前端面试题（六）前端性能优化篇

作者: C楚辉H | 来源:发表于2018-12-03 18:06 被阅读0次

网络相关

DNS 预解析

DNS 解析也是需要时间的，可以通过预解析的方式来预先获得域名所对应的 IP。

<link rel="dns-prefetch" href="//yuchengkai.cn">

缓存

缓存对于前端性能优化来说是个很重要的点，良好的缓存策略可以降低资源的重复加载提高网页的整体加载速度。

通常浏览器缓存策略分为两种：强缓存和协商缓存。

强缓存

实现强缓存可以通过两种响应头实现：Expires 和 Cache-Control 。强缓存表示在缓存期间不需要请求，state code 为 200

Expires: Wed, 22 Oct 2018 08:41:00 GMT

Expires 是 HTTP / 1.0 的产物，表示资源会在 Wed, 22 Oct 2018 08:41:00 GMT 后过期，需要再次请求。并且 Expires 受限于本地时间，如果修改了本地时间，可能会造成缓存失效。

Cache-control: max-age=30

Cache-Control 出现于 HTTP / 1.1，优先级高于 Expires 。该属性表示资源会在 30 秒后过期，需要再次请求。

协商缓存

如果缓存过期了，我们就可以使用协商缓存来解决问题。协商缓存需要请求，如果缓存有效会返回 304。

协商缓存需要客户端和服务端共同实现，和强缓存一样，也有两种实现方式。

Last-Modified 和 If-Modified-Since

Last-Modified 表示本地文件最后修改日期，If-Modified-Since 会将 Last-Modified 的值发送给服务器，询问服务器在该日期后资源是否有更新，有更新的话就会将新的资源发送回来。

但是如果在本地打开缓存文件，就会造成 Last-Modified 被修改，所以在 HTTP / 1.1 出现了 ETag 。

ETag 和 If-None-Match

ETag 类似于文件指纹，If-None-Match 会将当前 ETag 发送给服务器，询问该资源 ETag 是否变动，有变动的话就将新的资源发送回来。并且 ETag 优先级比 Last-Modified 高。

选择合适的缓存策略

对于大部分的场景都可以使用强缓存配合协商缓存解决，但是在一些特殊的地方可能需要选择特殊的缓存策略

对于某些不需要缓存的资源，可以使用 Cache-control: no-store ，表示该资源不需要缓存
对于频繁变动的资源，可以使用 Cache-Control: no-cache 并配合 ETag 使用，表示该资源已被缓存，但是每次都会发送请求询问资源是否更新。
对于代码文件来说，通常使用 Cache-Control: max-age=31536000 并配合策略缓存使用，然后对文件进行指纹处理，一旦文件名变动就会立刻下载新的文件。

使用 HTTP / 2.0

因为浏览器会有并发请求限制，在 HTTP / 1.1 时代，每个请求都需要建立和断开，消耗了好几个 RTT 时间，并且由于 TCP 慢启动的原因，加载体积大的文件会需要更多的时间。

在 HTTP / 2.0 中引入了多路复用，能够让多个请求使用同一个 TCP 链接，极大的加快了网页的加载速度。并且还支持 Header 压缩，进一步的减少了请求的数据大小。

更详细的内容你可以查看该小节

预加载

在开发中，可能会遇到这样的情况。有些资源不需要马上用到，但是希望尽早获取，这时候就可以使用预加载。

预加载其实是声明式的 fetch ，强制浏览器请求资源，并且不会阻塞 onload 事件，可以使用以下代码开启预加载

<link rel="preload" href="http://example.com">

预加载可以一定程度上降低首屏的加载时间，因为可以将一些不影响首屏但重要的文件延后加载，唯一缺点就是兼容性不好。

预渲染

可以通过预渲染将下载的文件预先在后台渲染，可以使用以下代码开启预渲染

<link rel="prerender" href="http://example.com">

预渲染虽然可以提高页面的加载速度，但是要确保该页面百分百会被用户在之后打开，否则就白白浪费资源去渲染

优化渲染过程

对于代码层面的优化，你可以查阅浏览器系列中的相关内容。

懒执行

懒执行就是将某些逻辑延迟到使用时再计算。该技术可以用于首屏优化，对于某些耗时逻辑并不需要在首屏就使用的，就可以使用懒执行。懒执行需要唤醒，一般可以通过定时器或者事件的调用来唤醒。

懒加载

懒加载就是将不关键的资源延后加载。

懒加载的原理就是只加载自定义区域（通常是可视区域，但也可以是即将进入可视区域）内需要加载的东西。对于图片来说，先设置图片标签的 src 属性为一张占位图，将真实的图片资源放入一个自定义属性中，当进入自定义区域时，就将自定义属性替换为 src 属性，这样图片就会去下载资源，实现了图片懒加载。

