摘要：那我們?nèi)绾蝺?yōu)化頁面性能，提高頁面加載速度呢這是本文主要要探討的問題，然而性能優(yōu)化是個(gè)綜合性問題，沒有標(biāo)準(zhǔn)答案，想要面面俱到羅列出來，并非易事。三利用瀏覽器緩存對(duì)于應(yīng)用來說，緩存是提升頁面性能同時(shí)減少服務(wù)器壓力的利器。

互聯(lián)網(wǎng)有一項(xiàng)著名的8秒原則。用戶在訪問Web網(wǎng)頁時(shí)，如果時(shí)間超過8秒就會(huì)感到不耐煩，如果加載需要太長(zhǎng)時(shí)間，他們就會(huì)放棄訪問。大部分用戶希望網(wǎng)頁能在2秒之內(nèi)就完成加載。事實(shí)上，加載時(shí)間每多1秒，你就會(huì)流失7%的用戶。8秒并不是準(zhǔn)確的8秒鐘，只是向網(wǎng)站開發(fā)者表明了加載時(shí)間的重要性。那我們?nèi)绾蝺?yōu)化頁面性能，提高頁面加載速度呢？這是本文主要要探討的問題，然而性能優(yōu)化是個(gè)綜合性問題，沒有標(biāo)準(zhǔn)答案，想要面面俱到羅列出來，并非易事。

本文只關(guān)注一些核心要點(diǎn)，以下是我結(jié)合慕課網(wǎng)課程《Web前端性能優(yōu)化》，總結(jié)性能優(yōu)化常見的辦法：

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主要包括這些方面：html壓縮、css 壓縮、js的壓縮和混亂和文件合并。
資源壓縮可以從文件中去掉多余的字符，比如回車、空格。你在編輯器中寫代碼的時(shí)候，會(huì)使用縮進(jìn)和注釋，這些方法無疑會(huì)讓你的代碼簡(jiǎn)潔而且易讀，但它們也會(huì)在文檔中添加多余的字節(jié)。

html代碼壓縮就是壓縮這些在文本文件中有意義，但是在HTML中不顯示的字符，包括空格，制表符，換行符等，還有一些其他意義的字符，如HTML注釋也可以被壓縮。

如何進(jìn)行html壓縮：

使用在線網(wǎng)站進(jìn)行壓縮(開發(fā)過程中一般不用)

nodejs 提供了html-minifier工具

后端模板引擎渲染壓縮

css代碼壓縮簡(jiǎn)單來說就是無效代碼刪除和css語義合并

如何進(jìn)行css壓縮：

使用在線網(wǎng)站進(jìn)行壓縮(開發(fā)過程中一般不用)

使用html-minifier工具

使用clean-css對(duì)css壓縮

js的壓縮和混亂主要包括以下這幾部分：

無效字符的刪除

剔除注釋

代碼語義的縮減和優(yōu)化

代碼保護(hù)(代碼邏輯變得混亂，降低代碼的可讀性，這點(diǎn)很重要)

如何進(jìn)行js的壓縮和混亂

使用在線網(wǎng)站進(jìn)行壓縮(開發(fā)過程中一般不用)

使用html-minifier工具

使用uglifyjs2對(duì)js進(jìn)行壓縮

其實(shí)css壓縮與js的壓縮和混亂比html壓縮收益要大得多，同時(shí)css代碼和js代碼比html代碼多得多，通過css壓縮和js壓縮帶來流量的減少，會(huì)非常明顯。所以對(duì)大公司來說，html壓縮可有可無，但css壓縮與js的壓縮和混亂必須要有！

從上圖可以看出不合并請(qǐng)求有以下缺點(diǎn)：

文件與文件之間有插入的上行請(qǐng)求，增加了N-1個(gè)網(wǎng)絡(luò)延遲

受丟包問題影響更嚴(yán)重

keep-alive方式可能會(huì)出現(xiàn)狀況，經(jīng)過代理服務(wù)器時(shí)可能會(huì)被斷開，也就是說不能一直保持keep-alive的狀態(tài)

壓縮合并css和js可以減少網(wǎng)站http請(qǐng)求的次數(shù)，但合并文件可能會(huì)帶來問題:首屏渲染和緩存失效問題。那該如何處理這問題呢？----公共庫合并和不同頁面的合并。

