WEB前端性能优化

请求过程中一些潜在的性能优化点

深入理解http请求的过程是前端性能优化的核心！

dns是否可以通过缓存减少dns查询时间？
网络请求的过程走最近的网络环境？
相同的静态资源是否可以缓存？
能否减少请求http请求大小？
减少http请求数量
服务端渲染

DNS解析过程

服务器端请求处理

HTTP状态码

注意:

1、文件合并存在的问题。

首屏渲染问题（公共库合并）
缓存失效问题（不同页面的合并）

2、资源的合并与压缩(html,css,js压缩和混乱,文件合并,开启gzip)。

目的1：减少请求http请求大小
目的2：减少http请求数量

图片相关的优化的核心概念

png8/png24/png32之间的区别?

png8 --- 2^8(256)色 + 支持透明
png24 --- 2^24色 + 不支持透明
png32 --- 2^24色 + 支持透明

不同格式图片的特点和常用的业务场景？

jpg有损压缩，压缩率高，不支持透明（不需要透明图片的的业务场景）
png支持透明，浏览器兼容性好（需要透明图片的业务场景）
webp压缩程度更好，在ios webview中有兼容性问题（安卓全部）
svg矢量图，代码内嵌，相对较小（图片样式相对简单的场景）

对图片的优化有哪些？

对图片进行压缩png24->png8（可以使用：https://tinypng.com/）
CSS雪碧图（可以使用用这个网站生成雪碧图相关的css代码：http://www.spritecow.com）
Image inline（base64编码）
使用矢量图

css、js加载与执行（考虑优化点）

HTMLParser解析器自上而下解析，生成DOM树。
外部资源link、script，浏览器会发起请求。
解析CSS生成CSS规则树，进而构建渲染树（计算element位置，布局layout）。
接着调用操作系统NativeGUI的API进行绘制。

浏览器渲染页面

HTML渲染过程的一些特点

顺序执行、并发加载

外部资源并发请求，一个域名下的并发请求数是有上限的。
所以一般将网站的静态资源托管在多个CDN下。

css阻塞

css在head中可以阻塞页面渲染、css可以阻塞js执行，但是css不阻塞外部脚本的加载。

js阻塞

直接引入的js阻塞页面的渲染（asyn[异步下载、立即执行]、differ[并行下载、顺序执行]这两种方式加载js例外）

js不阻塞资源的加载（预资源加载器）

js顺序执行，阻塞后续js逻辑的执行（单线程）

懒加载、预加载

懒加载：图片进入可视区域之后请求图片资源。
懒加载的实现：
1.JS判断图片是否进入可视区域。
2.当进入时，修改img的src属性为实际图片地址。

预加载：图片等静态资源在使用之前提前请求。
预加载实现：
1.使用标签（<img src="xxx" style="display:none">）
2.使用Image对象（new Image();）
3.使用XMLHTTPRequest对象（资源跨域问题）

回流与重绘

UI线程和js线程互斥。
css性能能让JavaScript变慢。
频繁触发重绘与回流，会导致UI频繁渲染，最终导致js变慢。

回流： 当render tree中的一部分（或全部）因为元素的规模尺寸，布局，隐藏等改变而需要重新构建，
这就称为回流（reflow）。

页面渲染初始化
盒子模型相关属性变化
窗口resize事件触发
DOM结构变化，比如删除了某个节点
获取某些属性，引发回流很多浏览器会对回流做优化，他会等到足够数量的变化发生，在做一次批处理回流。但是除了render树的直接变化。

获取以下属性时会引发回流：
width,height
offsetTop/Left/Width/Height
scrollTop/Left/Width/Height
clientTop/Left/Width/Height
调用了getComputedStyle(), 或者 IE的 currentStyle

重绘： 当render tree中的一些元素需要更新属性，而这些属性只是影响元素的外观，风格，而不会
影响布局的，比如background-color，这就称为重绘。

Chrome中满足以下任意情况就会创建图层：

video、canvas都是一个独立的图层。

3D或透视变换（perspective transform）CSS属性
使用加速视频解码的<video>节点
拥有3D（WebGL）上下文或加速的2D上下文的<canvas>节点
混合插件（如Flash）
对自己的opacity做CSS动画或使用一个动画webkit变换的元素
拥有加速CSS过滤器的元素
元素有一个包含复合层的后代节点（一个元素拥有一个子元素，该子元素在自己的层里）
元素有一个z-index较低且包含一个复合层的兄弟元素（换句话说就是该元素在复合层上面渲染）

常用的会独立为一个图层的属性：
transform:translateZ(0);
will-change:transform;

怎么优化呢？

将频繁重绘回流的DOM元素单独作为一个独立图层，那么这个DOM元素重绘和回流的影响只会在这个图层中。（但是：浏览器图层合成也会花比较多的时间，所以，是否新建图层得看实际情况，具体问题，具体分析。）
用translate(改变不会触发浏览器重新布局，但是元素仍会占据原始位置)替代top(会触发重新布局)改变。
用opacity(不会触发重绘)替代visibility(会触发重绘)。
不要一条一条地修改DOM的样式，预先定义好class,然后修改DOM的className。
把DOM离线后修改。（eg：先把DOM给display:none,然后修改100次，再把它显示出来。）
不要把DOM节点的属性值放在一个循环里当成循环里的变量（offsetHeight、offsetWidth）
不要使用table布局，一个小的改动会造成整个table的重新布局。
对动画新建图层。
启用GPU硬件加速。（transform:translate3d(0,0,0)、transform:translateZ(0)）

