网页性能优化 - 加载速度

本文最后更新于：2023年8月7日凌晨

测试工具：

http://webpagetest.org/
Chrome-devtools-lighthouse
…

性能关键词

First Contentful Paint：FCP，首屏渲染时间
Largest Contentful Paint : LCP，最大内容渲染时间
Speed Index：代表页面内容渲染所消耗的时间
Time to Interactive：TTI，用户与页面可交互时间
Total Blocking Time：TBT，衡量从FCP到TTI之间主线程被阻塞时长的总和

主线程执行的任务分为长任务和短任务。规定持续时间超过50ms的任务为长任务，低于50ms的任务为短任务。长任务中超过50ms的时间被认为是“阻塞”的，因此，TBT是所有长任务中阻塞时间的总和。

Cumulative Layout Shift：累计布局偏移，指网页布局在加载期间的偏移量

并发可以加快速度？

一个文件通过一个连接传输快，还是通过多个连接传输快？显然在「多连接传输的收益 > 建立连接的成本」条件成立下，必然是多连接传输快，也就是并发。

浏览器对同源HTTP/1.1连接的并发个数有限制，典型值是6，测试表明Chrome和Firefox都是这个值。根据实际情况充分利用最大连接数，可以让速度更快，文件分片上传/下载就是常见的情况。

解决最大连接数有常见几种方案

域名分片（就是多搞些不同的域名，打破同源条件）

websocket（限制数相对较高）

HTTP/2多路复用

说明

下面评测结果均为Chrome浏览器开发者工具内置的LightHouse得出

Q: 不同服务器硬件条件不一，LightHouse如何保证结果的稳定？

A: 它会模拟出一个尽可能相同的环境，然后自动模拟用户访问。但是受当时的服务器状态和网络条件影响，仍然会有测试误差。

FCP 优化

Gzip动态压缩

这是未开启压缩进行测试的结果截图

需要加载的各个文件都比较大，首次加载十分缓慢；二次加载时有缓存的支持，表现相对较好。

一般网页加载使用的文件大小在200kb左右，以便利用并发请求加快网页的加载速度（HTTP/1.1）。

查看Network可以看到需要处理的文件Coding.js、student.js、Personal.js；

查看产物目录下report.html，使用Gzip压缩可以大幅度减少文件的体积

进行Nginx的配置，开启Gzip压缩

http {
        gzip on;
        gzip_min_length  1k;
        gzip_buffers     4 16k;
        gzip_http_version 1.1;
        gzip_comp_level 2;
        gzip_types     text/plain application/javascript application/x-javascript text/javascript text/css application/xml;
        gzip_vary on;
        gzip_proxied   expired no-cache no-store private auth;
        gzip_disable   "MSIE [1-6]\.";
}

配置后，查看是否生效

LightHouse进行测试

开启Gzip压缩后测试：文件的体积大幅度减小，首屏加载时间FCP也从4s变为了1.2s

Gzip静态压缩

上面提及了Gzip的动态压缩，在请求到达的时候匹配到相应的压缩规则进行压缩，尽可能的降低文件大小来提高加载速度，实际上就是一个用服务器计算性能换取网络性能的操作。

假设缓存失效，大量访问涌入服务器将会占用大量的计算资源用以压缩；而静态资源文件没有变化，无需每次访问都重新压缩，于是就可以有「一次压缩，多次使用」的方法，即「静态压缩」。

配置Nginx服务器，开启静态压缩

1
2
3

http {
        gzip_static on;
}

配置webpack，输出经过gzip压缩的产物

安装compression-webpack-plugin插件yarn add compression-webpack-plugin -D

// vue-cli项目配置vue.config.js
const CompressionWebpackPlugin = require("compression-webpack-plugin");
const productionGzipExtensions = /\.(js|css|json|txt|html|ico|svg)(\?.*)?$/i;

configureWebpack: {
  plugins: [
    new CompressionWebpackPlugin({
      filename: "[path][base].gz", // 输出的文件名称
      algorithm: "gzip",    // 压缩算法
      test: productionGzipExtensions, // 文件名匹配规则
      threshold: 10240,    // 压缩的文件最小值
      minRatio: 0.8,    // 压缩的最小压缩率，压缩率较低的不压缩
      deleteOriginalAssets: false,    // 压缩后删除源文件
    }),
  ],
}