如何進(jìn)行文件合并

使用在線網(wǎng)站進(jìn)行文件合并

使用nodejs實(shí)現(xiàn)文件合并(gulp、fis3)

異步加載的三種方式——async和defer、動(dòng)態(tài)腳本創(chuàng)建

① async方式

async屬性是HTML5新增屬性，需要Chrome、FireFox、IE9+瀏覽器支持

async屬性規(guī)定一旦腳本可用，則會(huì)異步執(zhí)行

async屬性僅適用于外部腳本

如果是多個(gè)腳本，該方法不能保證腳本按順序執(zhí)行

② defer方式

兼容所有瀏覽器

defer屬性規(guī)定是否對(duì)腳本執(zhí)行進(jìn)行延遲，直到頁面加載為止

如果是多個(gè)腳本，該方法可以確保所有設(shè)置了defer屬性的腳本按順序執(zhí)行

如果腳本不會(huì)改變文檔的內(nèi)容，可將defer屬性加入到script標(biāo)簽中，以便加快處理文檔的速度

③動(dòng)態(tài)創(chuàng)建script標(biāo)簽
在還沒定義defer和async前，異步加載的方式是動(dòng)態(tài)創(chuàng)建script，通過window.onload方法確保頁面加載完畢再將script標(biāo)簽插入到DOM中,具體代碼如下：

function addScriptTag(src){  
    var script = document.createElement("script");  
    script.setAttribute("type","text/javascript");  
    script.src = src;  
    document.body.appendChild(script);  
}  
window.onload = function(){  
    addScriptTag("js/index.js");  
}  

1)defer是在HTML解析完之后才會(huì)執(zhí)行，如果是多個(gè)，按照加載的順序依次執(zhí)行

2)async是在加載完之后立即執(zhí)行，如果是多個(gè)，執(zhí)行順序和加載順序無關(guān)

其中藍(lán)色線代表網(wǎng)絡(luò)讀取，紅色線代表執(zhí)行時(shí)間，這倆都是針對(duì)腳本的；綠色線代表 HTML 解析。

對(duì)于web應(yīng)用來說，緩存是提升頁面性能同時(shí)減少服務(wù)器壓力的利器。

1.強(qiáng)緩存：不會(huì)向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求，直接從緩存中讀取資源，在chrome控制臺(tái)的network選項(xiàng)中可以看到該請(qǐng)求返回200的狀態(tài)碼，并且size顯示from disk cache或from memory cache；

Expires ：response header里的過期時(shí)間，瀏覽器再次加載資源時(shí)，如果在這個(gè)過期時(shí)間內(nèi)，則命中強(qiáng)緩存。它的值為一個(gè)絕對(duì)時(shí)間的GMT格式的時(shí)間字符串， 比如Expires:Thu,21 Jan 2018 23:39:02 GMT

Cache-Control ：這是一個(gè)相對(duì)時(shí)間，在配置緩存的時(shí)候，以秒為單位，用數(shù)值表示。當(dāng)值設(shè)為max-age=300時(shí)，則代表在這個(gè)請(qǐng)求正確返回時(shí)間（瀏覽器也會(huì)記錄下來）的5分鐘內(nèi)再次加載資源，就會(huì)命中強(qiáng)緩存。比如Cache-Control:max-age=300，

簡(jiǎn)單概括：其實(shí)這兩者差別不大，區(qū)別就在于 Expires 是http1.0的產(chǎn)物，Cache-Control是http1.1的產(chǎn)物，兩者同時(shí)存在的話，Cache-Control優(yōu)先級(jí)高于Expires；在某些不支持HTTP1.1的環(huán)境下，Expires就會(huì)發(fā)揮用處。所以Expires其實(shí)是過時(shí)的產(chǎn)物，現(xiàn)階段它的存在只是一種兼容性的寫法。強(qiáng)緩存判斷是否緩存的依據(jù)來自于是否超出某個(gè)時(shí)間或者某個(gè)時(shí)間段，而不關(guān)心服務(wù)器端文件是否已經(jīng)更新，這可能會(huì)導(dǎo)致加載文件不是服務(wù)器端最新的內(nèi)容，那我們?nèi)绾潍@知服務(wù)器端內(nèi)容較客戶端是否已經(jīng)發(fā)生了更新呢？此時(shí)我們需要協(xié)商緩存策略。