浏览器存储

Cookie相关

Cookie 因为HTTP请求无状态，所以需要cookie去维护客户端状态。

cookie的生成方式：

1.http response header中的 set-cookie（服务端生成，客户端保存）
2.js中可以通过document.cookie可以读写cookie（客户端自身数据的存储）

cookie存储的限制：

1.作为浏览器端存储，大小4kb左右
2.需要设置过期时间`expire

对于cookie的优化：

cookie中在相关域名下面--cdn的流量损耗
解决方法：__ cdn的域名和主站的域名要分开 __

对于cookie的读写操作：

// 写入
document.cookie = "username=hello";
// 读取
let cookie = document.cookie;
/**
  * param [String] cookie
  * return [Object] object
  */
function getCookie(cookie){
    if(!cookie){ return null; }
    let reg = /\s*([^;]+)\s*=\s*([^;]+)\s*/g;
    let obj = {};
    cookie.replace(reg,($0,$1,$2) => {
        if($1&&$2){
            obj[$1] = $2;
        }
    });
    return obj;
}

cookie存储数据能力被localstorage替代。
httponly ：不允许js读写。（防止盗用cookie）

LocalStorage相关

HTML5设计出来专门用于浏览器存储的
大小为5M左右
仅在客户端使用，不和服务器进行通信
接口封装较好
浏览器本地缓存方案

对于LocalStorage的读写操作：

// 写入
localStorage.setItem('username','hello')
undefined
// 读取
localStorage.getItem('username')
"hello"

SessionStorage相关

会话级别的浏览器存储
大小为5M左右
仅在客户端使用，不和服务器进行通信
接口封装较好
对于表单信息的维护（多页表单数据的维护）

对于 SessionStorage的读写操作：

// 写入
 SessionStorage.setItem('username','hello')
undefined
// 读取
 SessionStorage.getItem('username')
"hello"

IndexedDB（用的比较少）

IndexedDB是一种低级API，用于客户端存储大量结构化数据。
为应用创建离线版本

PWA相关

可靠：在没有网络的环境下也能提供基本的页面访问，而不会出现“未连接到互联网”的页面。
快速：针对网页渲染及网络数据访问有较好优化。
融入（Engaging）:应用可以被增加到手机桌面，并且和普通应用一样有全屏、推送等特性。

具体内容查看笔记：

ServiceWorker探索
 ServiceWorker和cacheStorage缓存及离线开发

利用ServiceWorker进行多页面通信：

// 主页面发送信息
navigator.serviceWorker.controller.postMessage(value);
// 主页面监听消息
navigator.serviceWorker.addEventListener('message',event => {
    // console.log(event.data);
});

// ServiceWorker接收信息(对其他页面消息分发)
self.addEventListener('message',event => {
    let promise = self.clients.matchAll().then(clientList => {
        let senderID = event.source ? event.source : 'unknown';
        clientList.forEach(client => {
            if(client.id === senderID){
                return;
            }
            client.postMessage({
                client: senderID,
                message: event.data
            });
        });
    });
    event.waitUntil(promise);    
});

浏览器缓存

Cache-Control

max-age 当小于缓存时间时，直接加载本地资源(from memory cache)，expires(到期时间http/1.0)和max-age相比，max-age具有更高的优先级。
s-maxage 共享缓存，public相关的缓存设备例如CDN，优先级高于max-age，如果客户端访问到的是CDN服务器缓存中的数据切未更改则返回304状态码。(Cache-control:max-age=3600, s-maxage=31536000,就算在max-age时间内，也不直接加载本地文件，而是访问CDN缓存。缓存中的文件如果没有更改，则直接通知客户端304，加载本地文件。感觉和no-cache很像呀)
no-cache (例如：Cache-Control:private, max-age=0, no-cache),不是不缓存的意思，它实际上的机制是，仍然对资源使用缓存，但每一次在使用缓存之前必须（MUST）向服务器对缓存资源进行验证。
no-store 对该文件不适用任何缓存策略。
public 资源将被客户端和代理服务器缓存。
private 资源仅被客户端缓存，代理服务器不缓存。
public VS private 要知道从服务器到浏览器之间并非只有浏览器能够对资源进行缓存，服务器的返回可能会经过一些中间（intermediate）服务器甚至甚至专业的中间缓存服务器，还有CDN。而有些请求返回是用户级别、是私人的，所以你可能不希望这些中间服务器缓存返回。此时你需要将Cache-Control设置为private以避免暴露。

Expires

Expires是http/1.0中定义的浏览器缓存策略。（expires: Wed, 24 Jan 2018 12:19:34 GMT）

用来指定资源到期的时间，是服务器端的具体的时间点。
告诉浏览器在过期时间前可以直接从缓存取数据，而无需再次请求。

Last-Modified/If-Modified-Since

基于客户端和服务端协商的缓存机制
last-modified —— response header
if-modified-since —— request header
需要与cache-control共同使用

但是last-modified是有缺点的。

1.某些服务器不能获取精确的修改时间
文件修改时间改了，单文件内容却没有变

Etag/If-None-Match

此缓存策略优先级高于Last-Modified/If-Modified-Since

文件内容的hash值
etag —— response header
if-none-Match —— request header
需要与cache-controlgongt使用

总体缓存流程图

服务器端性能

vue渲染遇到的问题

vue执行过程：
下载vue.js ==> 执行vue.js代码 ==> 生成HTML页面

随着前端浏览器的性能的提升，大量的运算在前端执行。
使用vue框架出现了首屏性能、渲染问题。

优化方案？

构建层模板编译（在构建层做模板编译工作，将模板语法编译成在vue的runtime中可以直接执行的js代码）
数据无关的prerender的方式（将vue渲染完成的静态页面返回）
服务端渲染