毫秒必爭，前端網頁效能最佳實踐

微軟網際網路開發支援發表於2013-09-27

　　你願意為開啟一個網頁等待多長時間？我一秒也不願意等。但是事實上大多數網站在響應速度方面都讓人失望。現在越來越多的人開始建立自己的網站，部落格，你的網頁響應速度如何呢？在這篇文章中我們來介紹一下提高網頁效能的最佳實踐，以及相應的問題解決方案，讓站長或者即將要成為站長的朋友瞭解如何去測試和提高網站響應速度，對自己的網站更有信心。

　最佳實踐

　　最佳實踐我們引用的來自yahoo前端效能團隊總結的35條黃金定律。原文猛擊這裡。下面我們分門別類將每條的關鍵點總結一下。

　　網頁內容

　　伺服器

　　Cookie

　　CSS

　　Javascript

　　圖片

優化影象優化CSS Sprite 不要在HTML中縮放圖片使用小且可快取的favicon.ico

　　移動客戶端

　網頁內容

　　減少http請求次數

　　80%的響應時間花在下載網頁內容(images, stylesheets, javascripts, scripts, flash等)。減少請求次數是縮短響應時間的關鍵！可以通過簡化頁面設計來減少請求次數，但頁面內容較多可以採用以下技巧。

　　1. 捆綁檔案: 現在有很多現成的庫可以幫你將多個指令碼檔案捆綁成一個檔案，將多個樣式表檔案捆綁成一個檔案，以此來減少檔案的下載次數。例如在asp.net中可以使用ScriptManager，asp.net MVC中的Bundling。

　　2.CSS Sprites: 就是把多個圖片拼成一副圖片，然後通過CSS來控制在什麼地方具體顯示這整張圖片的什麼位置。給大家看個熟悉的Sprites例項。

　　豆瓣把他的圖示集中在一起，然後我們看他如何控制只顯示第一個圖示的

.app-icon-read {
    background-position
: 0 0;
}
.app-icon {
    background
: url("/pics/app/app_icons_50_5.jpg") no-repeat scroll 0 0 transparent;

    border-radius: 10px 10px 10px 10px;
    box-shadow: 1px 1px 2px #999999;
    display: inline-block;
    height
: 50px;

    width
: 50px;
}

　　3.Image Maps：也是將多幅圖拼在一起，然後通過座標來控制顯示導航。這裡有個經典的例子，選中圖片中的某個人就會將你帶到不同的連結。

　　4.Inline images: 通過編碼的字串將圖片內嵌到網頁文字中。例如下面的inline image的顯示效果為一個勾選的checkbox。

.sample-inline-png {
    padding-left: 20px;
    background: white url('data:image/png;base64,iVBORw0KGgoAA
AANSUhEUgAAABAAAAAQAQMAAAAlPW0iAAAABlBMVEUAAAD///+l2Z/dAAAAM0l
EQVR4nGP4/5/h/1+G/58ZDrAz3D/McH8yw83NDDeNGe4Ug9C9zwz3gVLMDA/A6
P9/AFGGFyjOXZtQAAAAAElFTkSuQmCC') no-repeat scroll left top;
}

　　圖片顯示效果如左圖

　　減少DNS查詢次數

　　DNS查詢也消耗響應時間，如果我們的網頁內容來自各個不同的domain (比如嵌入了開放廣告，引用了外部圖片或指令碼)，那麼客戶端首次解析這些domain也需要消耗一定的時間。DNS查詢結果快取在本地系統和瀏覽器中一段時間，所以DNS查詢一般是對首次訪問響應速度有所影響。下面是我清空本地dns後訪問部落格園主頁dns的查詢請求。看少去還不少哦。

　　避免頁面跳轉

　　當客戶端收到伺服器的跳轉回復時，客戶端再次根據伺服器回覆中的location指定的地址再次傳送請求，例如以下跳轉回復。

      HTTP/1.1 301 Moved Permanently
      Location: http://example.com/newuri
      Content-Type: text/html

　　當客戶端遇到這種回覆的時候，使用者只能等待客戶端再次傳送請求，有的網站甚至會一直跳n次，跳到他想帶你去的地方…當然在這個時候使用者看不到任何頁面內容，只有瀏覽器的進度條一直在重新整理。