2.協(xié)商緩存：向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求，服務(wù)器會(huì)根據(jù)這個(gè)請(qǐng)求的request header的一些參數(shù)來判斷是否命中協(xié)商緩存，如果命中，則返回304狀態(tài)碼并帶上新的response header通知瀏覽器從緩存中讀取資源；另外協(xié)商緩存需要與cache-control共同使用。

①Last-Modified和If-Modified-Since：當(dāng)?shù)谝淮握?qǐng)求資源時(shí)，服務(wù)器將資源傳遞給客戶端時(shí)，會(huì)將資源最后更改的時(shí)間以“Last-Modified: GMT”的形式加在實(shí)體首部上一起返回給客戶端。

Last-Modified: Fri, 22 Jul 2016 01:47:00 GMT

客戶端會(huì)為資源標(biāo)記上該信息，下次再次請(qǐng)求時(shí)，會(huì)把該信息附帶在請(qǐng)求報(bào)文中一并帶給服務(wù)器去做檢查，若傳遞的時(shí)間值與服務(wù)器上該資源最終修改時(shí)間是一致的，則說明該資源沒有被修改過，直接返回304狀態(tài)碼，內(nèi)容為空，這樣就節(jié)省了傳輸數(shù)據(jù)量 。如果兩個(gè)時(shí)間不一致，則服務(wù)器會(huì)發(fā)回該資源并返回200狀態(tài)碼，和第一次請(qǐng)求時(shí)類似。這樣保證不向客戶端重復(fù)發(fā)出資源，也保證當(dāng)服務(wù)器有變化時(shí)，客戶端能夠得到最新的資源。一個(gè)304響應(yīng)比一個(gè)靜態(tài)資源通常小得多，這樣就節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)帶寬。

但last-modified 存在一些缺點(diǎn)：

Ⅰ.某些服務(wù)端不能獲取精確的修改時(shí)間

Ⅱ.文件修改時(shí)間改了，但文件內(nèi)容卻沒有變

既然根據(jù)文件修改時(shí)間來決定是否緩存尚有不足，能否可以直接根據(jù)文件內(nèi)容是否修改來決定緩存策略？----ETag和If-None-Match

②ETag和If-None-Match：Etag是上一次加載資源時(shí)，服務(wù)器返回的response header，是對(duì)該資源的一種唯一標(biāo)識(shí)，只要資源有變化，Etag就會(huì)重新生成。瀏覽器在下一次加載資源向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求時(shí)，會(huì)將上一次返回的Etag值放到request header里的If-None-Match里，服務(wù)器只需要比較客戶端傳來的If-None-Match跟自己服務(wù)器上該資源的ETag是否一致，就能很好地判斷資源相對(duì)客戶端而言是否被修改過了。如果服務(wù)器發(fā)現(xiàn)ETag匹配不上，那么直接以常規(guī)GET 200回包形式將新的資源（當(dāng)然也包括了新的ETag）發(fā)給客戶端；如果ETag是一致的，則直接返回304知會(huì)客戶端直接使用本地緩存即可。

兩者之間對(duì)比：
首先在精確度上，Etag要優(yōu)于Last-Modified。Last-Modified的時(shí)間單位是秒，如果某個(gè)文件在1秒內(nèi)改變了多次，那么他們的Last-Modified其實(shí)并沒有體現(xiàn)出來修改，但是Etag每次都會(huì)改變確保了精度；如果是負(fù)載均衡的服務(wù)器，各個(gè)服務(wù)器生成的Last-Modified也有可能不一致。
第二在性能上，Etag要遜于Last-Modified，畢竟Last-Modified只需要記錄時(shí)間，而Etag需要服務(wù)器通過算法來計(jì)算出一個(gè)hash值。
第三在優(yōu)先級(jí)上，服務(wù)器校驗(yàn)優(yōu)先考慮Etag

強(qiáng)制緩存優(yōu)先于協(xié)商緩存進(jìn)行，若強(qiáng)制緩存(Expires和Cache-Control)生效則直接使用緩存，若不生效則進(jìn)行協(xié)商緩存(Last-Modified / If-Modified-Since和Etag / If-None-Match)，協(xié)商緩存由服務(wù)器決定是否使用緩存，若協(xié)商緩存失效，那么代表該請(qǐng)求的緩存失效，重新獲取請(qǐng)求結(jié)果，再存入瀏覽器緩存中；生效則返回304，繼續(xù)使用緩存。主要過程如下：

