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一次网站的性能优化之路

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发表于 2020-7-10 13:12:47  | 显示全部楼层 | 阅读模式
首屏作为直面用户的第一屏,其重要性不言而喻,如何加快加载的速度是非常重要的一课。

本文讲解的是:笔者对自己搭建的个人博客网站的速度优化的经历。

效果体验地址:http://biaochenxuying.cn

1. 用户期待的速度体验

2018 年 8 月,百度搜索资源平台发布的《百度移动搜索落地页体验白皮书 4.0 》中提到:页面的首屏内容应在 1.5 秒内加载完成

也许有人有疑惑:为什么是 1.5 秒内?哪些方式可加快加载速度?以下将为您解答这些疑问!

移动互联网时代,用户对于网页的打开速度要求越来越高。百度用户体验部研究表明,页面放弃率和页面的打开时间关系如下图所示:



根据百度用户体验部的研究结果来看,普通用户期望且能够接受的页面加载时间在 3 秒以内。若页面的加载时间过慢,用户就会失去耐心而选择离开,这对用户和站长来说都是一大损失。

百度搜索资源平台有 “闪电算法” 的支持,为了能够保障用户体验,给予优秀站点更多面向用户的机会,“闪电算法”在 2017 年 10 月初上线。

闪电算法 的具体内容如下:

移动网页首屏在 2 秒之内完成打开的,在移动搜索下将获得提升页面评价优待,获得流量倾斜;同时,在移动搜索页面首屏加载非常慢(3 秒及以上)的网页将会被打压。

2. 分析问题

未优化之前,首屏时间居然大概要 7 - 10 秒,简直不要太闹心。






开始分析问题,先来看下 network :



主要问题:
    第一个文章列表接口用了 4.42 秒其他的后端接口速度也不快另外 js css 等静态的文件也很大,请求的时间也很长

我还用了 Lighthouse 来测试和分析我的网站。

Lighthouse 是一个开源的自动化工具,用于改进网络应用的质量。 你可以将其作为一个 Chrome 扩展程序运行,或从命令行运行。 为 Lighthouse 提供一个需要审查的网址,它将针对此页面运行一连串的测试,然后生成一个有关页面性能的报告。

未优化之前:



上栏内容分别是页面性能、PWA(渐进式 Web 应用)、可访问性(无障碍)、最佳实践、SEO 五项指标的跑分。

下栏是每一个指标的细化性能评估。

再看下 Lighthouse 对性能问题给出了可行的建议、以及每一项优化操作预期会帮我们节省的时间:



从上面可以看出,主要问题:
    图片太大一开始图片就加载了太多

知道问题所在就已经成功了一半了,接下来便开始优化之路。



2. 优化之路

网页速度优化的方法实在太多,本文只说本次优化用到的方法。

2.1 前端优化

本项目前端部分是用了 react 和 antd,但是 webpack 用的还是 3.8.X 。

2.1.1 webpack 打包优化

因为 webpack4 对打包做了很多优化,比如 Tree-Shaking ,所以我用最新的 react-create-app 重构了一次项目,把项目升级了一遍,所有的依赖包都是目前最新的稳定版了,webpack 也升级到了 4.28.3 。

用最新 react-create-app 创建的项目,很多配置已经是很好了的,笔者只修改了两处地方。

  • 打包配置修改了 webpack.config.js 的这一行代码:
// Source maps are resource heavy and can cause out of memory issue for large source files.const shouldUseSourceMap = process.env.GENERATE_SOURCEMAP !== 'false';// 把上面的代码修改为: const shouldUseSourceMap = process.env.NODE_ENV === 'production' ? false : true;
生产环境下,打包去掉 SourceMap,静态文件就很小了,从 13M 变成了 3M 。

  • 还修改了图片打包大小的限制,这样子小于 40K 的图片都会变成 base64 的图片格式。
{ test: [/\.bmp$/, /\.gif$/, /\.jpe?g$/, /\.png$/,/\.jpg$/,/\.svg$/], loader: require.resolve('url-loader'), options: { limit: 40000, // 把默认的 10000 修改为 40000 name: 'static/media/[name].[hash:8].[ext]', }, }
2.1.2 去掉没用的文件

