中完成，从而改善性能，尤其是在移动设备上（但是不能滥用，会导致性能问题）。
🍀 使用css属性 will-change 提高性能，它的作用是告诉浏览器元素的哪些属性需要修改，使浏览器能够在元素实际更改之前设置优化，通过在实际更改前执行耗时的工作以提升性能（will-change 同样不能滥用，一半在有很大计算量的动画出现性能问题时考虑用 will-change 提高性能）。
🍀 通过修改className批量修改元素样式；
🍀 复杂的动画元素定位要设置为 fixed 或 absoult，避免引起回流；
🍀 不使用table布局（table元素一旦触发回流就会导致table里所有的其它元素回流）；
🍀 DOM 元素上下移动用用translate替代top修改；
🍀 需要创建多个DOM节点时，使用DocumentFragment一次性创建。
🍀 元素适当地定义高度或最小高度，否则元素的动态内容载入时，会出现页面元素的晃动或位置，造成回流（比如图片要定义宽高，避免页面塌陷，同时减少回流）；
🍀 减少使用层级较深的选择器，或其他一些复杂的选择器，以提高CSS渲染效率；
🍀 在大量修改元素样式时，可以先用display： none将其隐藏，修改完再设置为display： block，这样只会造成两次回流；
🍀 必要时使用css属性 contain 将一个元素及其内容与文档流隔离，防止元素内部在其包围盒外产生副作用。

2. 图片压缩，图片分割，精灵图

🍀 图片压缩：开发中比较重要的一个环节，现在很多图床工具都自带压缩功能的。
🍀 图片分割：如果页面需要加载一张效果图，比如真机渲染图，UI设计师不允许压缩的时候，我们就可以将图片分割，然后再用css布局将图片拼接到一起。
🍀 精灵图 ：与图片分割相反，精灵图是将很多小图片合并到一张大图里，这样加载页面的时候，只需要加载一张图片，就可以加载出来所有的页面元素。这样在一定程度上提高了页面加载速度。而我们使用精灵图的方式，也是通过定位，即通过background-position来移动背景图，从而显示出我们想要显示出来的部分。

但是精灵兔有个很大的不足，那就是牵一发而动全身，因为我们使用精灵图需要准确测量每个元素的位置，一旦要调整页面，将会是一项很麻烦的工作。

3. 字体包压缩

🍀 问题描述： 在做类似活动h5的时候，难免需要使用 @font-face 接口引入一些字体包，以达到丰富的页面效果。但是完整的字体包文件一般都很好几兆，加载页面时，不仅会阻塞页面渲染，还会导致文字开始不会显示，直至字体包加载完才会显示文字。
🍀 解决方式： 可以使用font-spider字蛛将要使用到的文字提取出来。

4. 懒加载/预加载资源

🍀 懒加载： 简言之就是只有当图片出现在浏览器的可视区域内时，才加载图片让图片显示出来（在此之前可以将所有图片元素的路径全都统一设置成一张1*1px的占位图）。
判断图片出现在浏览器可视区域的方法： 图片距离顶部的高度（offsetTop） - 页面被卷去的高度（scrollTop）〈= 浏览器的可视区域的高度（innerHeight）
🍀 预加载： Resource Hints(资源预加载)包括预连接、资源与获取、资源预渲染等。
预加载的思路有如下两个：

当前将要获取资源的列表;

通过当前页面或应用的状态、用户历史行为或 session 预测用户行为及必需的资源.
实现Resource Hints的方法 有很多种，可分为基于 link 标签的 DNS-prefetch、subresource、preload、 prefetch、preconnect、prerender，和本地存储 localStorage。

二、打包优化 🌞

1. webpack优化resolve.alias配置（vite同理）

resolve.alias 配置通过别名来将原导入路径映射成一个新的导入路径。

可以起到两个作用：1.起别名；2.减少查找过程。

例如：

resolve: {
    alias: {
      'vue$': 'vue/dist/vue.esm.js',
      '@': resolve('src'),
    }
  },

2. webpack优化resolve.extensions配置（vite同理）

resolve.extensions 代表后缀尝试列表，它也会影响构建的性能，默认是：
extensions: ['.js', '.json']

