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前端性能优化常用总结

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前言

对于前端的性能话题，从来都没有断绝过。因为这个东西没有最好，只有更好。而且往往也是业务的繁杂程度去决定优化程度的。作为一个前端开发者，性能是我们关注的指标。它直接影响着我们的用户，同时也影响着产品本身。前端发展以来，优化方式，琳琅满目，有雅虎军规等。这些内容复杂繁多，往往容易被人遗忘。因此，本篇对于这些常用的优化方式进行总结，或许，并不全面，见谅。如果你喜欢我的文章，欢迎评论，欢迎Star~。欢迎关注我的github博客

正文

前端优化层出不穷，移动端大行其道的现在，我们可以说优化好移动端，PC端也将会更好。所以，我们可以综合以下图片进行一些分析，如图：

优化

图中已经对前端性能做了一些概括。但其实，我觉得我们可以将这个概括更加精准，扼要，丰富。所以，接下来我会从三个方面就前端性能进行总结：网络方面、DOM操作及渲染方面、数据方面。

网络方面

web应用，总是会有一部分的时间浪费在网络连接和资源下载方面。往往建立一次网络连接是需要时间成本的。而且浏览器同一时间所发送的网络请求数是有限的。所以，这个层面的优化可以从「减少请求数目」开始：

  1. 减少http请求：在YUI35规则中也有提到，主要是优化js、css和图片资源三个方面，因为html是没有办法避免的。因此，我们可以做一下的几项操作：

    • 合并js文件
    • 合并css文件
    • 雪碧图的使用(css sprite)
    • 使用base64表示简单的图片

    上述四个方法，前面两者我们可以使用webpack之类的打包工具进行打包；雪碧图的话，也有专门的制作工具；图片的编码是使用base64的，所以，对于一些简单的图片，例如空白图等，可以使用base64直接写入html中。

回到之前网络层面的问题，除了减少请求数量来加快网络加载速度，往往整个资源的体积也是，平时我们会关注的方面。

  1. 减小资源体积：可以通过以下几个方面进行实施：

    • gzip压缩
    • js混淆
    • css压缩
    • 图片压缩

    gzip压缩主要是针对html文件来说的，它可以将html中重复的部分进行一个打包，多次复用的过程。js的混淆可以有简单的压缩(将空白字符删除)、丑化(丑化的方法，就是将一些变量缩小)、或者可以使用php对js进行混淆加密。css压缩，就是进行简单的压缩。图片的压缩，主要也是减小体积，在不影响观感的前提下，尽量压缩图片，使用png等图片格式，减少矢量图、高清图等的使用。这样子的做法不仅可以加快网页显示，也能减少流量的损耗。

除了以上两部分的操作之外，在网络层面我们还需要做好缓存工作。真正的性能优化来说，缓存是效率最高的一种，往往缩短的加载时间也是最大的。

  1. 缓存：可以通过以下几个方面来描述：

    • DNS缓存
    • CDN部署与缓存
    • http缓存

    由于浏览器会在DNS解析步骤中消耗一定的时间，所以，对于一些高访问量网站来说，做好DNS的缓存工作，就会一定程度上提升网站效率。CDN缓存，CDN作为静态资源文件的分发网络，本身就已经提升了，网站静态资源的获取速度，加快网站的加载速度，同时也给静态资源做好缓存工作，有效的利用已缓存的静态资源，加快获取速度。http缓存，也是给资源设定缓存时间，防止在有效的缓存时间内对资源进行重复的下载，从而提升整体网页的加载速度。

其实，网络层面的优化还有很多，特别是针对于移动端页面来说。众所周知，移动端对于网络的敏感度更加的高，除了目前的4G和WIFI之外，其他的移动端网络相当于弱网环境，在这种环境下，资源的缓存利用是相当重要的。而且，减少http的请求次数，也是至关重要的，移动端弱网环境下，对于http请求的时间也会增加。所以，我们可以看一下我们在移动端网络方面可以做的优化：