注意：出现Cannot read property 'tapPromise' of undefined错误提示的请降低插件的版本

部署服务器，查看是否生效

使用LightHouse进行测试

加载速度没有明显的变化，想想应该是存在并发量才能观察出来差异，这里不再深入

第三方库按需引入

使用element-ui、echarts等第三方库时，可以根据相应的文档使用按需引入，减少无用代码打包

第三方库使用CDN引入

student.js的加载直接影响FCP，而Coding.js和Personal.js通过prefetch进行预加载

所以想进一步提高首次加载速度，需要考虑优化student.js

vue-cli下自带prefetch和preload的优化，优化时可以关闭相应的优化便于查看首次加载文件

单页应用时：config.plugins.delete(‘prefetch’)

多页应用时：config.plugins.delete(‘prefetch-XXX’) 关闭对应页面XXX的prefetch插件

查看report.html中student.js的构成

可以看到element-ui的体积占用较高；结合项目实际使用情况，项目内已使用的组件较多，按需加载优化效果不明显；而组件库作为必要依赖且一般不会变化，可以考虑抽离使用模板HTML引入（又称CDN引入）。

有什么作用？使用外部免费CDN，加载速度较快，可以减少服务器的负载；公共依赖，利用缓存可以提高加载速度；但是需要注意的是外部免费CDN存在宕机(见附录)等隐患，可以通过切换备用CDN恢复，若不能接受此类情况，也可以把文件放在自己的服务器上；

<!-- 引入多个CDN进行备份 -->
<script src="https://cdn.staticfile.org/vue/2.6.14/vue.min.js"></script>
<script src="https://cdn.staticfile.org/element-ui/2.15.7/index.min.js"></script>

<script>
  window.Vue ||
    document.write(
      '<script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/vue@2.6.14/dist/vue.min.js"><\/script>'
    );
</script>
<script>
  window.ELEMENT ||
    document.write(
      '<script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/element-ui@2.15.7/lib/index.min.js"><\/script>'
    );
</script>

配置webpack，在build的时候不打包element-ui

// 入口文件
import ELEMENT from "element-ui";
Vue.use(ELEMENT);

// vue-cli项目下配置vue.config.js文件
configureWebpack: {
  externals: {
    "element-ui": "ELEMENT",
  }
}

// 模板HTMl文件
<head>
    <script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/element-ui@2.15.7/lib/index.js"></script>
    <link href="https://cdn.jsdelivr.net/npm/element-ui@2.15.7/lib/theme-chalk/index.css" rel="stylesheet" type="text/css" />
</head>

此时需要注意项目中非Vue组件下引入组件库的方式都需要改为全部引入，避免webpack识别不了

// 某js文件原来
import Message from "element-ui/packages/message/src/main";
import { MessageBox } from "element-ui";

// 修改后
import ElEMENT from "element-ui";
const { MessageBox, Message } = ElEMENT;

// 样式通过

再次build，查看report.html文件，组件库成功抽离

部署到服务器上，使用LightHouse进行测试

利用外部CDN加载，首次加载速度FCP又有部分提高

假设不使用外部CDN引入，加载速度会受限于服务器条件

路由懒加载

build时路由的每个组件各自打包，使用**动态导入**

// router/index.js
const routes = [
{
  path: "/login",
  name: "Login",
  component: () => import(/* webpackChunkName: 'Login' */ "@student/views/HomePage/Login"),
},
{
  path: "/register",
  name: "Register",
  component: () => import(/* webpackChunkName: 'Register' */ "@student/views/HomePage/Register"),
},
]

异步组件

动态组件 & 异步组件 — Vue.js 实际上也是上面提到的动态导入

以Coding页面为例

![](https://static.chanx.tech/image/tefc3_0.png

在使用路由懒加载后，按路由级别对js进行了拆包，每一个路由都是一个新的js，但是仍然存在单个路由过多组件导致的包体积过大问题。像上图Coding.js经过gzip压缩后还有2.9MB，严重影响到页面的首次加载和渲染（进入Coding页需要等待2-3s加载），需要对这个文件进行下一步的优化；