比如之前可能觉得会有用的文件,后面发现用不到了,注释或者删除,比如 reducers 里面的 home 模块。
import { combineReducers } from 'redux'import { connectRouter } from 'connected-react-router'// import { home } from './module/home'import { user } from './module/user'import { articles } from './module/articles'const rootReducer = (history) => combineReducers({ // home,  user, articles, router: connectRouter(history)})
2.1.3 图片处理
    把一些静态文件再用 photoshop 换一种格式或者压缩了一下, 比如 logo 图片,原本 111k,压缩后是 23K。首页的文章列表图片,修改为懒加载的方式加载。

之前因为不想为了个懒加载功能而引用一个插件,所以想自己实现,看了网上关于图片懒加载的一些代码,再结合本项目,实现了一个图片懒加载功能,加入了 事件的节流(throttle)与防抖(debounce)

代码如下:
// fn 是事件回调, delay 是时间间隔的阈值function throttle(fn, delay) { // last 为上一次触发回调的时间, timer 是定时器 let last = 0, timer = null; // 将throttle处理结果当作函数返回 return function() { // 保留调用时的 this 上下文 let context = this; // 保留调用时传入的参数 let args = arguments; // 记录本次触发回调的时间 let now = +new Date(); // 判断上次触发的时间和本次触发的时间差是否小于时间间隔的阈值 if (now - last < delay) { // 如果时间间隔小于我们设定的时间间隔阈值,则为本次触发操作设立一个新的定时器 clearTimeout(timer); timer = setTimeout(function() { last = now; fn.apply(context, args); }, delay); } else { // 如果时间间隔超出了我们设定的时间间隔阈值,那就不等了,无论如何要反馈给用户一次响应 last = now; fn.apply(context, args); } };}// 获取可视区域的高度const viewHeight = window.innerHeight || document.documentElement.clientHeight;// 用新的 throttle 包装 scroll 的回调const lazyload = throttle(() => { // 获取所有的图片标签 const imgs = document.querySelectorAll('#list .wrap-img img'); // num 用于统计当前显示到了哪一张图片,避免每次都从第一张图片开始检查是否露出 let num = 0; for (let i = num; i < imgs.length; i++) { // 用可视区域高度减去元素顶部距离可视区域顶部的高度 let distance = viewHeight - imgs.getBoundingClientRect().top; // 如果可视区域高度大于等于元素顶部距离可视区域顶部的高度,说明元素露出 if (distance >= 100) { // 给元素写入真实的 src,展示图片 let hasLaySrc = imgs.getAttribute('data-has-lazy-src'); if (hasLaySrc === 'false') { imgs.src = imgs.getAttribute('data-src'); imgs.setAttribute('data-has-lazy-src', true); //  } // 前 i 张图片已经加载完毕,下次从第 i+1 张开始检查是否露出 num = i + 1; } }}, 1000);

注意:给元素写入真实的 src 了之后,把 data-has-lazy-src 设置为 true ,是为了避免回滚的时候再设置真实的 src 时,浏览器会再请求这个图片一次,白白浪费服务器带宽。



具体细节请看文件 文章列表

2.2 后端优化

后端用到的技术是 node、express 和 mongodb。

后端主要问题是接口速度很慢,特别是文章列表的接口,已经是分页请求数据了,为什么还那么慢呢 ?

所以查看了接口返回内容之后,发现返回了很多列表不展示的字段内容,特别是文章内容都返回了,而文章内容是很大的,占用了很多资源与带宽,从而使接口消耗的时间加长



从上图可以看出文章列表接口只要返回文章的 标题、描述、封面、查看数,评论数、点赞数和时间即可。

所以把不需要给前端展示的字段注释掉或者删除。
// 待返回的字段 let fields = { title: 1, // author: 1, // keyword: 1, // content: 1, desc: 1, img_url: 1, tags: 1, category: 1, // state: 1, // type: 1, // origin: 1, // comments: 1, // like_User_id: 1, meta: 1, create_time: 1, // update_time: 1, };
同样对其他的接口都做了这个处理。

后端做了处理之后,所有的接口速度都加快了,特别是文章列表接口,只用了 0.04 - 0.05 秒左右,相比之前的 4.3 秒,速度提高了 100 倍,简直不要太爽, 效果如下:



此刻心情如下:



2.3 服务器优化

你以为前后端都优化一下,本文就完了 ?小兄弟,你太天真了,重头戏在后头 !