懒加载不仅可以用于图片，也可以使用在别的资源上。比如进入可视区域才开始播放视频等等。

文件优化

图片优化

计算图片大小

对于一张 100 * 100 像素的图片来说，图像上有 10000 个像素点，如果每个像素的值是 RGBA 存储的话，那么也就是说每个像素有 4 个通道，每个通道 1 个字节（8 位 = 1个字节），所以该图片大小大概为 39KB（10000 * 1 * 4 / 1024）。

但是在实际项目中，一张图片可能并不需要使用那么多颜色去显示，我们可以通过减少每个像素的调色板来相应缩小图片的大小。

了解了如何计算图片大小的知识，那么对于如何优化图片，想必大家已经有 2 个思路了：

减少像素点
减少每个像素点能够显示的颜色

图片加载优化

不用图片。很多时候会使用到很多修饰类图片，其实这类修饰图片完全可以用 CSS 去代替。
对于移动端来说，屏幕宽度就那么点，完全没有必要去加载原图浪费带宽。一般图片都用 CDN 加载，可以计算出适配屏幕的宽度，然后去请求相应裁剪好的图片。
小图使用 base64 格式
将多个图标文件整合到一张图片中（雪碧图）
选择正确的图片格式：
- 对于能够显示 WebP 格式的浏览器尽量使用 WebP 格式。因为 WebP 格式具有更好的图像数据压缩算法，能带来更小的图片体积，而且拥有肉眼识别无差异的图像质量，缺点就是兼容性并不好
- 小图使用 PNG，其实对于大部分图标这类图片，完全可以使用 SVG 代替
- 照片使用 JPEG

其他文件优化

CSS 文件放在 head 中
服务端开启文件压缩功能
将 script 标签放在 body 底部，因为 JS 文件执行会阻塞渲染。当然也可以把 script 标签放在任意位置然后加上 defer ，表示该文件会并行下载，但是会放到 HTML 解析完成后顺序执行。对于没有任何依赖的 JS 文件可以加上 async ，表示加载和渲染后续文档元素的过程将和 JS 文件的加载与执行并行无序进行。
执行 JS 代码过长会卡住渲染，对于需要很多时间计算的代码可以考虑使用 Webworker。Webworker 可以让我们另开一个线程执行脚本而不影响渲染。

CDN

静态资源尽量使用 CDN 加载，由于浏览器对于单个域名有并发请求上限，可以考虑使用多个 CDN 域名。对于 CDN 加载静态资源需要注意 CDN 域名要与主站不同，否则每次请求都会带上主站的 Cookie。

其他

使用 Webpack 优化项目

对于 Webpack4，打包项目使用 production 模式，这样会自动开启代码压缩
使用 ES6 模块来开启 tree shaking，这个技术可以移除没有使用的代码
优化图片，对于小图可以使用 base64 的方式写入文件中
按照路由拆分代码，实现按需加载
给打包出来的文件名添加哈希，实现浏览器缓存文件

监控

对于代码运行错误，通常的办法是使用 window.onerror 拦截报错。该方法能拦截到大部分的详细报错信息，但是也有例外

对于跨域的代码运行错误会显示 Script error. 对于这种情况我们需要给 script 标签添加 crossorigin 属性
对于某些浏览器可能不会显示调用栈信息，这种情况可以通过 arguments.callee.caller 来做栈递归

对于异步代码来说，可以使用 catch 的方式捕获错误。比如 Promise 可以直接使用 catch 函数，async await 可以使用 try catch

但是要注意线上运行的代码都是压缩过的，需要在打包时生成 sourceMap 文件便于 debug。

对于捕获的错误需要上传给服务器，通常可以通过 img 标签的 src 发起一个请求。

面试题

如何渲染几万条数据并不卡住界面

这道题考察了如何在不卡住页面的情况下渲染数据，也就是说不能一次性将几万条都渲染出来，而应该一次渲染部分 DOM，那么就可以通过 requestAnimationFrame 来每 16 ms 刷新一次。

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">

<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
  <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
  <title>Document</title>
</head>
<body>
  <ul>控件</ul>
  <script>
    setTimeout(() => {
      // 插入十万条数据
      const total = 100000
      // 一次插入 20 条，如果觉得性能不好就减少
      const once = 20
      // 渲染数据总共需要几次
      const loopCount = total / once
      let countOfRender = 0
      let ul = document.querySelector("ul");
      function add() {
        // 优化性能，插入不会造成回流
        const fragment = document.createDocumentFragment();
        for (let i = 0; i < once; i++) {
          const li = document.createElement("li");
          li.innerText = Math.floor(Math.random() * total);
          fragment.appendChild(li);
        }
        ul.appendChild(fragment);
        countOfRender += 1;
        loop();
      }
      function loop() {
        if (countOfRender < loopCount) {
          window.requestAnimationFrame(add);
        }
      }
      loop();
    }, 0);
  </script>
</body>
</html>