前端性能优化

原文链接：https://blog.csdn.net/weixin_44730897/article/details/111247844

一、优化思路

前端性能优化手段从以下几个方面入手:
加载优化，执行优化，渲染优化，脚本优化、代码优化
1、加载优化:减少HTTP请求、缓存资源、压缩代码、无阻塞、首屏加载、按需加载、预加载、压缩图像、减少Cookie、避免重定向、异步加载第三方资源。
2、执行加载:
CSS写在头部，JS写在尾部并异步、避免img、iframe等的src为空、尽量避免重置图像大小、图像尽量避免使用DataURL
3、渲染加载:
设置viewport、减少DOM节点、优化动画、优化高频事件、GPU加速
4、样式优化:
避免在HTML中书写style、避免CSS表达式、移除CSS空规则、正确使用display：display、不滥用float等
5、脚本优化:
减少重绘和回流、缓存DOM选择与计算、缓存.length的值、尽量使用事件代理、尽量使用id选择器、touch事件优化.

二、分块详解

2.1、加载优化

1、减少http请求，尽量减少页面的请求数。（首次加载同时请求数不能超过4个）
（1）：合并CSS和JS
（2）：使用CSS精灵图
2、缓存资源：使用缓存可减少向服务器的请求数，节省加载时间，所有静态资源都要在服务器端设置缓存，并且尽量使用长缓存(使用时间戳更新缓存)。
（1）：缓存一切可缓存的资源
（2）：使用长缓存
（3）：使用外联的样式和脚本
3、压缩代码：减少资源大小可加快网页显示速度，对代码进行压缩，并在服务器端设置GZip
(1):压缩代码(多余的缩进、空格和换行符)
(2):启用Gzip
4、无阻塞：头部内联的样式和脚本会阻塞页面的渲染，样式放在头部并使用link方式引入，脚本放在尾部并使用异步方式加载。
5、首屏加载:首屏快速显示可大大提升用户对页面速度的感知，应尽量针对首屏的快速显示做优化
6、按需加载：将不影响首屏的资源和当前屏幕不用的资源放到用户需要时才加载，可大大提升显示速度和降低总体流量(按需加载会导致大量重绘，影响渲染性能)
（1）：按需加载
（2）：滚动加载
（3）：Media Query加载
7、预加载：大型资源页面可使用Loading，资源加载完成后再显示页面，但加载时间过长，会造成用户流失
（1）：可感知Loading：进入页面时Loading
（2）：不可感知Loading：提前加载下一页
8、压缩图像：使用图像时选择最合适的格式和大小，然后使用工具压缩，同时在代码中用srcset来按需显示过度压缩图像大小影响图像显示效果。
（1）：使用TinyJpg和TinyPng压缩图像
（2）：使用CSS3、SVG、IconFont代替图像
（3）：使用img的srcset按需加载图像
（4）：选择合适的图像：webp优于jpg，png8优于gif
（5）：选择合适的大小：首次加载不大于1014kb、不宽于640pxPS切图时D端图像保存质量为80，M端图像保存质量为60
9、减少cookie:cookie影响加载速度，静态资源域名不使用cookie.
10、避免重定向：重定向会影响加载速度，在服务器正确设置避免重定向
11、异步加载第三方资源：第三方资源不可控会影响页面的加载和显示，要异步加载第三方资源。

2.2、执行优化:

1、css写在头部，js写在尾部并异步。
2、避免img、iframe等的src为空：空src会重新加载当前页面，影响速度和效率。
3、尽量避免重置图像大小：多次重置图像大小会引发图像的多次重绘，影响性能
4、图像尽量避免使用DataURL：DataURL图像没有使用图像的压缩算法，文件会变大，并且要解码后再渲染，加载慢耗时长。

2.3、渲染优化:

1、设置viewport:HTML的viewport可加速页面的渲染
2、减少DOM节点：DOM节点太多影响页面的渲染，尽量减少DOM节点。

3、优化动画
（1）：尽量使用css3动画
（2）：合理使用requestAnimationFrame动画代替setTimeout.
（3）：适当使用canvas动画：5个元素以内使用css动画，5个元素使用canvas动画，iOS8+可使用WebGL动画。

4、优化高频事件：scroll、touchmove等事件可导致多次渲染。
（1）：函数节流
（2）：函数防抖
（3）：使用requestAnimationFrame监听帧变化：使得在正确的时间进行渲染
（4）：增加响应变化的时间间隔：减少重绘次数

