前端性能優化全方位解讀【更新至React】

時間 2019-11-15

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性能優化是一門大學問，本文僅對我的一些積累知識的闡述，歡迎下面補充。

拋出一個問題，從輸入url地址欄到全部內容顯示到界面上作了哪些事？css

1.瀏覽器向DNS服務器請求解析該 URL 中的域名所對應的 IP 地址;
2.創建TCP鏈接（三次握手）;
3.瀏覽器發出讀取文件(URL 中域名後面部分對應的文件)的HTTP 請求，該請求報文做爲 TCP 三次握手的第三個報文的數據發送給服務器;
4.服務器對瀏覽器請求做出響應，並把對應的 html 文本發送給瀏覽器;
5.瀏覽器將該 html 文本並顯示內容;
6.釋放 TCP鏈接（四次揮手）;

上面這個問題是一個面試官很是喜歡問的問題，咱們下面把這6個步驟分解，逐步細談優化。html

1、`DNS` 解析

DNS`解析:將域名解析爲ip地址 ,由上往下匹配，只要命中便中止前端

- 走緩存
- 瀏覽器DNS緩存
- 本機DNS緩存
- 路由器DNS緩存
- 網絡運營商服務器DNS緩存 （80%的DNS解析在這完成的）
- 遞歸查詢
複製代碼

優化策略：儘可能容許使用瀏覽器的緩存，能給咱們節省大量時間。java

2、`TCP`的三次握手

SYN （同步序列編號）ACK（確認字符）react
第一次握手：Client將標誌位SYN置爲1，隨機產生一個值seq=J，並將該數據包發送給Server，Client進入SYN_SENT狀態，等待Server確認。webpack
第二次握手：Server收到數據包後由標誌位SYN=1知道Client請求創建鏈接，Server將標誌位SYN和ACK都置爲1，ack=J+1，隨機產生一個值seq=K，並將該數據包發送給Client以確認鏈接請求，Server進入SYN_RCVD狀態。es6
第三次握手：Client收到確認後，檢查ack是否爲J+1，ACK是否爲1，若是正確則將標誌位ACK置爲1，ack=K+1，並將該數據包發送給Server，Server檢查ack是否爲K+1，ACK是否爲1，若是正確則鏈接創建成功，Client和Server進入ESTABLISHED狀態，完成三次握手，隨後Client與Server之間能夠開始傳輸數據了。web

3、瀏覽器發送請求

優化策略:面試

1.HTTP協議通訊最耗費時間的是創建TCP鏈接的過程，那咱們就可使用HTTP Keep-Alive，在HTTP早期，每一個HTTP請求都要求打開一個TCP socket鏈接，而且使用一次以後就斷開這個TCP鏈接。使用keep-alive能夠改善這種狀態，即在一次TCP鏈接中能夠持續發送多份數據而不會斷開鏈接。經過使用keep-alive機制，能夠減小TCP鏈接創建次數，也意味着能夠減小TIME_WAIT狀態鏈接，以此提升性能和提升http服務器的吞吐率(更少的tcp鏈接意味着更少的系統內核調用
2.可是，keep-alive並非免費的午飯,長時間的TCP鏈接容易致使系統資源無效佔用。配置不當的keep-alive，有時比重複利用鏈接帶來的損失還更大。因此，正確地設置keep-alive timeout時間很是重要。(這個keep-alive_timout時間值意味着：一個http產生的tcp鏈接在傳送完最後一個響應後，還須要hold住keepalive_timeout秒後，纔開始關閉這個鏈接)，若是想更詳細瞭解能夠看這篇文章keep-alve性能優化的測試結果
3.使用webScoket通訊協議，僅一次TCP握手就一直保持鏈接，並且他對二進制數據的傳輸有更好的支持，能夠應用於即時通訊，海量高併發場景。webSocket的原理以及詳解
4.減小HTTP請求次數，每次HTTP請求都會有請求頭，返回響應都會有響應頭，屢次請求不只浪費時間並且會讓網絡傳輸不少無效的資源，使用前端模塊化技術 AMD CMD commonJS ES6等模塊化方案將多個文件壓縮打包成一個，固然也不能都放在一個文件中，由於這樣傳輸起來可能會很慢，權衡取一箇中間值
5.配置使用懶加載，對於一些用戶不馬上使用到的文件到特定的事件觸發再請求，也許用戶只是想看到你首頁上半屏的內容，可是你卻請求了整個頁面的全部圖片，若是用戶量很大，那麼這是一種極大的浪費
6.服務器資源的部署儘可能使用同源策略
7.在須要多個cookie去辨識用戶的多種情況時，使用session替代，把數據儲存在服務器端或者服務器端的數據庫中，這樣只須要一個cookie傳輸，節省大量的無效傳輸，並且儲存的數據能夠是永久無線大的。

