这些前端性能优化，我从来不告诉别人

Posted 2021-07-14 码农 小生

前言

引言

反复看下以下三个问题。

• 有木有不同的人问过你：什么是前端性能优化？
• 有木有不同的面试官问过你：你为前端性能优化做过什么？
• 有木有哪一次，你问过自己：别人问我前端性能优化到底应该如何答复？
• 你有木有一套自己的关于性能优化的答案，能让技术大牛和你一起探讨，也能让小白点头称是。

假如你有，那你的答案在哪。

我们先来探讨一件事情，一个前端项目如何从构思到落地

例如整个天猫首页。答案有很多种，你看看有木有你想的那种。

• create-react-app 初始化一个项目吧。 首页写好一些组件，例如豆腐块、Header、Bar、长滚动ScrollView。然后项目编译、打包上线。

• webpack手搭一个项目。

  • 路由按需加载弄上，可无痕浏览的带loadmore的高性能ScrollList。

  • 因为是首页，明显会牵扯到首屏幕加载的问题。那骨架屏给安排上吧。

  • 再搞一套webpack的最佳实践，目的是能最终得到体积尽量小的打包文件。

  • SSR来一套吧。因为首页DOM结构太复杂了，如果走Virtual DOM那一套，等到GPU渲染UI就太慢了。

以上，有命中你的某个点吗？ 不管有木有道理，这是你想到的点吗？是不是总感觉好像少了点什么？

本篇文章不细讲其它内容。 但到这了就得提一嘴，留个印象。

• 系统层设计
  • 一个新系统留20%来满足当前已有业务。 剩下80% 用来系统演进。可以思考下，天猫首页一直变，却依然能保证性能达标。
• 业务层设计
  • 已有业务是否与其它业务产生了耦合，是否存在前置业务，如果有那前置业务的权限又在哪里。已有业务是否能根据系统演进程度不断兼容新业务？
• 应用层设计
  • 例如微前端，例如组件库，例如npm install
  • webpack优化
  • 骨架屏
  • 路有动态按需加载
• 代码层设计
  • 写好高性能React 代码？如何利用好Vue3 时间切片？
  • 不说了。太初级的浪费慢慢积累就好。

所以，你应该发现了“总感觉好像少了点什么” 是少在哪里了。对，前端性能优化不仅仅是应用层面、代码层的优化，更重要的是系统层、业务层的优化。

看了以上的心理预设，那接下来就进入正式进入主题吧。

性能优化流程

尝试着走完下面这个流程：

• 性能指标设定（FPS、页面秒开率、报错率、请求数等）

  • 如何让老板了解你的优化方案？假如你的老板不懂技术。
  • 告诉老板，页面白屏时间减少了0.4s。
  • 告诉老板，弱网情况下首页秒开。
  • 告诉老板，以前http请求量大导致服务器压力太大了，现在每个页面最多只有不到5个请求是向服务器要资源的。
  • 告诉老板……

• 性能标准确定

  • 确认要哪些指标

• 收益评估

  • 面向老板满意编程。 /捂脸.png （手动狗头）

• 诊断清单

  • 清单上会告诉你各项指标的数据。

• 优化手段

  • Hybrid APP 性能优化

    • App 启动阶段的优化方案
    • 页面白屏阶段的优化方案
    • 首屏渲染阶段的优化方案

  • 首评秒开的X种方法？

    • 懒加载
    • 缓存
    • 离线化
      • 保证首次加载为秒开的离线包设计
    • 并行化

  • 骨架屏

    • 组件骨架屏
    • 图片骨架屏

  • NSR

  • SSR

  • webView层及代码架构层面优化

    • WebView 性能优化
    • 并行初始化
    • 资源预加载
    • 数据接口请求优化
    • 前端架构性能调优
      • 长列表性能优化
      • 打包优化

• 性能立项

  • 确定了就去搞起来吧。

• 性能实践

  • 做好准备，尽情的在各种恶劣环境下把页面快速的折腾出来吧！

小结

现在，你对前端性能优化有了一个完整的认知了吗？很多时候谈论到性能优化首先需要谈到如何对性能进行“确诊”。虽然大部分情况，你不会被人问到是如何对性能进行监控的。（说话声音越来越小。。。）