  1. 移动端优化：使用以下几种方式来加快移动端网络方面的优化：

    • 使用长cache，减少重定向
    • 首屏优化，保证首屏加载数据小于14kb
    • 不滥用web字体

    「使用长cache」，可以使得移动端的部分资源设定长期缓存，这样可以保证资源不用向服务器发送请求，来比较资源是否更新，从而避免304的情况。304重定向，在PC端或许并不会影响网页的加载速度，但是，在移动端网络不稳定的前提下，多一次请求，就多了一部分加载时间。「首屏优化」，对于移动端来说是至关重要的。2s时间是用户的最佳体验，一旦超出这个时间，将会导致用户的流失。所以，针对移动端的网络情况，不可能在这么短时间内加载完成所有的网页资源，所以我们必须保证首屏中的内容被优先显示出来，而且基于TCP的慢启动和拥塞控制，第一个14kb的数据是非常重要的，所以需要保证首部加载数据能够小于14kb。「不滥用web字体」，web字体的好处就是，可以代替某些图片资源，但是，在移动端过多的web字体的使用，会导致页面资源加载的繁重，所以，慎用web字体

渲染和DOM操作方面

首先，简单的聊一下优化渲染的重要性。在网页初步加载时，获取到HTML文件之后，最初的工作是构建DOM和构建CSSOM两个树，之后将他们合并形成渲染树，最后对其进行打印。我们可以通过图片来看一下，简单的过程：

DOM渲染

这里整个过程拉出来写，具体可以再写一篇文章，恕我偷下懒，推荐一篇比较好的文章给大家吧。浏览器渲染过程与性能优化

继续我们的话题，我们可以如何去缩短这个过程呢？可以从以下几个操作进行优化。

  1. 优化网页渲染：

    • css的文件放在头部，js文件放在尾部或者异步
    • 尽量避免內联样式

    css文件放在「头部加载」，可以保证解析DOM的同时，解析css文件。因为，CSS（外链或内联）会阻塞整个DOM的渲染，然而DOM解析会正常进行，所以将css文件放在头部进行解析，可以加快网页的构建速度。假设将其放在尾部，那时DOM树几乎构建，这时就得等到CSSOM树构建完成，才能够继续下面的步骤。「js放在尾部」：js文件不同，将js文件放在尾部或者异步加载的原因是JS（外链或内联）会阻塞后续DOM的解析，后续DOM的渲染也将被阻塞，而且一旦js中遇到DOM元素的操作，很可能会影响。这方面可以推荐一篇文章——异步脚本载入提高页面性能。「避免使用内联样式」，可以有效的减少html的体积，一般考虑内联样式的时候，往往是样式本身体积比较小，往往加载网络资源的时间会大于它的时候。

除了页面渲染层面的优化，当然最重要的就是DOM操作方面的优化，这部分的优化应该是最多的，而且也是平时开发可以注意的地方。如果开发前期明白这些原理，同时付诸实践的话，就可以在后期的性能完善上面少下很多功夫。那么，接下来我们可以来看一下具体的操作：

  1. DOM操作优化：

    • 避免在document上直接进行频繁的DOM操作
    • 使用classname代替大量的内联样式修改
    • 对于复杂的UI元素，设置position为absolute或fixed
    • 尽量使用css动画
    • 使用requestAnimationFrame代替setInterval操作
    • 适当使用canvas
    • 尽量减少css表达式的使用
    • 使用事件代理