4、服務器返回響應，瀏覽器接受到響應數據

5、瀏覽器解析數據，繪製渲染頁面的過程

先預解析（將須要發送請求的標籤的請求發出去）
從上到下解析html文件
遇到HTML標籤，調用html解析器將其解析DOM樹
遇到css標記，調用css解析器將其解析CSSOM樹
link 阻塞 - 爲了解決閃屏，全部解決閃屏的樣式
style 非阻塞，與閃屏的樣式不相關的
將DOM樹和CSSOM樹結合在一塊兒，造成render樹
layout佈局 render渲染
遇到script標籤，阻塞，調用js解析器解析js代碼，可能會修改DOM樹，也可能會修改CSSOM樹
將DOM樹和CSSOM樹結合在一塊兒，造成render樹
layout佈局 render渲染（重排重繪）
script標籤的屬性
- async 異步誰先回來誰就先解析，不阻塞
- defer 異步按照前後順序（defer）解析，不阻塞
- script標籤放在body下，放置屢次重排重繪，可以操做dom

性能優化策略：算法

須要阻塞的樣式使用link引入，不須要的使用style標籤(具體是否須要阻塞看業務場景)
圖片比較多的時候，必定要使用懶加載，圖片是最須要優化的，webpack4中也要配置圖片壓縮，能極大壓縮圖片大小，對於新版本瀏覽器可使用webp格式圖片webP詳解，圖片優化對性能提高最大。
webpack4配置代碼分割，提取公共代碼成單獨模塊。方便緩存

/*
    runtimeChunk 設置爲 true, webpack 就會把 chunk 文件名所有存到一個單獨的 chunk 中，
    這樣更新一個文件只會影響到它所在的 chunk 和 runtimeChunk，避免了引用這個 chunk 的文件也發生改變。
    */
    runtimeChunk: true, 
    splitChunks: {
      chunks: 'all'  // 默認 entry 的 chunk 不會被拆分, 配置成 all, 就能夠了
    }
  }
    //由於是單入口文件配置，因此沒有考慮多入口的狀況，多入口是應該分別進行處理。
複製代碼

對於須要事件驅動的webpack4配置懶加載的，能夠看這篇webpack4優化教程,寫得很是全面
一些原生javaScript的DOM操做等優化會在下面總結

6、`TCP`的四次揮手，斷開鏈接

終結篇：性能只是 load 時間或者 DOMContentLoaded 時間的問題嗎？

RAIL
Responce 響應，研究代表，100ms內對用戶的輸入操做進行響應，一般會被人類認爲是當即響應。時間再長，操做與反應之間的鏈接就會中斷，人們就會以爲它的操做有延遲。例如：當用戶點擊一個按鈕，若是100ms內給出響應，那麼用戶就會以爲響應很及時，不會察覺到絲毫延遲感。
Animaton 現現在大多數設備的屏幕刷新頻率是60Hz，也就是每秒鐘屏幕刷新60次；所以網頁動畫的運行速度只要達到60FPS，咱們就會以爲動畫很流暢。
Idle RAIL規定，空閒週期內運行的任務不得超過50ms，固然不止RAIL規定，W3C性能工做組的Longtasks標準也規定了超過50毫秒的任務屬於長任務，那麼50ms這個數字是怎麼得來的呢？瀏覽器是單線程的，這意味着同一時間主線程只能處理一個任務，若是一個任務執行時間過長，瀏覽器則沒法執行其餘任務，用戶會感受到瀏覽器被卡死了，由於他的輸入得不到任何響應。爲了達到100ms內給出響應，將空閒週期執行的任務限制爲50ms意味着，即便用戶的輸入行爲發生在空閒任務剛開始執行，瀏覽器仍有剩餘的50ms時間用來響應用戶輸入，而不會產生用戶可察覺的延遲。
Load若是不能在1秒鐘內加載網頁並讓用戶看到內容，用戶的注意力就會分散。用戶會以爲他要作的事情被打斷，若是10秒鐘還打不開網頁，用戶會感到失望，會放棄他們想作的事，之後他們或許都不會再回來。

如何使網頁更絲滑？

使用requestAnimationFrame
- 即使你能保證每一幀的總耗時都小於16ms，也沒法保證必定不會出現丟幀的狀況，這取決於觸發JS執行的方式。假設使用 setTimeout 或 setInterval 來觸發JS執行並修改樣式從而致使視覺變化；那麼會有這樣一種狀況，由於setTimeout 或 setInterval沒有辦法保證回調函數何時執行，它可能在每一幀的中間執行，也可能在每一幀的最後執行。因此會致使即使咱們能保障每一幀的總耗時小於16ms，可是執行的時機若是在每一幀的中間或最後，最後的結果依然是沒有辦法每隔16ms讓屏幕產生一次變化，也就是說，即使咱們能保證每一幀整體時間小於16ms，但若是使用定時器觸發動畫，那麼因爲定時器的觸發時機不肯定，因此仍是會致使動畫丟幀。如今整個Web只有一個API能夠解決這個問題，那就是requestAnimationFrame，它能夠保證回調函數穩定的在每一幀最開始觸發。
避免FSL