接下来就细谈优化手段

首屏秒开的多种优化手段

1. 懒加载

最常见的优化手段之一。

懒加载是指在长页面加载过程时，先加载关键内容，延迟加载非关键内容。比如当我们打开一个页面，它的内容超过了浏览器的可视区口大小，我们可以先加载前端的可视区域内容，剩下的内容等它进入可视区域后再按需加载。

举个栗子。 天猫首页精选。上图。

正好是天猫618活动。这个ios版的天猫首页精选。如果你经常访问天猫首页精选，你会发现它已经几乎做到了无痕浏览。懒加载在这就被运用的很好，当然，这里不仅仅是做了懒加载才达到这样的效果。

那只说懒加载，天猫首页精选做了什么呢？ 猜猜看。

1. 懒加载
   • 图片懒加载
     • 图片是native做过缓存的。
     • 在可视区域出现才会加载
   • 卡片预先加载（懒加载的时机改变）
     • 并不是进入可视区域才加载卡片的。而是当上一张卡片进入可视区域就预先加载下一张卡片。 因为相对于图片，加载卡片UI会快得多。 这也是无痕浏览的保障之一。
   • 动画懒加载
     • 假如你快速的进行划屏滚动，List滚动高度发生很大变化，那请求数据最终还是会敌不过你的高速滑动。也就是说，在没有新的数据之前你看不到下一张卡片了，这是你必须等待了。这时候就会有一个loading的动画显示，接着等拿到了新数据，新卡片就会出现并且自动完全滑入可视区域。

这里会有人说了，IOS的阻尼本来就会使得动画、滚动效果更加顺畅。在这里为想说的是，android也一样可以。

2. 缓存

如果说懒加载本质是提供首屏后请求非关键内容的能力，那么缓存则是赋予二次访问不需要重复请求的能力。在首屏优化方案中，接口缓存和静态资源缓存起到中流砥柱的作用。

回到刚才懒加载提到的那个问题，为什么你要快速划屏一段时间才会遇见没有新数据的情况？

原因就是缓存的数据已经用完了，所以只能让服务器给予最新的数据。

• 接口缓存 接口缓存的实现，如果是端内的话，所有请求都走 Native 请求，以此来实现接口缓存。为什么要这么做呢？

  App 中的页面展现有两种形式，使用 Native 开发的页面展现和使用 H5 开发的页面展现。如果统一使用 Native 做请求的话，已经请求过的数据接口，就不用请求了。

而如果使用 H5 请求数据，必须等 WebView 初始化之后才能请求（也就是串行请求），而 Native 请求时，可以在 WebView 初始化之前就开始请求数据（也就是并行请求），这样能有效节省时间。

那么，如何通过 Native 进行接口缓存呢？**我们可以借助 SDK 封装来实现，即修改原来的数据接口请求方法，实现类似 Axios 的请求方法。**具体来说就是，把包括 post、Get 和 Request 功能的接口，封装进 SDK 中。

这样，客户端发起请求时，程序会调用 SDK.axios 方法，WebView 会拦截这个请求，去查看 App 本地是否有数据缓存，如果有的话，就走接口缓存，如果没有的话，先向服务端请求数据接口，获取接口数据后存放到 App 缓存中。

• 静态资源缓存 先看图。

91 requests，113 kB transferred, 2.2 MB resources,Finish: 2.93 s,DOMContentLoaded: 177 ms. 2.2M的资源，达到秒开。看看Size那一列，你就应该好像领悟到什么了。

没错。HTTP缓存。 数据接口的请求一般来说较少，只有几个，而静态资源（如 JS、CSS、图片和字体等）的请求就太多了。以天猫首页为例，91 个请求中除了少数script外，其余都是静态资源请求。

那么，如何做静态缓存方案呢？这里有两种情况，一种是静态资源长期不需要修改，还有一种是静态资源修改频繁的。你可以尝试多刷新几次页面看看。

资源长期不变的话，比如 1 年都不怎么变化，我们可以使用强缓存，如 Cache-Control 来实现。具体来说可以通过设置 Cache-Control:max-age=31536000，来让浏览器在一年内直接使用本地缓存文件，而不是向服务端发出请求。

