如何从请求、传输、渲染3个方面提升Web前端性能

什么是WEB前端呢？就是用户电脑的浏览器所做的一切事情。我们来看看用户访问网站，浏览器都做了哪些事情：

输入网址 –> 解析域名 -> 请求页面 -> 解析页面并发送页面中的资源请求 -> 渲染资源 -> 输出页面 -> 监听用户操作 -> 重新渲染。

通过上面的路径可以看出浏览器分为请求、传输、渲染三部分来实现用户的访问，本文就从这三个部分来浅析如何提升WEB前端性能。

一、请求

浏览器为了减少请求传输，实现了自己的缓存机制。浏览器缓存就是把一个已经请求过的Web资源拷贝一份副本存储在浏览器中，当再次请求相同的URL时，先去查看缓存，如果有本地缓存，浏览器缓存机制会根据验证机制（Etag）和过期机制(Last-Modified)进行判断是使用缓存，还是从服务器传输资源文件。具体流程如下图所示：

浏览器的请求有些是并发的，有些是阻塞的，比如：图片、CSS、接口的请求是并发；JS文件是阻塞的。请求JS的时候，浏览器会中断渲染进程，等待JS文件加载解析完毕，再重新渲染。所以要把JS文件放在页面的最后。

JS也可以通过两种方式由阻塞改成并行：一种是通过创建script标签，插入DOM中；另一种是在Script标签中增加async属性。

每种浏览器对同一域名并发的数量有限制，IE6/7是2，IE9是10，其他常见的浏览器是6，所以减少资源请求数量和使用多域名配置资源文件，能大大提高网站性能。

减少资源请求数量的方法，大致有以下几种：

1、通过打包工具，合并资源，减少资源数量。就是开发版本是很多个资源文件，部署的时候，按类合并成几个文件来输出。在实现模块管理的同时，实现统一输出。

2、CSS中，使用css sprite减少图片请求数量。

3、通过延迟加载技术，在用户无感知的情况下请求资源。

4、通过服务器配置，实现一次请求，返回多个资源文件，如淘宝CDN那样。

除了减少请求数量，也可以使用CDN镜像，来减少网络节点，实现快速响应。使用了CDN的请求，会根据用户所处的地理位置，找寻最近的CDN节点，如果请求是新的，则从资源服务器拷贝到节点，然后再返回给客户端。如果请求已经存在，则直接从节点返回客户端。

通过上面我们了解的缓存机制，如果我们部署上线的时候，是需要刷新缓存的。普通缓存通过强刷就能改过来，而CDN缓存则需要通过改变URL来实现。同时我们不可能要求用户按着Ctrl来刷新，所以通过打包工具，在部署的时候，统一更改URL是最有效的方式。而不常变更的库文件，比如echart、jquery，则不建议更改。

二、传输

从服务器往客户端传输，可以开启gzip压缩来提高传输效率。

Gzip有从1-10的十个等级。越高压缩的越小，但压缩使用的服务器硬件资源就越多。根据实践，等级为5的时候最均衡，此时压缩效果是100k可以压缩成20k。

三、渲染

浏览器在加载了html后，就会一边解析，一边根据解析出来的结果进行资源请求，并生成DOM树。而加载完毕的CSS，则被渲染引擎根据生成好的DOM树，来生成渲染树。等所有资源解析完毕计算好layout后，向浏览器界面绘制。随着用户操作，JS会修改DOM节点或样式，重新绘制和重新排列。重新绘制指的是绘制DOM节点对应的渲染节点，重新排列是指重新计算这些节点在浏览器界面的位置。很显然，重排是非常耗性能的。我们要做的是减少重排的次数。

生成DOM树的时候，我们可以通过减少DOM节点来优化性能。最初都是用table布局，节点深度和数量相当复杂，性能很差。同样CSS作为层叠样式表，层级也不可太深，不然遍历的成本很高。另外CSS的expression属性相当耗性能，能不用则不用。动画效果能用CSS写的就不用JS写，渲染引擎不一样，性能损耗也不一样。

上面说的是解析渲染的过程，我们再接着说说用户交互操作的过程。用户操作就会导致重绘和重排，重排一定会引起重绘，而重绘不一定会引起重排。到底怎样会引起重排呢？简单的定义，DOM结构的变化，以及DOM样式中几何属性的变化，就会导致重排。几何属性顾名思义，就是宽、高、边框、外补丁、内补丁等俗称盒模型的属性。同时还有offset之类的边距属性。

重排是最耗能的，减少重排的方法有：

1、如果需要多次改变DOM，则先在内存中改变，最后一次性的插入到DOM中。

2、同上一条，如果多次改变样式，合成一条，再插入DOM中。

3、由于position的值为absoute和fixed时候，是脱离文档流的，操作此类DOM节点，不会引起整页重排。所以动画元素设置position使其脱离文档流。

4、当DOM节点的display等于none的时候，是不会存在于渲染树的，所以如果有比较复杂的操作，先使其display等于none，等待所有操作完毕后，再将display设成block，这样就只重排两次。

5、获取会导致重排的属性值时，存入变量，再次使用时就不会再次重排。获取这些属性会导致重排：offsetTop、offsetLeft、offsetWidth、offsetHeight、scrollTop、scrollLeft、scrollWidth、scrollHeight、clientTop、clientLeft、clientWidth、clientHeight

以上就是浏览器如何把资源变成肉眼所见的页面的，除了上述根据浏览器流程而总结出来的性能优化，我们还需要看看javascript作为程序，需要的优化。先来看看javascript的垃圾回收机制。

Javascript的引擎会在固定的时间间隔，将不再使用的局部变量注销掉，释放其所占的内存。而闭包的存在，将使引用一直存在，无法被释放掉。全局变量的生命周期直至浏览器卸载页面才会结束。所以一般来讲，内存溢出就是由于全局变量的不释放和闭包引起。为了防止内存溢出，我们可以做的方法有:

1、业务代码放在匿名立即执行函数里面，执行完毕会立即释放掉。

2、少用全局变量，同时用完的变量手动注销掉。

3、使用回调来代替闭包访问内部属性

4、当不可避免使用闭包时，慎重的对待其中的细节。不用的时候注销掉。

5、通过浏览器自带的工具profiles，来检查内存活动情况。如果是波浪型的，说明正常。如果是倾斜式渐进上涨的，说明有内存不会被释放，需要检查相应的函数。

最后再说一点，函数里返回异步取的值，经常有人这么：

 Var getList = function(){ $.ajax().then(function(data){

   Return data;

}) };

Var users = getList();

毫无疑问，由于函数内的返回是异步的，所以返回只能是undefined，而不是想要的data。于是为了实现返回data，就把ajax的async属性设置成了false，由异步改为同步，来获取到data。然而最大的问题来了，同步是会中断渲染进程的，也就是请求返回的等待中，整个页面是卡死的，用户操作也不会有响应。这个问题真正的解决方案是返回promise对象，而不是把异步改成同步。

作者：马宗泽

来源：宜信技术学院