前端性能优化建议(项目)

先来看第一个面试问题。性能是前端面试的必考问题，结合我自己10多年的经验见闻，在问做过哪些
性能优化的时候：
。70％的同学上来就说减少合并资源、减少请求、数据缓存这些优化手段；
。15％的同学会提到需要在DevTools下先看看首屏时间，围绕首屏来优化；
。10％的同学会提到需要接入一个性能平台来看看现状，诊断一下；
。而只有5％的同学会从前端性能体系来系统考虑性能优化。

1. 减少 HTTP 请求

一个完整的 HTTP 请求需要经历 DNS 查找，TCP 握手，浏览器发出 HTTP 请求，服务器接收请求，服务器处理请求并发回响应，浏览器接收响应等过程。接下来看一个具体的例子帮助理解 HTTP ：

这是一个 HTTP 请求，请求的文件大小为 28.4KB。
名词解释：

Queueing: 在请求队列中的时间。
Stalled: 从TCP 连接建立完成，到真正可以传输数据之间的时间差，此时间包括代理协商时间。
Proxy negotiation: 与代理服务器连接进行协商所花费的时间。
DNS Lookup: 执行DNS查找所花费的时间，页面上的每个不同的域都需要进行DNS查找。
Initial Connection / Connecting: 建立连接所花费的时间，包括TCP握手/重试和协商SSL。
SSL: 完成SSL握手所花费的时间。
Request sent: 发出网络请求所花费的时间，通常为一毫秒的时间。
Waiting(TFFB): TFFB 是发出页面请求到接收到应答数据第一个字节的时间。
Content Download: 接收响应数据所花费的时间。

从这个例子可以看出，真正下载数据的时间占比为 13.05 / 204.16 = 6.39%，文件越小，这个比例越小，文件越大，比例就越高。这就是为什么要建议将多个小文件合并为一个大文件，从而减少 HTTP 请求次数的原因。

2. 使用 HTTP2

博客
HTTP2 相比 HTTP1.1 有如下几个优点：

解析速度快

服务器解析 HTTP1.1 的请求时，必须不断地读入字节，直到遇到分隔符 CRLF 为止。而解析 HTTP2 的请求就不用这么麻烦，因为 HTTP2 是基于帧的协议，每个帧都有表示帧长度的字段。

多路复用

HTTP1.1 如果要同时发起多个请求，就得建立多个 TCP 连接，因为一个 TCP 连接同时只能处理一个 HTTP1.1 的请求。
在 HTTP2 上，多个请求可以共用一个 TCP 连接，这称为多路复用。同一个请求和响应用一个流来表示，并有唯一的流 ID 来标识。
多个请求和响应在 TCP 连接中可以乱序发送，到达目的地后再通过流 ID 重新组建。

首部压缩

HTTP2 提供了首部压缩功能。
从上面两个请求可以看出来，有很多数据都是重复的。如果可以把相同的首部存储起来，仅发送它们之间不同的部分，就可以节省不少的流量，加快请求的时间。
HTTP/2 在客户端和服务器端使用“首部表”来跟踪和存储之前发送的键－值对，对于相同的数据，不再通过每次请求和响应发送。
下面再来看一个简化的例子，假设客户端按顺序发送如下请求首部：

优先级

HTTP2 可以对比较紧急的请求设置一个较高的优先级，服务器在收到这样的请求后，可以优先处理。

流量控制

由于一个 TCP 连接流量带宽（根据客户端到服务器的网络带宽而定）是固定的，当有多个请求并发时，一个请求占的流量多，另一个请求占的流量就会少。流量控制可以对不同的流的流量进行精确控制。

服务器推送

HTTP2 新增的一个强大的新功能，就是服务器可以对一个客户端请求发送多个响应。换句话说，除了对最初请求的响应外，服务器还可以额外向客户端推送资源，而无需客户端明确地请求。
例如当浏览器请求一个网站时，除了返回 HTML 页面外，服务器还可以根据 HTML 页面中的资源的 URL，来提前推送资源。
现在有很多网站已经开始使用 HTTP2 了，例如知乎：

其中 h2 是指 HTTP2 协议，http/1.1 则是指 HTTP1.1 协议。

3. 使用服务端渲染

客户端渲染: 获取 HTML 文件，根据需要下载 JavaScript 文件，运行文件，生成 DOM，再渲染。
服务端渲染：服务端返回 HTML 文件，客户端只需解析 HTML。

优点：首屏渲染快，SEO 好。
缺点：配置麻烦，增加了服务器的计算压力。

下面我用 Vue SSR 做示例，简单的描述一下 SSR 过程。

4. 静态资源使用 CDN

内容分发网络（CDN）是一组分布在多个不同地理位置的 Web 服务器。我们都知道，当服务器离用户越远时，延迟越高。CDN 就是为了解决这一问题，在多个位置部署服务器，让用户离服务器更近，从而缩短请求时间。
CDN 原理
当用户访问一个网站时，如果没有 CDN，过程是这样的：

  1. 浏览器要将域名解析为 IP 地址，所以需要向本地 DNS 发出请求。
  2. 本地 DNS 依次向根服务器、顶级域名服务器、权限服务器发出请求，得到网站服务器的 IP 地址。
  3. 本地 DNS 将 IP 地址发回给浏览器，浏览器向网站服务器 IP 地址发出请求并得到资源。