至于第二种，如果资源本身随时会发生改动的，可以通过设置 Etag 实现协商缓存。具体来说，在初次请求资源时，设置 Etag（比如使用资源的 md5 作为 Etag），并且返回 200 的状态码。

之后请求时带上 If-none-match 字段，来询问服务器当前版本是否可用。如果服务端数据没有变化，会返回一个 304 的状态码给客户端，告诉客户端不需要请求数据，直接使用之前缓存的数据即可。当然，这里还涉及 WebView相关的东西，先不细讲。。。

3. 离线化处理

离线化是指线上实时变动的资源数据静态化到本地，访问时走的是本地文件的方案。

离线包就是一是离线化的一种方案，是将静态资源存储到 App 本地的方案，这里先不细讲。

但更复杂的另一种离线化方案：把页面内容静态化到本地。 离线化一般适合首页或者列表页等不需要登录页面的场景，同时能够支持 SEO 功能。

那么，如何实现离线化呢？在打包构建时预渲染页面，前端请求落到 index.html 上时，已经是渲染过的内容。此时，可以通过 Webpack 的 prerender-spa-plugin 来实现预渲染，进而实现离线化。

Webpack 实现预渲染的代码示例如下：

// webpack.conf.js
var path = require('path')
var PrerenderSpaPlugin = require('prerender-spa-plugin')
module.exports = {
  // ...
  plugins: [
    new PrerenderSpaPlugin(
      // 编译后的html需要存放的路径
      path.join(__dirname, '../dist'),
      // 列出哪些路由需要预渲染
      [ '/', '/about', '/contact' ]
    )
  ]
}
// 面试的时候离线化能讲到这，往往就是做死现场，但风险和收益成正比，值得冒险。那就是，你有木有自己的预渲染方案。

4. 并行化

如果说懒加载、缓存和离线化都是在请求本身搞事情，想尽办法减少请求或者推迟请求，那并行化则是在请求通道上优化问题，解决请求阻塞问题，进而减少首屏时间。

例如广州打疫苗排队，新闻上报道是如何如何阻塞。 那除了让群众错开打疫苗的时间，还可以增加打疫苗的医生数量。我们在处理请求阻塞时，也可以加大请求通道数量——借助于HTTP 2.0 的多路复用方案来解决。

HTTP 1.1时代，有两个性能瓶颈点，串行的文件传输和同域名的连接数限制（6个）。到了HTTP 2.0 时代，因为提供了多路复用的功能，传输数据不再使用文本传输（文本传输必须按顺序传输，否则接收端不知道字符的顺序），而是采用二进制数据帧和流的方式进行传输。

其中，帧是数据接收的最小单位，流是连接中的一个虚拟通道，它可以承载双向信息。每个流都会有一个唯一的整数 ID 对数据顺序进行标识，这样接收端收到数据后，可以按照顺序对数据进行合并，不会出现顺序出错的情况。所以，在使用流的情况下，不论多少个资源请求，只要建立一个连接即可。

文件传输环节问题解决后，同域名连接数限制问题怎么解决呢？以 nginx 服务器为例，原先因为每个域名有6个连接数限制，最大并发就是 100 个请求，采用 HTTP 2.0 之后，现在则可以做到 600，提升了 6倍。

你一定会问，这不是运维侧要做的事情吗，我们前端开发需要做什么？我们要改变静态文件合并（JS、CSS、图片文件）和静态资源服务器做域名散列这两种开发方式。

具体来说，使用 HTTP 2.0 多路复用之后，单个文件可以单独上线，不需要再做 JS 文件合并了。这里提一个保留问题，用过阿里系的Antd组件库吧？库每次更新都不是全部更新，可能这次只更新一个Button组件，再次只更新一个Card组件。那是如何做到单独组件单独发版的呢？

为了解决静态域名阻塞（这是个性能瓶颈点），需要将静态域名分为 pic0-pic5，这样能提升请求并行能力。 虽然通过静态资源域名散列的办法解决了问题，但DNS 解析时间会变长很多，同时还需要额外的服务器来满足。HTTP 2.0 多路复用解决了这个问题。

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