　　快取Ajax

　　Ajax可以幫助我們非同步的下載網頁內容，但是有些網頁內容即使是非同步的，使用者還是在等待它的返回結果，例如ajax的返回是使用者聯絡人的下拉選單。所以我們還是要注意儘量應用以下規則提高ajax的響應速度。

新增Expires 或 Cache-Control報文頭使回覆可以被客戶端快取
壓縮回復內容
減少dns查詢
精簡javascript
避免跳轉
配置Etags

　　延遲載入

　　這裡討論延遲載入需要我們知道我們的網頁最初載入需要的最小內容集是什麼。剩下的內容就可以推到延遲載入的集合中。

　　Javascript是典型的可以延遲載入內容。一個比較激進的做法是開發網頁時先確保網頁在沒有Javascript的時候也可以基本工作，然後通過延遲載入指令碼來完成一些高階的功能。

　　提前載入

　　與延遲載入目的相反，提前載入的是為了提前載入接下來網頁中訪問的資源，下面是提前載入的型別

　　無條件提前載入：當前網頁載入完成後，馬上去下載一些其他的內容。例如google會在頁面載入成功之後馬上去下載一個所有結果中會用到的image sprite。

　　有條件載入：根據使用者的輸入推斷需要載入的內容，雅虎的示例是search.yahoo.com，

　　有預期的的載入：這種情況一般發生在網頁重新設計時，由於使用者經常訪問舊網頁，本地對舊的網頁內容快取充分從而顯得舊網頁速度很快，而新的網頁內容卻沒有快取，設計者可以在舊網頁的內容中預先載入一些新網頁中可能用到的內容，這樣新的網頁就會生下來一些需要下載的資源。

　　減少DOM元素數量

　　網頁中元素過多對網頁的載入和指令碼的執行都是沉重的負擔，500個元素和5000個元素在載入速度上會有很大差別。

　　想知道你的網頁中有多少元素，通過在瀏覽器中的一條簡單命令就可以算出，

　　document.getElementsByTagName('*').length

　　多少算是多了呢？雅虎在寫這篇文章的時候號稱主頁只有700多元素，但現在接近多了一倍。我們的網頁至少別比雅虎還多吧。。。

　　根據域名劃分內容

　　瀏覽器一般對同一個域的下載連線數有所限制，按照域名劃分下載內容可以瀏覽器增大並行下載連線，但是注意控制域名使用在2-4個之間，不然dns查詢也是個問題。

　　一般網站規劃會將靜態資源放在類似於static.example.com，動態內容放在www.example.com上。這樣做還有一個好處是可以在靜態的域名上避免使用cookie。後面我們會在cookie的規則中提到。

　　減少iframe數量

　　使用iframe要注意理解iframe的優缺點

　　優點

可以用來載入速度較慢的內容，例如廣告。
安全沙箱保護。瀏覽器會對iframe中的內容進行安全控制。
指令碼可以並行下載

　　缺點

即使iframe內容為空也消耗載入時間
會阻止頁面載入
沒有語義

　　避免404

　　404我們都不陌生，代表伺服器沒有找到資源，我們要特別要注意404的情況不要在我們提供的網頁資源上，客戶端傳送一個請求但是伺服器卻返回一個無用的結果，時間浪費掉了。

　　更糟糕的是我們網頁中需要載入一個外部指令碼，結果返回一個404，不僅阻塞了其他指令碼下載，下載回來的內容(404)客戶端還會將其當成Javascript去解析。

　伺服器

　　使用CDN

　　再次強調第一條黃金定律，減少網頁內容的下載時間。提高下載速度還可以通過CDN(內容分發網路)來提升。CDN通過部署在不同地區的伺服器來提高客戶的下載速度。如果你的網站上有大量的靜態內容，世界各地的使用者都在訪問，我說的是youtube麼？那CDN是必不可少的。事實上大多數網際網路中的巨頭們都有自己的CDN。我們自己的網站可以先通過免費的CDN供應商來分發網頁資源。