1.地址欄訪問，鏈接跳轉(zhuǎn)是正常用戶行為，將會(huì)觸發(fā)瀏覽器緩存機(jī)制；

2.F5刷新，瀏覽器會(huì)設(shè)置max-age=0，跳過強(qiáng)緩存判斷，會(huì)進(jìn)行協(xié)商緩存判斷；

3.ctrl+F5刷新，跳過強(qiáng)緩存和協(xié)商緩存，直接從服務(wù)器拉取資源。

如果想了解更多緩存機(jī)制，請(qǐng)猛戳 深入理解瀏覽器的緩存機(jī)制

大型Web應(yīng)用對(duì)速度的追求并沒有止步于僅僅利用瀏覽器緩存，因?yàn)闉g覽器緩存始終只是為了提升二次訪問的速度，對(duì)于首次訪問的加速，我們需要從網(wǎng)絡(luò)層面進(jìn)行優(yōu)化，最常見的手段就是CDN（Content Delivery Network，內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)）加速。通過將靜態(tài)資源(例如javascript，css，圖片等等）緩存到離用戶很近的相同網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的CDN節(jié)點(diǎn)上，不但能提升用戶的訪問速度，還能節(jié)省服務(wù)器的帶寬消耗，降低負(fù)載。

其實(shí)這是CDN服務(wù)商在全國各個(gè)省份部署計(jì)算節(jié)點(diǎn)，CDN加速將網(wǎng)站的內(nèi)容緩存在網(wǎng)絡(luò)邊緣,不同地區(qū)的用戶就會(huì)訪問到離自己最近的相同網(wǎng)絡(luò)線路上的CDN節(jié)點(diǎn)，當(dāng)請(qǐng)求達(dá)到CDN節(jié)點(diǎn)后，節(jié)點(diǎn)會(huì)判斷自己的內(nèi)容緩存是否有效，如果有效，則立即響應(yīng)緩存內(nèi)容給用戶，從而加快響應(yīng)速度。如果CDN節(jié)點(diǎn)的緩存失效，它會(huì)根據(jù)服務(wù)配置去我們的內(nèi)容源服務(wù)器獲取最新的資源響應(yīng)給用戶，并將內(nèi)容緩存下來以便響應(yīng)給后續(xù)訪問的用戶。因此，一個(gè)地區(qū)內(nèi)只要有一個(gè)用戶先加載資源，在CDN中建立了緩存，該地區(qū)的其他后續(xù)用戶都能因此而受益。

資源預(yù)加載是另一個(gè)性能優(yōu)化技術(shù)，我們可以使用該技術(shù)來預(yù)先告知瀏覽器某些資源可能在將來會(huì)被使用到。
通過 DNS 預(yù)解析來告訴瀏覽器未來我們可能從某個(gè)特定的 URL 獲取資源，當(dāng)瀏覽器真正使用到該域中的某個(gè)資源時(shí)就可以盡快地完成 DNS 解析。例如，我們將來可從 example.com 獲取圖片或音頻資源，那么可以在文檔頂部的 標(biāo)簽中加入以下內(nèi)容：

當(dāng)我們從該 URL 請(qǐng)求一個(gè)資源時(shí)，就不再需要等待 DNS 的解析過程。該技術(shù)對(duì)使用第三方資源特別有用。通過簡(jiǎn)單的一行代碼就可以告知那些兼容的瀏覽器進(jìn)行 DNS 預(yù)解析，這意味著當(dāng)瀏覽器真正請(qǐng)求該域中的某個(gè)資源時(shí)，DNS 的解析就已經(jīng)完成了,從而節(jié)省了寶貴的時(shí)間。
另外需要注意的是，瀏覽器會(huì)對(duì)a標(biāo)簽的href自動(dòng)啟用DNS Prefetching，所以a標(biāo)簽里包含的域名不需要在head中手動(dòng)設(shè)置link。但是在HTTPS下不起作用，需要meta來強(qiáng)制開啟功能。這個(gè)限制的原因是防止竊聽者根據(jù)DNS Prefetching推斷顯示在HTTPS頁面中超鏈接的主機(jī)名。下面這句話作用是強(qiáng)制打開a標(biāo)簽域名解析

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參考文章

Web前端性能優(yōu)化

前端性能優(yōu)化 - 資源預(yù)加載

前端工程之CDN部署

【第887期】瀏覽器的緩存機(jī)制小結(jié)

徹底理解瀏覽器的緩存機(jī)制