5、GPU加速:使用某些html5标签和css3属性触发GPU渲染，请合理使用(过渡使用会引发手机耗电量增加)。
（1）：html标签：video,canvas，webgl
（2）：css属性，opacity,transform，transition

2.4、样式优化:

1、避免在HTML中书写style
2、避免CSS表达式：CSS表达式的执行需跳出CSS树的渲染
3、移除CSS空规则：CSS空规则增加了css文件的大小，影响CSS树的执行
4、正确使用display：display会影响页面的渲染
display:inline后不应该再使用float、margin、
padding、width和height
display:inline-block后不应该再使用float
display:block后不应该再使用vertical-align
display:table-*后不应该再使用float和margin
5、不滥用float：float在渲染时计算量比较大，尽量减少使用
6、不滥用Web字体：Web字体需要下载、解析、重绘当前页面，尽量减少使用
7、不声明过多的font-size：过多的font-size影响CSS树的效率
8、值为0时不需要任何单位：为了浏览器的兼容性和性能，值为0时不要带单位
9、标准化各种浏览器前缀
无前缀属性应放在最后
CSS动画属性只用-webkit-、无前缀两种
其它前缀为-webkit-、-moz-、-ms-、无前缀四种：
Opera改用blink内核，-o-已淘汰
避免让选择符看起来像正则表达式：高级选择符执行耗时长且不易读懂，避免使用

2.5、脚本优化：

1、减少重绘和回流
避免不必要的DOM操作
避免使用document.write
减少drawImage
尽量改变class而不是style，使用classList代替
className
2、缓存DOM选择与计算：每次DOM选择都要计算和缓存
3、缓存.length的值：每次.length计算用一个变量保存值
4、尽量使用事件代理：避免批量绑定事件
5、尽量使用id选择器：id选择器选择元素是最快的
6、touch事件优化：使用tap(touchstart和touchend)代替click(注意touch响应过快，易引发误操作)。

2.6、代码优化

2.6.1、lighthouse主线程优化

lighthouse上显示主线程耗时最多的是样式和布局，所以对这部分进行优化。主要有一下几点：
1、去掉页面上用于布局的table，table本身性能较低，且维护性差，是一种过时的布局方案。
2、在去掉table布局的同时减少一些无意义的DOM元素，减少DOM元素的数量和嵌套。
3、减少css选择器的嵌套。用sass，less这种css预处理器很容易造成多层嵌套。优化前代码里最多的有七八层嵌套，对性能有一定影响。重构后不超过三层。

2.6.2、js代码的优化和重构

移除Vue框架以及用服务端端直出，现在js代码已经减少了大部分。主要有以下几部分：
1、拆分函数，将功能复杂的函数拆分成小函数，让每个函数只做一件事。
2、优化分支结构，用对象Object，代替if…else和switch…case

2.6.3、优化DOM操作

DOM操作如改变样式，改变内容可能会引起页面的重绘重排，是比较消耗性能的。网上也有很多优化jq操作的方法。
如将查询到的DOM使用变量存起来，避免重复查询。以及将多次DOM操作变成一次等。
这里重点讲一下第二种。常见的需求是渲染一个列表，如果直接在for循环里面append到父元素中，性能是非常差的。原来的操作是将所有DOM用字符串拼接起来，再用html()方法一次性添加到页面中。
还有另一种方法是使用文档碎片(fragment)。通过document.createDocumentFragment()可以新建一个虚拟的节点对象。
它有一个很实用的特点，当请求把一个DocumentFragment节点插入文档树时，插入的不是DocumentFragment自身，而是它的所有子孙节点，即插入的是括号里的节点。这个特性使得DocumentFragment成了占位符，暂时存放那些一次插入文档的节点。它还有利于实现文档的剪切、复制和粘贴操作。
当需要添加多个dom元素时，如果先将这些元素添加到DocumentFragment中，再统一将DocumentFragment添加到页面，会减少页面渲染dom的次数，效率会明显提升。因为文档片段存在于内存中，并不在DOM中，所以将子元素插入到文档片段中时不会引起页面回流（对元素位置和几何上的计算），因此使用DocumentFragment可以起到性能优化的作用。
经过测试，在当前的场景下，使用fragment的速度和html()是差不多的，都是10ms左右。区别在于最后将fragment添加到页面上$(‘.container’).append(fragment)这行代码仅仅花费1ms。也就是说，将fragment插入页面时不会引起页面重绘重排，不会引起阻塞。

var ul = document.getElementById("ul");
var fragment = document.createDocumentFragment();
for (var i = 0; i < 20; i++) {
    var li = document.createElement("li");
    li.innerHTML = "index: " + i;
    fragment.appendChild(li);
}
ul.appendChild(fragment);