查看report.html，观察文件内各个内容的占用；

首先看到整个文件可以大致分为四块：sv.js、ace-builds、swiper、splitpanes；分别代表的是可视化面板、编辑器、测试数据面板、分割面板组件。

Coding.js中引入可视化面板、堆栈面板、监视面板。它们在调试状态下并不会被使用到，也就是说页面首次加载时加载了部分无用内容。使用异步组件将这几个面板拆出来，让它们在进入调试状态下才去加载。

const DebugPane = () =>
  import(/* webpackChunkName: 'debug-pane' */ "@student/components/debug-button-bar.vue");

const VisualPane = () => ({
  component: import(
    /* webpackChunkName: 'visual-pane' */ "@student/components/visual-components/visual-pane.vue"
  ),
  loading: LoadingComponent,
});

const stackVariateShow = () => ({
  component: import(
    /* webpackChunkName: 'stack-pane' */ "@student/components/stack-variate/data-controller.vue"
  ),
  loading: LoadingComponent,
});

const WatchPane = () => ({
  component: import(/* webpackChunkName: 'watch-pane' */ "@student/components/watch-pane.vue"),
  loading: LoadingComponent,
});

拆完包之后我们打开页面验证一下：

可以看到在进入页面时多加载了几个js文件，单个文件的体积比较小，没有超过200K

Coding页面的首次加载优化已经算完成了，继续看看调试状态下的加载

点击调试后开始加载这几个组件，visual-pane因为sv.js的存在所以体积还是相对较大；

后续还可以对sv.js进行优化：使用CDN引入、在sv.js构建的时候拆成多个包

这里没有对sv.js进行下一步优化的原因是：

sv.js处于快速迭代状态，为了方便该模块开发者测试，所以暂不考虑构建成多个包；

使用CDN引入，一般适合变化不多的静态资源
当然，还是有方案解决的，感兴趣可以了解一下monorepo或者其他，这里不再赘述

拆包时需要注意拆出的模块是否存在代码耦合，比如说加载完成后执行某个函数，这是需要进行处理的：import(“XXX”).then(() => { console.log(“加载完成执行的函数”); })

部署后使用LighntHouse进行测试

比较优化前后的测试结果：FCP从1.3s到1.0s，LCP从8s到2.7s

使用HTTP/2

HTTP/2下二进制和流的特性可以加快网站的访问速度，需要服务器和浏览器的支持

目前主流浏览器均已支持HTTP/2，服务器完成支持即可，需要配置HTTPS、Nginx

SourceMap

生产环境把sourcemap关了也能减小部分文件大小

总结

全文主要围绕网页加载速度，选定单页应用（SPA）常见的首屏渲染（FCP）问题作为优化点。

上面的几个点基本都在围绕「文件大小」进行优化，尽可能的减少单个文件体积，实际上还有隐藏在打包阶段进行的tree shaking(删除无用代码)、uglily（压缩）、内联资源等进行的优化；

另外就是算法、网络通信上提升传输效率，像上面提到的gzip、http2、cdn，还有dns、缓存等。

更进一步，网页加载速度不只是资源文件的下载速度，其实还包括下载后资源文件的解析、渲染等，这些牵扯到浏览器的运行机制，优化难度更大更复杂。

思考

CDN利用缓存提高速度，而不同CDN之间的缓存不能共用，有没有什么好的办法？

若浏览器支持类似contenthash形式的缓存，那么所有第三方缓存将会打通，所有引入第三方的网站访问速度都会提升。

路由懒加载和异步组件实际上都是将单文件变为多文件，即「拆包」；

那是不是首页变快了，后面每次点击都需要等待加载？用户体验不是更差？

这个跟应用实际情况有关系。拆包之后按需加载确实加快了首次访问，后续要等待加载这个却是可以优化的。Vue-cli项目打包默认加载prefetch和preload插件，利用**prefetch**和**preload**属性，浏览器可以在后台进行无感的预加载，后续加载的时候就是使用cache了，反而让用户体验变得更好。当然，不排除某些情况下预加载没完成，这个时候做一个loading状态也不会影响体验。