例如遇到require('./data')这样的导入语句时，Webpack会先去寻找./data.js文件，如果该文件不存在就去寻找./data.json文件，如果还是找不到就报错。
【所以后缀尝试列表要尽可能的小，不要把项目中不可能存在的情况写到后缀尝试列表中，频率出现最高的文件后缀要优先放在最前面，以做到尽快的退出寻找过程。】

在源码中写导入语句时，要尽可能的带上后缀，从而可以避免寻找过程。例如在你确定的情况下把require('./data')写成require('./data.json')。

resolve: {
    extensions: ['.js', '.vue', '.json'],
}

3. webpack缩小loader范围

loader是很消耗性能的一个点，我们在配置loader的时候，可以使用include和except来缩小loader执行范围，从而优化性能。例如：

{
    test: /\.svg$/,
    loader: 'svg-sprite-loader',
    include: [resolve('src/icons')]
 },

4. split chunks代码分包

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。webpack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
    },
  }
})

没有使用webpack4.x版本的项目，可以通过按需加载的形式进行分包：

vite配置代码如下：

 build: {
    rollupOptions: {
      output: {
        chunkFileNames: 'js/[name]-[hash].js',  // 引入文件名的名称
        entryFileNames: 'js/[name]-[hash].js',  // 包的入口文件名称
        assetFileNames: '[ext]/[name]-[hash].[ext]' // 资源文件像 字体，图片等
      }
    }
 }

5. tree shaking

tree shaking（摇树）。望文生义，它是用来清除我们项目中的一些无用代码，它依赖于ES中的模块语法得以实现。比如日常使用lodash的时候：

import _ from 'lodash'

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';

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。

tree shaking可以大大减少包体积，是性能优化中的重要一环。在 vite 和 webpack4.x 中都已经默认开启tree-shaking。

6. vite关闭一些打包配置项()

webpack也有类似的配置，自行查阅

build: { 
      terserOptions: {
        compress: {
          //生产环境时移除console
          drop_console: true,
          drop_debugger: true,
        },
      },
      //关闭文件计算
      reportCompressedSize: false,
      //关闭生成map文件 可以达到缩小打包体积
      sourcemap: false, // 这个生产环境一定要关闭，不然打包的产物会很大
}

三、总体优化 🌻

1. SSR服务端渲染

SSR(Server Side Rendering)，即服务端渲染。它指的是渲染过程在服务端完成，最终的渲染结果 HTML 页面通过 HTTP 协议发送给客户端，又叫"同构"。

SSR主要带来的好处就是 SEO 和首屏加载速度大大提高。

目前流行的 Vue/React 前端框架，都已经推出了SSR的解决方案：

2. 开启 gzip 压缩

Gzip 对文件进行压缩，能大大提高首屏加载速度，对于纯文本文件我们可以至少压缩到原大小的40%。注意：图片最好不要进行gzip压缩！

为了减轻服务器压力，我们可以在打包时就生成gzip压缩文件，具体操作如下：

第一步，在vue项目中安装依赖并将productionGzip改为true，开启Gzip压缩： npm install --save-dev compression-webpack-plugin

第二步，运行 npm run build打包项目，这时可能会报错，提示ValidationError: Compression Plugin Invalid Options。根据官网提示，需要将CompressionWebpackPlugin的设置由asset改为filename。

第三步，npm run build打包项目，生成.gz文件即为成功

3. Brotli 算法压缩

Brotli 压缩算法 是 Google 2015年推出的无损压缩算法。

启用 Brotli 压缩算法，对比 Gzip 压缩 CDN 流量再减少 20%。
针对常见的 Web 资源内容，Brotli 的性能相比 Gzip 提高了 17-25%；
当 Brotli 压缩级别为 1 时，压缩率比 Gzip 压缩等级为 9（最高）时还要高；
在处理不同 HTML 文档时，Brotli 依然能够提供非常高的压缩率。
兼容性：目前除了 IE 和 Opera Mini 之外，几乎所有的主流浏览器都已支持 Brotli 算法。