    前面三个操作，其实都是希望『减少回流和重绘』。其实，进行一次DOM操作的代价是非常之大的，以前可以通过网页操作是否卡顿来进行判断，但是，现代浏览器的进步已经大大减少了这方面的影响。但是，我们还是需要清楚，如何去减少回流和重绘的问题。因为这里不想细说这方面的知识，想要了解的话，可以看这篇文章——回流与重绘：CSS性能让JavaScript变慢？。这可是张鑫旭大大的一篇文章呦(^.^)。「尽量使用css动画」，是因为本身css动画比较简单，而且相较于js的复杂动画，浏览器本身对其进行了优化，使用上面不会出现卡顿等问题。「使用requestAnimationFrame代替setInterval操作」，相信大家都有所耳闻，setInterval定时器会有一定的延时，对于变动性高的动画来说，会出现卡顿现象。而requestAnimationFrame正好解决的整个问题。「适当使用canvas」，不得不说canvas是前端的一个进步，出现了它之后，前端界面的复杂性也随之提升了。一些难以完成的动画，都可以使用canvas进行辅助完成。但是，canvas使用频繁的话，会加重浏览器渲染的压力，同时导致性能的下降。所以，适当时候使用canvas是一个不错的建议。「尽量减少css表达式的使用」，这个在YUI规则中也被提到过，往往css的表达式在设计之初都是美好的，但在使用过程中，由于其频繁触发的特性，会拖累网页的性能，出现卡顿。因此在使用过程中尽量减少css表达式的使用，可以改换成js进行操作。「使用事件代理」：往往对于具备冒泡性质的事件来说，使用事件代理不失为一种好的方法。举个例子：一段列表都需要设定点击事件，这时如果你给列表中的每一项设定监听，往往会导致整体的性能下降，但是如果你给整个列表设置一个事件，然后通过点击定位目标来触发相应的操作，往往性能就会得到改善。

DOM操作的优化，还有很多，当然也包括移动端的。这个会在之后移动端优化部分被提及，此处先卖个关子。上面我们概述了开始渲染的时候和DOM操作的时候的一些注意事项。接下来要讲的是一些小细节的注意，这些细节可能对于页面影响不大，但是一旦堆积多了，性能也会有所影响。

  1. 操作细节注意：

    • 避免图片或者frame使用空src
    • 在css属性为0时，去掉单位
    • 禁止图像缩放
    • 正确的css前缀的使用
    • 移除空的css规则
    • 对于css中可继承的属性，如font-size，尽量使用继承，少一点设置
    • 缩短css选择器，多使用伪元素等帮助定位

    上述的一些操作细节，是平时在开发中被要求的，更可以理解为开发规范。(基本操作，坐下^_^)

列举完基本操作之后，我们再来聊一下移动端在DOM操作方面的一些优化。

  1. 移动端优化：

    • 长列表滚动优化
    • 函数防抖和函数节流
    • 使用touchstart、touchend代替click
    • HTML的viewport设置
    • 开启GPU渲染加速

    首先，长列表滚动问题，是移动端需要面对的，IOS尽量使用局部滚动，android尽量使用全局滚动。同时，需要给body添加上-webkit-overflow-scrolling: touch来优化移动段的滚动。如果有兴趣的同学，可以去了解一下ios和android滚动操作上的区别以及优化。「防抖和节流」，设计到滚动等会被频繁触发的DOM事件，需要做好防抖和节流的工作。它们都是为了限制函数的执行频次，以优化函数触发频率过高导致的响应速度跟不上触发频率，出现延迟，假死或卡顿的现象。

    介绍：函数防抖，当调用动作过n毫秒后，才会执行该动作，若在这n毫秒内又调用此动作则将重新计算执行时间；函数节流，预先设定一个执行周期，当调用动作的时刻大于等于执行周期则执行该动作，然后进入下一个新周期。

    「touchstart、touchend代替click」，也是移动端比较常用的操作。click在移动端会有300ms延时，这应该是一个常识呗。(不知道的小伙伴该收藏一下呦)。这种方法会影响用户的体验。所以做优化时，最简单的方法就是使用touchstart或者touchend代替click。因为它们事件执行顺序是touchstart->touchmove->touchend->click。或者，使用fastclick或者zepto的tap事件代替click事件。「HTML的viewport设置」，可以防止页面的缩放，来优化性能。「开启GPU渲染加速」，小伙伴们一定听过CPU吧，但是这里的GPU不能和CPU混为一谈呦。GPU的全名是Graphics Processing Unit，是一种硬件加速方式。一般的css渲染，浏览器的渲染引擎都不会使用到它。但是，在3D渲染时，计算量较大，繁重，浏览器会开启显卡的硬件加速来帮助完成这些操作。所以，我们这里可以使用css中的translateZ设定，来欺骗浏览器，让其帮忙开启GPU加速，加快渲染进程。