　　新增Expires 或Cache-Control報文頭

　　這條規則分為兩個方面，

對於靜態內容新增Expires，將靜態內容設為永不過期，或者很長時間以後。在IIS中設定Expires可以看Configure the HTTP Expires Response Header (IIS 7)。
對於動態內容應用合適的Cache-Control，讓瀏覽器根據條件來傳送請求。關於asp.net的caching，可以看asp.net cache feature和asp.net caching best practices。

　　Gzip壓縮傳輸檔案

　　Gzip通常可以減少70%網頁內容的大小，包括指令碼、樣式表、圖片等檔案。Gzip比deflate更高效，主流伺服器都有相應的壓縮支援模組。

　　IIS中內建了靜態壓縮和動態壓縮模組，如何配製可以參考Enable HTTP Compression of Static Content (IIS 7)和Enable HTTP Compression of Dynamic Content (IIS 7)。

　　值得注意的是pdf檔案可以從需要被壓縮的型別中剔除，因為pdf檔案本身已經壓縮，gzip對其效果不大，而且會浪費CPU。

　　配置ETags

　　雖然標題叫配製ETags，但是這裡你要根據具體情況進行一些判斷。首先Etag簡單來說是通過一個檔案版本標識使得伺服器可以輕鬆判斷該請求的內容是否有所更新，如果沒有就回復304 (not modified)，從而避免下載整個檔案。

　　但是Etags的版本資訊即使主流伺服器未能很好地支援跨伺服器的判斷，比如你從一個伺服器叢集中一臺得到Etags，然後傳送到了另一臺那麼校驗很有可能會失敗。

　　如果你遇到這樣的問題，IIS 7中可以通過如下方法將Etag去掉，使用URL Rewrite，然後在web.config中新增如下配製

<rewrite>
   <outboundRules>
      <rule name="Remove ETag">
         <match serverVariable="RESPONSE_ETag" pattern=".+" />
         <action type="Rewrite" value="" />
      </rule>
   </outboundRules>
</rewrite>

　　IIS8裡提供了一個簡單配製來直接關閉Etag，

<element name="clientCache">
   <attribute name="cacheControlMode" type="enum" defaultValue="NoControl">
          <enum name="NoControl" value="0" />
          <enum name="DisableCache" value="1" />
          <enum name="UseMaxAge" value="2" />
          <enum name="UseExpires" value="3" />
  </attribute>
  <attribute name="cacheControlMaxAge" type="timeSpan" defaultValue="1.00:00:00" />
  <attribute name="httpExpires" type="string" />
  <attribute name="cacheControlCustom" type="string" />

<attribute name="setEtag" type="bool" defaultValue="false" />
</element>

　　儘早flush輸出

　　網頁後臺程式中我們知道有個方法叫Response.Flush()，一般我們呼叫它都是在程式末尾，但注意這個方法可以被呼叫多次。目的是可以將現有的快取中的回覆內容先發給客戶端，讓客戶端“有活幹”。

　　那在什麼時候呼叫這個方法比較好呢？一般情況下我們可以在對於需要載入比較多外部指令碼或者樣式表時可以提前呼叫一次，客戶端收到了關於指令碼或其他外部資源的連結可以並行的先發請求去下載，伺服器接下來把後續的處理結果發給客戶端。

　　使用GET Ajax請求

　　瀏覽器在實現XMLHttpRequest POST的時候分成兩步，先發header，然後傳送資料。而GET卻可以用一個TCP報文完成請求。另外GET從語義上來講是去伺服器取資料，而POST則是向伺服器傳送資料，所以我們使用Ajax請求資料的時候儘量通過GET來完成。

　　關於GET和POST的詳細對比可以檢視這裡。

　　避免空的圖片src

　　空的圖片src仍然會使瀏覽器傳送請求到伺服器，這樣完全是浪費時間，而且浪費伺服器的資源。尤其是你的網站每天被很多人訪問的時候，這種空請求造成的傷害不容忽略。

　　瀏覽器如此實現也是根據RFC 3986 – Uniform Resource Identifiers標準，空的src被定義為當前頁面。

　　所以注意我們的網頁中是否存在這樣的程式碼

　　straight HTML

　　JavaScript

　　var img = new Image();

　　img.src = “”;