使用条件 >>>

Content-Length 大于 256 字节；
客户端请求头需携带 Accept-Encoding: br；
Content-Type 满足如下 MIME 列表：

text/plain
text/javascript
text/css
text/xml
text/x-component
application/javascript
application/x-javascript
application/xml
application/json
application/xhtml+xml
application/rss+xml
application/atom+xml
application/x-font-ttf
application/vnd.ms-fontobject
image/svg+xml
image/x-icon
font/opentype
text/html -- default

vite项目开启 brotli 压缩 >>>

使用 vite-plugin-compression (opens new window)对平台进行 gzip 或者 brotli 压缩，nginx 对这两种压缩模式都支持，压缩后部署到 nginx 将极大提高网页加载速度。
修改 .env.production 文件，设置 VITE_COMPRESSION 全局变量即可，如下：

不开启压缩，默认

VITE_COMPRESSION = "none"
//以下配置压缩时不删除原始文件的配置
开启 gzip 压缩，
VITE_COMPRESSION = "gzip"

开启 brotli 压缩
VITE_COMPRESSION = "brotli"

同时开启 gzip 与 brotli 压缩

VITE_COMPRESSION = "both"

//以下配置压缩时删除原始文件的配置
开启 gzip 压缩
VITE_COMPRESSION = "gzip-clear"

开启 brotli 压缩
VITE_COMPRESSION = "brotli-clear"

同时开启 gzip 与 brotli 压缩

VITE_COMPRESSION = "both-clear"

4. 缓存

缓存的原理就是更快读写的存储介质+减少IO+减少CPU计算=性能优化。而性能优化的第一定律就是：优先考虑使用缓存。

缓存的主要手段有：浏览器缓存、CDN、反向代理、本地缓存、分布式缓存、数据库缓存。

5. Ajax可缓存

Ajax在发送的数据成功后，为了提高页面的响应速度和用户体验，会把请求的URL和返回的响应结果保存在缓存内，当下一次调用Ajax发送相同的请求（URL和参数完全相同）时，它就会直接从缓存中拿数据。在进行Ajax请求的时候，可以选择尽量使用get方法，这样可以使用客户端的缓存，提高请求速度。

6. 组件按需引入

使用第三方组件库时，要按需引入，例如import { Button } from 'vant';

7. 动态加载

使用import()动态引入的语法引入一些第三方库和组件，例如我们在测试环境下开启 vconsole 调试：

if (location.host !== '正式环境域名') {
  import('@/utils/vconsole')
}

8. 组件异步加载

组件异步加载有两种方式：

复制代码

// 1. import懒加载
() => import('@/pages/xxx.vue')
// 2. 使用require
resolve => require(['@/pages/xxx.vue'], resolve),

9. 路由懒加载

路由懒加载是组件异步加载的运用：

复制代码

//routes
{
  path: '/index',
  name: 'index',
  component: () => import('@view/xxx.vue'),
  //或者 component: require(['@/view/xxx.vue'], resolve), 
  meta: { title: '首页' }
}

10. CDN内容分发

CDN的全称是Content Delivery Network，即内容分发网络。静态文件，音频，视频，js资源，图片等都可以放CDN上。

CDN的原理类似于京东，其实就是将资源放在遍布世界各地的服务器上，访问资源的时候，请求会重定向到离用户最近的服务节点上。

11. 域名发散（域名收敛）

就是将同一站点下的静态资源分布在不同域名下。例如：

主站域名www.a.com

访问图片的域名www.a-img.com

访问文件的域名www.a-link.com

DNS预解析

当你的网站第一次请求某个跨域域名时，需要先解析该域名（例如页面访问cdn资源，第一次访问需要先解析cdn）。可以在请求的Timing上看到有一个DNS Lookup阶段，而在这个请求之后的其他该域名的请求都没有这项时间支出。

<link rel="dns-prefetch" href="xxx.com">

使用说明： >>>

http页面下所有的a标签的href都会自动去启用DNS Prefetch，也就是说，你网页的a标签href带的域名，是不需要在head里面加上link手动设置的。https页面需要使用meta标签强制开启：
<meta http-equiv="x-dns-prefetch-control" content="on">
dns-prefetch适用于网页引用了大量其他域名的资源，例如淘宝。

13. 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。