DOM部分的优化，更多的是习惯。需要自己强制要求自己在开发过程中去注意这些规范。所以，这部分的内容可以多关注一下，才能够慢慢了解。同时，本人对于上述几点的描述是概括性的。并没有对其进行详细的展开。因此，也要求你去细细的查阅Google呦。

数据方面

数据，也可以说是前端优化方面比较重要的一块内容。页面与用户的交互响应，往往伴随着数据交互，处理，以及ajax的异步请求等内容。所以，我们也可以来聊聊这一块的知识。首先是对于图片数据的处理：

  1. 图片加载处理：

    • 图片预加载
    • 图片懒加载
    • 首屏加载时进度条的显示

    「图片预加载」，预加载的寓意就是提前加载内容。而图片的预加载往往会被用在图片资源比较大，即时加载时会导致很长的等待过程时，才会被使用的。常见场景：图片漫画展示时。往往会预加载一张到两张的图片。「图片懒加载」，懒加载或许你是第一次听说，但是，这种方式在开发中会被经常使用。首先，我们需要明白一个道理：往往只有看到的资源是必须的，其他资源是可以随着用户的滚动，随即显示的。所以，特别是对于图片资源特别多的网站来说，做好图片的懒加载是可以大大提升网页的载入速度的。

    常见的图片懒加载的方式就是：在最初给图片的src设置一个比较简单的图片，然后将图片的真实地址设置给自定义的属性，做一个占位，然后给图片设置监听事件，一旦图片到达视口范围，从图片的自定义属性中获取出真是地址，然后赋值给src，让其进行加载。

    「首屏进度条的显示」：往往对于首屏优化后的数据量并不满意的话，同时也不能进一步缩短首屏包的长度了，就可以使用进度条的方式，来提醒用户进行等待。

讲完了图片这一块数据资源的处理，往往我们需要去优化一下异步请求这一部分的内容。因为，异步的数据获取也是前端不可分割的。这一部分我们也可以做一定的处理：

  1. 异步请求的优化：

    • 使用正常的json数据格式进行交互
    • 部分常用数据的缓存
    • 数据埋点和统计

    「JSON交互」，JSON的数据格式轻巧，结构简单，往往可以大大优化前后端的数据通信。「常用数据的缓存」，可以将一些用户的基本信息等常用的信息做一个缓存，这样可以保证ajax请求的减少。同时，HTML5新增的storage的内容，也不用怕cookie暴露，引起的信息泄漏问题。「数据埋点和统计」，对于资深的程序员来说，比较了解。而且目前的大部分公司也会做这方面的处理。有心的小伙伴可以自行查阅。

最后，还有就是大量数据的运算。对于javascript语言来说，本身的单线程就限制了它并不能计算大量的数据，往往会造成页面的卡顿。而可能业务中有些复杂的UI需要去运行大量的运算，所以，webWorker的使用是至关重要的。或许，前端标准普及的落后，会导致大家对于这些新生事物的短暂缺失吧。

总结

本篇文章就前端性能这个话题做了一个总结。或许，并不全面，但是都是一些平时开发中会被经常用到的知识。希望有心者能够去亲身的尝试一下这些方面的优化。本篇的概述了一下几个知识点：

  • 网络层面的优化
  • 数据层面的优化
  • DOM操作与渲染层面的优化

如果你对我写的有疑问，可以评论，如我写的有错误，欢迎指正。你喜欢我的博客，请给我关注Star~呦。大家一起总结一起进步。欢迎关注我的github博客

tanwei-cc commented

http缓存策略
localstorage sessionstorage
requestIdelCallback
memoize
节流/防抖
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