　Cookie

　　減少Cookie大小

　　Cookie被用來做認證或個性化設定，其資訊被包含在http報文頭中，對於cookie我們要注意以下幾點，來提高請求的響應速度，

去除沒有必要的cookie，如果網頁不需要cookie就完全禁掉
將cookie的大小減到最小
注意cookie設定的domain級別，沒有必要情況下不要影響到sub-domain
設定合適的過期時間，比較長的過期時間可以提高響應速度。

　　關於asp.net中的cookie可以參考ASP.NET Cookies Overview和Configure Use Cookies Mode for Session State (IIS 7)

　　頁面內容使用無cookie域名

　　大多數網站的靜態資源都沒必要cookie，我們可以採用不同的domain來單獨存放這些靜態檔案，這樣做不僅可以減少cookie大小從而提高響應速度，還有一個好處是有些proxy拒絕快取帶有cookie的內容，如果能將這些靜態資源cookie去除，那就可以得到這些proxy的快取支援。

　　常見的劃分domain的方式是將靜態檔案放在static.example.com，動態內容放在www.example.com。

　　也有一些網站需要在二級域名上應用cookie，所有的子域都會繼承，這種情況下一般會再購買一個專門的域名來存放cookie-free的靜態資源。例如Yahoo!的yimg.com，YouTube的ytimg.com等。

　CSS

　　將樣式表置頂

　　經樣式表(css)放在網頁的HEAD中會讓網頁顯得載入速度更快，因為這樣做可以使瀏覽器逐步載入已將下載的網頁內容。這對內容比較多的網頁尤其重要，使用者不用一直等待在一個白屏上，而是可以先看已經下載的內容。

　　如果將樣式表放在底部，瀏覽器會拒絕渲染已經下載的網頁，因為大多數瀏覽器在實現時都努力避免重繪，樣式表中的內容是繪製網頁的關鍵資訊，沒有下載下來之前只好對不起觀眾了。

　　避免CSS表示式

　　CSS表示式可以動態的設定CSS屬性，在IE5-IE8中支援，其他瀏覽器中表示式會被忽略。例如下面表示式在不同時間設定不同的背景顏色。

background-color: expression( (new Date()).getHours()%2  "#B8D4FF" : "#F08A00" );

　　CSS表示式的問題在於它被重新計算的次數遠比我們想象的要多，不僅在網頁繪製或大小改變時計算，即使我們滾動螢幕或者移動滑鼠的時候也在計算，因此我們還是儘量避免使用它來防止使用不當而造成的效能損耗。

　　如果想達到類似的效果我們可以通過簡單的指令碼做到。

<html>
<head>
</head>
<body>
<script type="text/javascript">
var currentTime = new Date().getHours();
if (currentTime%2) {
    if (document.body) {
        document.body.style.background = "#B8D4FF";
    }
}
else {
    if (document.body) {
        document.body.style.background = "#F08A00";
    }
}
</script>
</body>
</html>

　　用<link>代替@import

　　避免使用@import的原因很簡單，因為它相當於將css放在網頁內容底部。

　　避免使用Filters

　　AlphaImageLoad也是IE5.5 – IE8中支援，這種濾鏡的使用會導致圖片在下載的時候阻塞網頁繪製，另外使用這種濾鏡會導致記憶體使用量的問題。IE9中已經不再支援。

　Javascript

　　將指令碼置底

　　HTTP/1.1 specification建議瀏覽器對同一個hostname不要超過兩個並行下載連線，所以當你從多個domain下載圖片的時候可以提高並行下載連線數量。但是當指令碼在下載的時候，即使是來自不同的hostname瀏覽器也不會下載其他資源，因為瀏覽器要在指令碼下載之後依次解析和執行。

　　因此對於指令碼提速，我們可以考慮以下方式，

把指令碼置底，這樣可以讓網頁渲染所需要的內容儘快載入顯示給使用者。
現在主流瀏覽器都支援defer關鍵字，可以指定指令碼在文件載入後執行。
HTML5中新加了async關鍵字，可以讓指令碼非同步執行。