先執行JS，而後在JS中修改了樣式從而致使樣式計算，而後樣式的改動觸發了佈局、繪製、合成。但JavaScript能夠強制瀏覽器將佈局提早執行，這就叫強制同步佈局FSL。

//讀取offsetWidth的值會致使重繪
 const newWidth = container.offsetWidth;
   
  //設置width的值會致使重排，可是for循環內部
  代碼執行速度極快，當上面的查詢操做致使的重繪
  尚未完成，下面的代碼又會致使重排，並且這個重
  排會強制結束上面的重繪，直接重排，這樣對性能影響
  很是大。因此咱們通常會在循環外部定義一個變量，這裏
  面使用變量代替container.offsetWidth;
 boxes[i].style.width = newWidth + 'px';
}
複製代碼

使用transform屬性去操做動畫，這個屬性是由合成器單獨處理的，因此使用這個屬性能夠避免佈局與繪製。
使用translateZ(0)開啓圖層，減小重繪重排。特別在移動端，儘可能使用transform代替absolute。建立圖層的最佳方式是使用will-change，但某些不支持這個屬性的瀏覽器可使用3D 變形（transform: translateZ(0)）來強制建立一個新層。
有興趣的能夠看看這篇文字前端頁面優化
樣式的切換最好提早定義好class，經過class的切換批量修改樣式，避免屢次重繪重排
能夠先切換display:none再修改樣式
屢次的append操做能夠先插入到一個新生成的元素中，再一次性插入到頁面中。
代碼複用，函數柯里化，封裝高階函數，將屢次複用代碼封裝成普通函數（俗稱方法），React中封裝成高階組件，ES6中可使用繼承，TypeScript中接口繼承，類繼承，接口合併，類合併。
在把數據儲存在localstorage和sessionstorage中時，能夠再本身定義一個模塊，把這些數據在內存中存儲一份，這樣只要能夠直接從內存中讀書，速度更快，性能更好。
能不定義全局變量就不定義全局變量，最好使用局部變量代替全局變量，查找的速度要高一倍。
強力推薦閱讀:阮一峯ES6教程
以及什麼是TypeScript以及入門

以上都是根據本人的知識點總結得出，後期還會有更多性能優化方案等出來，路過點個贊收藏收藏~，歡迎提出問題補充~

下面加入React的性能優化方案:

在生命週期函數shouldComponentUpdate中對this.state和prev state進行淺比較，使用for-in循環遍歷二者，只要獲得他們每一項值，只要有一個不同就返回true，更新組件。
定義組件時不適用React.component , 使用PureComponent代替，這樣React機制會自動在shouldComponentUpdate中進行淺比較，決定是否更新。
上面兩條優化方案只進行淺比較，只對比直接屬性的值，固然你還能夠在上面加入this.props和prevprops的遍歷比較，由於shouldComponentUpdate的生命週期函數自帶這兩個參數。若是props 和 state的值比較複雜，那麼可使用下面這種方式去進行深比較。

解決：

保證每次都是新的值

使用 immutable-js 庫，這個庫保證生成的值都是惟一的

var map1 = Immutable.Map({ a: 1, b: 2, c: 3 });
var map2 = map1.set('b', 50);
map1.get('b'); // 2
map2.get('b'); // 50
複製代碼

總結：使用以上方式，能夠減小沒必要要的重複渲染。
React的JSX語法要求必須包裹一層根標籤，爲了減小沒必要要的DOM層級，咱們使用Fragment標籤代替，這樣渲染時候不會渲染多餘的DOM節點，讓DIFF算法更快遍歷。
使用Redux管理全局多個組件複用的狀態。
React構建的是SPA應用，對SEO不夠友好，能夠選擇部分SSR技術進行SEO優化。
對Ant-design這類的UI組件庫，進行按需加載配置，從import Button from 'antd' 的引入方式，變成import {Button} from antd的方式引入。（相似Babel7中的runtime和polifill的區別）.
在React中一些數據的須要更新，可是卻不急着使用，或者說每次更新的這個數據不須要更新組件從新渲染的，能夠按期成類的實例上的屬性，這樣能減小屢次的重複無心義的DIFF和渲染。
Redux的使用要看狀況使用，若是隻是一個局部狀態（僅僅是一個組件或者父子組件使用就不要使用Redux）。對於一個父子、父子孫多層組件須要用到的state數據，也可使用context上下文去傳遞. Context上下文詳解，可是複雜項目的多個不一樣層次組件使用到的state，必須上Redux。
全部的原生監聽事件，定時器等，必須在componentWillUnmount中清除，不然大型項目一定會發生內存泄露，極度影響性能！！！