极致Web性能 —— SPA性能指南

前言

前端框架时代，为开发体验、效率与页面性能带来，非常大的革命。大家纷纷拿起一系列打包工具(webpack/parcel etc.)，配合一系列加载器快速搭建起一个 SPA 页面。

SPA 应用带来的好处非常明显；

提升页面切换体验
降低切换时间
易于部署&前后端分离

但是也带来一系列性能问题：

初始加载脚本较大
首屏空白时间较长
页面返回时，数据被动重新拉取

这些问题是使用 SPA 模式不可避免的，通过了解 SPA 加载运行过程，可以逐渐看清楚引起性能问题的根本原因，通过精细化应用加载，来解决这些问题。

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SPA 之殇

愈发发福

比起一般的简单页面，SPA 最大的问题，就是在初始化之时引入大量框架方案脚本，这导致脚本体积随着项目发展体积愈发增大。

不仅仅是体积

很多人会关注脚本的加载体积，通过一系列方案来提升缓存命中率，减少脚本请求次数。在网络环境较差的移动端，尽量减少请求时间意义很大。

但这不是银弹，移动设备对脚本的解析、编译、执行性能较差（脚本加载参考《图说舌尖上的脚本》），即便可以完全利用缓存，执行时间也是性能一大瓶颈。

Keep SPA Fit

性能优化原则：贫则独善其身，富则兼济天下。

如何维护一个大型 SPA？

随着项目不断发展，页面不断增加，源源不断的第三方组件&工具库加入到Bundle里面，良好的 SPA 架构可以保证大型 SPA 项目依旧保持极致的性能与体验。下面介绍一个优秀性能&体验 SPA 具备的特性：

性能优化

1. 快速启动 —— 极大提升加载速度（important）

快速启动应用，并行发起 Bundle 加载&拉取初始数据。相信大家已经发现了，SPA 初始化时候，不得不等待 bundle 返回并执行后，才会发起数据加载。

由于在移动设备上（即便有缓存）bundle 加载极为耗时，我们可以充分利用这段时间将数据进行预加载。这项特性，使得后面的优化起到更加明显的效果。

如下示例代码：

// app.js

Promise.all([load('bundle'), load('data')])

2. 根据路由拆分 —— 减少初始加载体积

利用异步加载方式，在路由注册时提供异步拉取组件的方法，仅在需要进入对应路由时，对应组件才会被加载进来。

route({

  Home: () => import('@/coms/home'),

  About: () => import('@/coms/about')

})

3. 独立打包异步组件公共 Bundle —— 提高复用性&缓存命中率

在Home和About等路由里面，可能公用一套 UI 组件，若不将异步加载公用组件统一打包，每次加载路由时，都会额外加载一套 UI 组件。通过将公用组件提取打包成Vendor，可以减少下次进入路由加载体积与时间。

BTW：在webpack < 4时，依旧需要手动维护异步加载组件公用组件。webpack4提供更丰富的异步组件抽离方案。

4. 组件预加载 —— 减少页面切换时间

当首屏加载完毕后，设备&网络处于空闲状态，可以对其他路由组件进行预加载，以便提升页面切换性能。

预加载是一个非常繁琐的过程，我们可以设计一个极小启动器，在页面渲染后快速预加载后续组件：

// 所有包含Page的路由组件均会被预加载

boostraper.loadMatch('Page')

5. 使用 ESM 语法 —— 按需打包工具库，降低 Bundle 体积

webpack4在 ESM tree shaking上做了极大优化，使得在引用工具库时候真正做到"按需打包"，这要求无论是自己开发的工具库，抑或使用第三方工具库，打包&使用 ESM 版本非常必要。

6. 配合 PWA 使用，口感更佳 —— 降低首屏渲染时间，极大提升体验

根据 PWA 缓存策略，可以将访问的页面index.html缓存起来，下次打开时候优先利用缓存，再发起请求更新缓存。这使得 SPA 应用几乎不需要额外时间便可加载应用首屏文档流。

体验优化

1. 构建你的极简Skeleton Page

SPA 首屏加载面临较长时间白屏，骨架图是一个完美的"缓兵之计"。在谷歌研究员的文章中有提到，骨架图对用户体验有极大的提升：

快速展示
- 配合 PWA 首屏缓存，骨架图可实现瞬间加载&展示，首屏视觉上有冲击性地提升
稳定加载
- 消除页面初始加载因多次重绘&资源加载导致的"抖动"

需要注意的是，骨架图应尽量保持足够小巧与简单，以确保不会严重影响页面后续加载。

2. 页面切换 Loading

无论如何优化性能加载，在页面切换时候依旧需要获取页面数据，若处理不好，可能会在数据返回前有短暂的不友好"空白"。通过以下方式可以很好处理这个问题：

友好的切换前 Loading
- 在确保组件&数据加载完毕前，可保证页面可交互性，减少用户阻塞感
转场动画
- 在大多数原生应用，转场动画属于标配
- 即时组件&数据已经完全加载，在切换至新页面瞬间，依旧需要页面渲染时间，这段时间可能导致页面短暂空白或者"视觉阻塞"
- 通过转场动画时间，可以很好地缓解这个问题，大多数页面保证在转场动画完毕之后依然渲染完毕

最后

除了上述提到的 SPA 优化方案，Web 性能基础也是必备的基石（如域名收敛、合理文档结构）。性能优化本质是一个页面精细化监控运营的过程，也要求我们对 Web 加载的过程与逻辑有更多的思考与理解。