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網(wǎng)頁性能優(yōu)化，緩存優(yōu)化、加載時優(yōu)化、動畫優(yōu)化

luffyZh / 950人閱讀

摘要：緩存優(yōu)化性能優(yōu)化第一步，便是管理好頁面的緩存，避免重復下載資源。加載時優(yōu)化消滅不必要的下載最好的優(yōu)化，便是根本不下載資源。所以，在網(wǎng)頁中隨意擺放和極有可能造成各種阻塞，必須精心安排。不要高頻率調(diào)用函數(shù)，事件連續(xù)觸發(fā)時，只調(diào)用一次函數(shù)。

本文提供一個優(yōu)化網(wǎng)頁性能的大概思路，具體操作網(wǎng)上資料很多。

緩存優(yōu)化

性能優(yōu)化第一步，便是管理好頁面的緩存，避免重復下載資源。否則，即增加服務(wù)器壓力，又折磨用戶的錢包。

瀏覽器緩存機制

訪問頁面，請求各種資源，瀏覽器檢查本地是否有緩存。

如果有，檢查資源是否過期。沒過期，直接使用緩存。過期了，便向服務(wù)器發(fā)出請求。

發(fā)出的請求中會帶上etag和last-modified首部字段。

服務(wù)器會通過Etag和last-modified來判斷瀏覽器緩存的資源是否已經(jīng)不可用。

如果資源仍然有效，便返回304告知瀏覽器使用緩存。否則返回更新后的資源。

按照這一套邏輯，便可規(guī)劃好網(wǎng)站的緩存。

如果資源提前過期，如何通知瀏覽器更新資源？

通常無法做到這一點，因為瀏覽器發(fā)現(xiàn)資源沒過期，根本不會發(fā)出請求。
但是可以通過修改資源的網(wǎng)址來實現(xiàn)。所以需要給資源文件名加上版本號或者隨機標記。例如 style.1234.css。
也就是說，不要讓瀏覽器緩存html文件，否則，過期之前，瀏覽器都不會請求服務(wù)器。

加載時優(yōu)化 消滅不必要的下載

最好的優(yōu)化，便是根本不下載資源。所以要盡量減少比不要的資源。

評估所有依賴是否必要，權(quán)衡利弊。

依賴的下載路徑是否可靠，不可用時候是否會阻礙整個頁面。

產(chǎn)品設(shè)計時候就需要拋棄浪費帶寬的設(shè)計。

壓縮所有可以壓縮的資源 代碼自不用說，都是文本，全部壓縮。 優(yōu)化圖片

去掉不必要的圖片

多使用css3來代替圖片

使用壓縮率更高的圖片。特別是gif動圖，一些視頻格式（H.264或WebM）的體積比gif小很多。

用藝術(shù)字字體，不要用圖片

仔細權(quán)衡圖片和文字的關(guān)系。要表達一個意思，可能一圖勝千言。多了一張圖片，反而節(jié)省了大量文字。

使用progressive jpeg。相比隨著數(shù)據(jù)下載從上到下顯示的baseline jpeg，progressive jpeg是由模糊到清晰，用戶體驗好，也不會導致reflow。

圖片分辨率要盡可能小，避免圖片分辨率大于顯示分辨率。

為使用更新瀏覽器的用戶提供更現(xiàn)代的圖片格式。

多種分辨率的位圖供不同頁面大小使用。

要給標簽指明寬高，否則會導致reflow。

使用HTTP/2。比如，精靈圖是由很多小圖片組成的一張大圖片，可以減少http請求。但是卻難以緩存，修改一個小圖片，導致所有小圖片緩存失效。HTTP/2，一個鏈接內(nèi)可以發(fā)起多個請求，便無需使用精靈圖。

優(yōu)化字體

@font-face 中unicode-range可以制定字符范圍，用來避免下載不需要的語言的字符。

確保字體都被壓縮過。

用@font-face的display屬性和FontFace對象管理好字體加載時的邏輯。

關(guān)鍵渲染路徑

瀏覽器渲染一張網(wǎng)頁通過以下步驟。

處理 HTML 標記并構(gòu)建 DOM 樹。

處理 CSS 標記并構(gòu)建 CSSOM 樹。

將 DOM 與 CSSOM 合并成一個渲染樹。

根據(jù)渲染樹來布局，以計算每個節(jié)點的幾何信息。

將各個節(jié)點繪制到屏幕上。

說人話：瀏覽器先解析HTML，發(fā)現(xiàn)就去請求CSS文件，發(fā)現(xiàn)

js修改元素樣式

瀏覽器重新計算CSSOM樹

如果布局發(fā)生變化，則計算出新的布局

按不同的layer來計算出繪制元素所需的每個像素。

按順序合并不同的layer

優(yōu)化動畫便是優(yōu)化以上步驟使動畫達到60幀。
CSS選擇器要簡單，避免瀏覽器遍歷DOM樹來尋找元素。
js修改的元素要避免牽連過多導致布局發(fā)生變化。
要減少需要重繪的元素。重繪時，同一個layer的元素都會被重繪。重繪也是非常耗費性能的一步。