笔者服务器用了 nginx 代理。

做的优化如下:
    隐藏 nginx 版本号

一般来说,软件的漏洞都和版本相关,所以我们要隐藏或消除 web 服务对访问用户显示的各种敏感信息。

如何查看 nginx 版本号? 直接看 network 的接口或者静态文件请求的 Response Headers 即可。

没有设置之前,可以看到版本号,比如我网站的版本号如下:
Server: nginx/1.6.2
设置之后,直接显示 nginx 了,没有了版本号,如下:
Server: nginx
    开启 gzip 压缩

nginx 对于处理静态文件的效率要远高于 Web 框架,因为可以使用 gzip 压缩协议,减小静态文件的体积加快静态文件的加载速度、开启缓存和超时时间减少请求静态文件次数。

笔者开启 gzip 压缩之后,请求的静态文件大小大约减少了 2 / 3 呢。
gzip on;#该指令用于开启或关闭gzip模块(on/off)gzip_buffers 16 8k;#设置系统获取几个单位的缓存用于存储gzip的压缩结果数据流。16 8k代表以8k为单位,安装原始数据大小以8k为单位的16倍申请内存gzip_comp_level 6;#gzip压缩比,数值范围是1-9,1压缩比最小但处理速度最快,9压缩比最大但处理速度最慢gzip_http_version 1.1;#识别http的协议版本gzip_min_length 256;#设置允许压缩的页面最小字节数,页面字节数从header头得content-length中进行获取。默认值是0,不管页面多大都压缩。这里我设置了为256gzip_proxied any;#这里设置无论header头是怎么样,都是无条件启用压缩gzip_vary on;#在http header中添加Vary: Accept-Encoding ,给代理服务器用的gzip_types text/xml application/xml application/atom+xml application/rss+xml application/xhtml+xml image/svg+xml text/javascript application/javascript application/x-javascript text/x-json application/json application/x-web-app-manifest+json text/css text/plain text/x-component font/opentype font/ttf application/x-font-ttf application/vnd.ms-fontobject image/x-icon;#进行压缩的文件类型,这里特别添加了对字体的文件类型gzip_disable "MSIE [1-6]\.(?!.*SV1)";#禁用IE 6 gzip
把上面的内容加在 nginx 的配置文件 ngixn.conf 里面的 http 模块里面即可。

是否设置成功,看文件请求的 Content-Encoding 是不是 gzip 即可。



    设置 expires,设置缓存
server { listen 80; server_name localhost; location / { root /home/blog/blog-react/build/; index index.html; try_files $uri $uri/ @router; autoindex on; expires 7d; # 缓存 7 天 } }
我重新刷新请求的时候是 2019 年 3 月 16 号,是否设置成功看如下几个字段就知道了:



    Staus Code 里面的 form memory cache 看出,文件是直接从本地浏览器本地请求到的,没有请求服务器。Cache-Control 的 max-age= 604800 看出,过期时间为 7 天。Express 是 2019 年 3 月 23 号过期,也是 7 天过期。

注意:上面最上面的用红色圈中的 Disable cache 是否是打上了勾,打了勾表示:浏览器每次的请求都是请求服务器,无论本地的文件是否过期。所以要把这个勾去掉才能看到缓存的效果。

终极大招:服务端渲染 SSR,也是笔者接下来的方向。

3.1 测试场景

一切优化测试的结果脱离了实际的场景都是在耍流氓,而且不同时间的网速对测试结果的影响也是很大的。

所以笔者的测试场景如下:
    a. 笔者的服务器是阿里的,配置是入门级的学生套餐配置,如下:



    b. 测试网络为 10 M 光纤宽带。

3.2 优化结果

优化之后的首屏速度是 2.07 秒。



最后加了缓存的结果为 0.388 秒



再来看下 Lighthouse 的测试结果:



比起优化之前,各项指标都提升了很大的空间。

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