2.6.4、尾调用

尾调用是指某个函数的最后一步是调用另一个函数。
函数调用会在内存形成一个“调用记录”，又称“调用帧”，保存调用位置和内存变量等信息。如果在函数A的内部调用函数B，那么在A的调用帧上方，还会形成一个B的调用帧。等到B运行结束，将结果返回到A，B的调用帧才会消失。如果函数B内部还调用函数C，那就还有一个C的调用帧，依次类推。所有的调用帧，就形成一个“调用栈”。

尾调用由于是函数的最后一步操作，所有不需要保留外层函数的调用帧，因为调用位置、内部变量等信息都不会再用到了，只要直接用内层函数的调用帧，取代外层函数的调用帧就可以了。

如果所有函数都是尾调用，那么完全可以做到每次执行时，调用帧只有一项，这将大大节省内存。这就是“尾调用优化”。注意，只有不再用到外层函数的内部变量，内层函数的调用帧才会取代外层函数的调用帧，否则就无法进行“尾调用优化”。

三、一个官网怎么样优化，有哪些指标，如何量化

3.1、数值量化

在前端开发中，此规则作为一种开发指导思路，针对浏览器页面的性能优化。

1、用户在2秒内得到响应，会感觉页面的响应速度很快 Fast
2、用户在2~5秒间得到响应，会感觉页面的响应速度还行 Medium
3、用户在5~8秒间得到响应，会感觉页面的响应速度很慢，但还可以接受 Slow
4、用户在8秒后仍然无法得到响应，会感觉页面的响应速度垃圾死了。

对首屏加载速度影响最大的还是资源大小，请求数量，请求速度等。代码方面，前端一般很难写出严重影响速度的代码。减小资源大小，可以用各种压缩，懒加载，预加载，异步加载等方法。减少请求数量可以使用雪碧图，搭建node中台将多个请求合并成一个等。对于官网这种项目，最好使用服务端渲染，首屏快之外，也有利于SEO。

3.2、检测方案

使用lighthouse进行性能检测，并对lighthouse提出的建议进行优化。

3.3、具体优化方案

通过静态化、图片懒加载、图片压缩、异步加载（js和css）、优化代码等方式，以下是具体方法.

3.3.1、静态化

服务端渲染，“直出”页面，具有较好的SEO和首屏加载速度。主要还有以下的优点：
使用jsp模板语法（百度后发现是用Velocity模板语法）渲染页面，减少了js文件体积，减少了请求数量，因为不用等待大量接口返回，加快了首屏时间
可以尝试Vue的服务端渲染。首页目前有部分是用接口读取数据，然后用jq进行渲染，性能上应该不如Virtual DOM，不过内容不多。

3.3.2、图片懒加载

这是一个很重要的优化项。因为官网上有很多图片，而且编辑们上传文章图片的时候一般没有压缩，但是很多图片的体积都很大。还有一个轮播图，20张图标，最小的几十K，最大的两百多K。对于图片来源不可控的页面，懒加载是个很实用的操作，直接将首屏加载的资源大小加少了十几M。

3.3.3、图片压缩

对于来源可控，小图标等图片可以用雪碧图，base64等方法进行优化。目前只是用工具压缩了图片大小，后续可以考虑在webpack打包的时候生成雪碧图。

3.3.4、异步加载js

通过标签引入的js文件，可以设置defer，async属性让其异步加载，而不会阻塞渲染。defer和async的区别在于async加载完就立即执行，没有考虑依赖，标签顺序等。而defer加载完后会等它前面引入的文件执行完再执行。一般defer用的比较多，async只能用在那些跟别的文件没有联系的孤儿脚本上。

3.3.5、异步加载css

没想到css也能异步加载，但这是lighthouse给出的建议。找了一下发现有以下两种方法：
一是通过js脚本在文档中插入标签
二是通过``的media属性
media属性是媒体查询用的，用于在不同情况下加载不同的css。这里是将其设置为一个不适配当前浏览器环境的值，甚至是不能识别的值，浏览器会认为这个样式文件优先级低，会在不阻塞的情况加载。加载完成后再将media`设置为正常值，让浏览器解析css。

<link rel="stylesheet" href="//example.css" media="none" onload="this.media='all'">

这里用的是第二种方法。但是webpack注入到html中的外链css还没找到异步加载的方法。