CSS選擇器

選擇器越復雜，瀏覽器計算得越久。最糟情況下，瀏覽器需要遍歷整個DOM-tree，計算量等于元素總個數(shù)乘以選擇器個數(shù)。

盡量不要使選擇器太復雜，事先給需要被操作的元素加上類名。

reflow, layout 
即布局發(fā)生變化。Chrome, Opera, Safari, Internet Explorer中叫l(wèi)ayout. 火狐稱之為Reflow。

reflow, repaint次數(shù)越少越好，牽連的元素越少越好。

reflow總是牽涉整個文檔流。

千萬不能修改元素css后立刻讀取css計算值。因為瀏覽器必須重新計算布局，才能知道所需值。而js中相關(guān)API都是同步的，所以這將導致瀏覽器同步reflow，阻塞js線程。

Paint(重繪)

因為動畫一直在運動，所以要避免使用會導致布局發(fā)生變化，和導致必須重新計算元素像素（重繪）的CSS屬性制作動畫。而transform和opacity兩個CSS屬性正是我們所需的。
因為瀏覽器渲染網(wǎng)頁時，會將網(wǎng)頁分層(layer)，最后將不同層合并，然后完成渲染。
同一層中，哪怕只有一個小小的元素發(fā)生變化，整個層都會被repaint。

開發(fā)者工具的Paint Profiler界面中觀察到每一層的繪制過程
所以，可以考慮將動畫放在多帶帶的layer中。
創(chuàng)建新layer

CSS的will-change和 transform: translateZ(0)可以用來創(chuàng)建新layer；
再搭配transform和opacity，用CSS3制作動畫。根據(jù)我的實驗，可以完全避免reflow和重繪。

但是過多l(xiāng)ayer也消耗內(nèi)存和性能，用開發(fā)者工具中的Performance判斷新layer是否帶來優(yōu)化，否則不要創(chuàng)建新layer。
開發(fā)者工具的layer界面中可以觀察網(wǎng)頁有多少個layer，每個layer包含哪些元素。
優(yōu)化交互

網(wǎng)頁時給人用的，所以最惱人的是鼠標或手指操作頁面時，頁面卡卡的。
而響應(yīng)用戶操作的JS都是異步的。如果JS線程太繁忙，遲遲不能進入下一個事件循環(huán)，就會導致響應(yīng)用戶操作不及時。
盡量增加線程空閑時間，讓事件循環(huán)可以及時取出回調(diào)函數(shù)。提高響應(yīng)的優(yōu)先級，用戶交互時，停下其他耗時的JS。
但響應(yīng)不必過于及時，在100ms內(nèi)得到反饋，人類都不會察覺到卡頓，可以把一些耗時的工作分解成很多步，利用這個時間差去執(zhí)行它們。
活用requestAnimationFrame方法。

requestAnimationFrame在下一幀開始前調(diào)用函數(shù)。優(yōu)于setInterval的地方是每一幀只會調(diào)用一次，而setInterval則不一定。
監(jiān)聽函數(shù)

交互事件的監(jiān)聽函數(shù)的執(zhí)行時間不能太長，否則會阻塞頁面滾動。

監(jiān)聽函數(shù)可能會調(diào)用preventDefault, 導致瀏覽器必須等待監(jiān)聽函數(shù)執(zhí)行完成。 
不過新擴展的addEventListener方法第三個參數(shù)可以是一個對象，對象的passive屬性用來事先承諾不會調(diào)用preventDefault方法，瀏覽器則不會等待監(jiān)聽函數(shù)。

不要再交互事件的監(jiān)聽函數(shù)中修改樣式，會導致強制同步reflow，阻塞js執(zhí)行。

因為監(jiān)聽函數(shù)會在requestAnimationFrame之前執(zhí)行，如果監(jiān)聽函數(shù)中修改了樣式，又用到requestAnimationFrame來制作動畫，便會導致強制同步reflow。

某些交互事件觸發(fā)極頻繁，注意要debounce。

debounce:不要高頻率調(diào)用函數(shù)，事件連續(xù)觸發(fā)時，只調(diào)用一次函數(shù)。

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