　　使用外部Javascirpt和CSS檔案

　　使用外部Javascript和CSS檔案可以使這些檔案被瀏覽器快取，從而在不同的請求內容之間重用。

　　同時將Javascript和CSS從inline變為external也減小了網頁內容的大小。

　　使用外部Javascript和CSS檔案的決定因素在於這些外部檔案的重用率，如果使用者在瀏覽我們的頁面時會訪問多次相同頁面或者可以重用指令碼的不同頁面，那麼外部檔案形式可以為你帶來很大的好處。但對於使用者通常只會訪問一次的頁面，例如microsoft.com首頁，那inline的javascript和css相對來說可以提供更高的效率。

　　精簡Javascript和CSS

　　精簡就是將Javascript或CSS中的空格和註釋全去掉，

body {
    line-height: 1;
}
ol, ul {
    list-style: none;
}
blockquote, q {
    quotes: none;
}

　　精簡後版本

body{line-height:1}ol,ul{list-style:none}blockquote,q{quotes:none}

　　統計表明精簡後的檔案大小平均減少了21%，即使在應用Gzip的檔案也會減少5%。

　　例如我的網站上有5個CSS，4個Javascirpt，下面是分別經過bundling和minify之後的結果。

　　沒有任何處理之前

　　捆綁Javascript和CSS之後

　精簡Javascript和CSS之後

　用來幫助我們做精簡的工具很多，主要可以參考如下，

　　JS compressors:

Packer
JSMin
Closure compiler
YUICompressor(also does CSS)
AjaxMin(also does CSS)

　　CSS compressors:

CSSTidy
Minify
YUICompressor(also does JS)
AjaxMin(also does JS)
CSSCompressor

　　與VS整合比較好的工具如下.

YUICompressor- 編譯整合，包含在NuGet.
AjaxMin – 編譯整合

　　去除重複指令碼

　　重複的指令碼不僅浪費瀏覽器的下載時間，而且浪費解析和執行時間。一般用來避免引入重複指令碼的做法是使用統一的指令碼管理模組，這樣不僅可以避免重複指令碼引入，還可以兼顧指令碼依賴管理和版本管理。

　　減少DOM訪問

　　通過Javascript訪問DOM元素沒有我們想象中快，元素多的網頁尤其慢，對於Javascript對DOM的訪問我們要注意

快取已經訪問過的元素
Offline更新節點然後再加回DOM Tree
避免通過Javascript修復layout

　　使用智慧事件處理

　　這裡說智慧的事件處理需要開發者對事件處理有更深入的瞭解，通過不同的方式儘量少去觸發事件，如果必要就儘早的去處理事件。

　　比如一個div中10個按鈕都需要事件控制程式碼，那麼我們可以將事件放在div上，在事件冒泡過程中捕獲該事件然後判斷事件來源。

　圖片

　　優化影象

　　當美工完成了網站的圖片設計後，我們可以在上傳圖片之前對其做以下優化

檢查GIF圖片中影象顏色的數量是否和調色盤規格一致。如果你發現圖片中只用到了4種顏色，而在調色盤的中顯示的256色的顏色槽，那麼這張圖片就還有壓縮的空間。可以使用imagemagick檢查：
identify -verbose image.gif
嘗試把GIF格式轉換成PNG格式，看看是否節省空間。大多數情況下是可以壓縮的。下面這條簡單的命令可以安全地把GIF格式轉換為PNG格式：
convert image.gif image.png
在所有的PNG圖片上執行pngcrush（或者其它PNG優化工具）。例如：
pngcrush image.png -rem alla -reduce -brute result.png
在所有的JPEG圖片上執行jpegtran。這個工具可以對圖片中的出現的鋸齒等做無損操作，同時它還可以用於優化和清除圖片中的註釋以及其它無用資訊
jpegtran -copy none -optimize -perfect src.jpg dest.jpg

　　優化CSS Sprite

Spirite中水平排列圖片，垂直排列會增加檔案大小；
Spirite中把顏色較近的組合在一起可以降低顏色數，理想狀況是低於256色以便適用PNG8格式；
不要在Spirite的影象中間留有較大空隙。這雖然不大會增加檔案大小,但對於使用者代理來說它需要更少的記憶體來把圖片解壓為畫素地圖。100×100的圖片為1萬畫素，1000×1000就是100萬畫素。