如果用户访问的网站部署了 CDN，过程是这样的：

  1. 浏览器要将域名解析为 IP 地址，所以需要向本地 DNS 发出请求。
  2. 本地 DNS 依次向根服务器、顶级域名服务器、权限服务器发出请求，得到全局负载均衡系统（GSLB）的 IP 地址。
  3. 本地 DNS 再向 GSLB 发出请求，GSLB 的主要功能是根据本地 DNS 的 IP 地址判断用户的位置，筛选出距离用户较近的本地负载均衡系统（SLB），并将该 SLB 的 IP 地址作为结果返回给本地 DNS。
  4. 本地 DNS 将 SLB 的 IP 地址发回给浏览器，浏览器向 SLB 发出请求。
  5. SLB 根据浏览器请求的资源和地址，选出最优的缓存服务器发回给浏览器。
  6. 浏览器再根据 SLB 发回的地址重定向到缓存服务器。
  7. 如果缓存服务器有浏览器需要的资源，就将资源发回给浏览器。如果没有，就向源服务器请求资源，再发给浏览器并缓存在本地。

5. 将 CSS 放在文件头部，JavaScript 文件放在底部

CSS 执行会阻塞渲染，阻止 JS 执行
JS 加载和执行会阻塞 HTML 解析，阻止 CSSOM 构建

如果这些 CSS、JS 标签放在 HEAD 标签里，并且需要加载和解析很久的话，那么页面就空白了。所以 JS 文件要放在底部（不阻止 DOM 解析，但会阻塞渲染），等 HTML 解析完了再加载 JS 文件，尽早向用户呈现页面的内容。
那为什么 CSS 文件还要放在头部呢？
因为先加载 HTML 再加载 CSS，会让用户第一时间看到的页面是没有样式的、“丑陋”的，为了避免这种情况发生，就要将 CSS 文件放在头部了。
另外，JS 文件也不是不可以放在头部，只要给 script 标签加上 defer 属性就可以了，异步下载，延迟执行。

6. 使用字体图标 iconfont 代替图片图标

字体图标就是将图标制作成一个字体，使用时就跟字体一样，可以设置属性，例如 font-size、color 等等，非常方便。并且字体图标是矢量图，不会失真。还有一个优点是生成的文件特别小。

9. 图片优化

(1). 图片延迟加载
在页面中，先不给图片设置路径，只有当图片出现在浏览器的可视区域时，才去加载真正的图片，这就是延迟加载。对于图片很多的网站来说，一次性加载全部图片，会对用户体验造成很大的影响，所以需要使用图片延迟加载。

(2). 响应式图片

响应式图片的优点是浏览器能够根据屏幕大小自动加载合适的图片。
通过 picture 实现

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<picture>
 <source srcset="banner_w1000.jpg" media="(min-width: 801px)">
 <source srcset="banner_w800.jpg" media="(max-width: 800px)">
 <img src="banner_w800.jpg" alt="">
</picture>

通过 @media 实现

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@media (min-width: 769px) {
 .bg {
  background-image: url(bg1080.jpg);
 }
}
@media (max-width: 768px) {
 .bg {
  background-image: url(bg768.jpg);
 }
}

11. 减少重绘重排

浏览器渲染过程

解析HTML生成DOM树。
解析CSS生成CSSOM规则树。
解析JS，操作 DOM 树和 CSSOM 规则树。
将DOM树与CSSOM规则树合并在一起生成渲染树。
遍历渲染树开始布局，计算每个节点的位置大小信息。
浏览器将所有图层的数据发送给GPU，GPU将图层合成并显示在屏幕上。

如何减少重排重绘？

用 JavaScript 修改样式时，最好不要直接写样式，而是替换 class 来改变样式。
如果要对 DOM 元素执行一系列操作，可以将 DOM 元素脱离文档流，修改完成后，再将它带回文档。推荐使用隐藏元素（display:none）或文档碎片（DocumentFragement），都能很好的实现这个方案。

21. 降低 CSS 选择器的复杂性

(1). 浏览器读取选择器，遵循的原则是从选择器的右边到左边读取。
看个示例

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# block .text p {

 color: red;
}

查找所有 P 元素。
查找结果 1 中的元素是否有类名为 text 的父元素
查找结果 2 中的元素是否有 id 为 block 的父元素

(2). CSS 选择器优先级

内联 > ID选择器 > 类选择器 > 标签选择器
根据以上两个信息可以得出结论。

选择器越短越好。
尽量使用高优先级的选择器，例如 ID 和类选择器。
避免使用通配符 *。

最后要说一句，据我查找的资料所得，CSS 选择器没有优化的必要，因为最慢和慢快的选择器性能差别非常小。

检查加载性能

一个网站加载性能如何主要看白屏时间和首屏时间。

  1. 白屏时间：指从输入网址，到页面开始显示内容的时间。
  2. 首屏时间：指从输入网址，到页面完全渲染的时间。

将以下脚本放在 </head> 前面就能获取白屏时间。

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<script>
  new Date() - performance.timing.navigationStart
  // 通过 domLoading 和 navigationStart 也可以
  performance.timing.domLoading - performance.timing.navigationStart
</script>

在 window.onload 事件里执行 new Date() - performance.timing.navigationStart 即可获取首屏时间。

检查运行性能

配合 chrome 的开发者工具，我们可以查看网站在运行时的性能。
打开网站，按 F12 选择 performance，点击左上角的灰色圆点，变成红色就代表开始记录了。这时可以模仿用户使用网站，在使用完毕后，点击 stop，然后你就能看到网站运行期间的性能报告。如果有红色的块，代表有掉帧的情况；如果是绿色，则代表 FPS 很好。performance 的具体使用方法请用搜索引擎搜索一下，毕竟篇幅有限。

参考文章

前端性能优化 24 条建议（2020）