記一次 VUE 專案優化實踐

wfz發表於2018-10-18

愛康體檢寶 PC（www.tijianbao.com/) 算是一個“老”專案，為什麼說“老”呢，因為在前端技術日新月異，每天都有新知識、新概念，甚至新框架的今天，它還是基於vue-cli 2.x、webpack 3.x構建，顯然有些老了。其次，在早期開始這個專案的時候，由於倉促上線，也沒有過多的考慮效能及載入問題，目前網站上使用的圖片未經過裁切，所有的庫都打包到一個 vendor 裡，首屏載入時間太長，等等這些問題使網站的使用者體驗不是太好，基於各方面的原因，決定對它進行一次優化，主要從以下幾個方面進行：

使用 https 及升級成 http/2 協議
合理控制快取
合理使用圖片
升級至 webpack4
優化首屏載入
優化前後的資料對比

下面分別展開來說

使用 https 及升級成 http/2 協議

https 主要帶來安全性方面的提升，而且 http/2 依賴於 https，只有使用 https 協議的站點可以升級 http/2 協議。

http/2 帶來了一系列的改動和優化，主要如下：

每個伺服器只用一個連線。HTTP/2 對每個伺服器只使用一個連線，而不是每個檔案一個連線。這樣，就省掉了多次建立連線的時間，這個時間對 TLS 尤其明顯，因為 TLS 連線費時間。
加速 TLS 交付。HTTP/2 只需一次耗時的 TLS 握手，並且通過一個連線上的多路利用實現最佳效能。HTTP/2 還會壓縮首部資料，省掉 HTTP/1.x 時代所需的一些優化工作，比如拼接檔案，從而提高快取利用率。
簡化 Web 應用。使用 HTTP/2 可以讓 Web 開發者省很多事，因為不用再做那些針對 HTTP/1.x 的優化工作了。
適合內容混雜的頁面。HTTP/2 特別適合混合了 HTML、CSS、JavaScript、圖片和有限多媒體的傳統頁面。瀏覽器可以優先安排那些重要的檔案請求，讓頁面的關鍵部分先出現，快出現。
更安全。通過減少 TLS 的效能損失，可以讓更多應用使用 TLS，從而讓使用者資訊更安全。

這裡有一篇來自 google 的 HTTP/2 簡介更為全面和權威。

配置主要是在編譯 nginx 時加上 with-http_ssl_module 模組和 with-http_v2_module模組

./configure --with-http_v2_module --with-http_ssl_module
複製程式碼

配置伺服器 conf 檔案

server {
 listen 443 ssl http2 default_server;

 ssl_certificate server.crt;
 ssl_certificate_key server.key;
 ...
}
複製程式碼

然後重啟伺服器，完成升級~

合理控制快取

快取對於 web 應用程式至關重要，合理控制快取可以有效提升 web 效能，我們之前有些域下未做明確的快取管理，雖然瀏覽器有預設的快取機制，但是由於預設的機制未必能滿足我們的要求，而且各瀏覽器的預設機制不同，可能造成 web 程式的表現也不同，所以很有必要對各資源的快取進行精細控制。

關於瀏覽器快取，我寫過一篇文章做了詳細介紹，這裡只說具體的實施細節：

開啟 gzip （伺服器優化的一總分，不屬於快取範疇）
開啟 etag
對 html 型別的檔案設定過期時間為 80s
對 api 請求設定無快取
對靜態資源設定一個較長時間的快取

具體 nginx 配置如下：

# 配置 gzip
        gzip on;
        gzip_min_length 0k;
        gzip_comp_level 1;
        gzip_types text/plain application/json application/javascript application/x-javascript text/css application/xml text/javascript application/x-httpd-php image/jpeg image/gif image/png;
        gzip_vary on;
        gzip_disable "MSIE [1-6]\.";

# 開啟 etag
        etag on;

# 不快取介面
        location ~* \.(?:manifest|appcache|xml|json)$ {
                add_header Cache-Control "no-cache";
        }
        
# 設定 html 過期時間為 80s
        location ~* \.(?:html)$ {
                add_header Cache-Control "max-age=80";
        }

# 給靜態資源設定一個長期快取
        location ~* \.(?:jpg|jpeg|gif|png|ico|cur|gz|svg|svgz|mp4|ogg|ogv|webm|htc)$ {
                expires 1M;
                access_log off;
                add_header Cache-Control "public";
        }
        # CSS and Javascript
        location ~* \.(?:css|js)$ {
                expires 1y;
                access_log off;
                add_header Cache-Control "public";
        }
複製程式碼

因為 html 型別的頁面檔案可能實時發版，不能設定較長時間的快取，否則可能造成發版後不更新的現象。

靜態資源都設定成較長快取時間，由於發版後，如果靜態資源有更新，都會產生新的 hash 值，從而使老的資源過期。

api 請求由於要實現獲請最新內容，所以不設定瀏覽器快取，期望的結果是能通過 etag 優化傳輸，但在實踐中通過 nginx 設定 api 無效，具體過程還在探索中。

通過以上方式，對 web 程式的快取進行了較精細的控制。

合理使用圖片

網站本身使用的圖片有兩個來源，分別是又拍雲和我們自己的 idc（通過阿里雲加速），在使用的過程中都沒有裁切，導致整體載入的圖片資源比較大，做了如下優化：

針對來自又拍雲的圖片資源

又拍雲提供了動態裁切的功能，可以特別方便的控制圖片資源。

例如對於某個圖片資源，我們需要的是一個寬為 200px 的圖片，以前我們是直接引用這個資源：domain.url/images/001.jpg ，這是一個原始資源，可能是一個很大的圖片，直接引用會造成浪費

通過自動裁切，我們可以引用指定寬度的圖片：domain.url/images/001.jpg!/fw/200 ，通過在 url 後加 !/fw/200，可以引用寬度為 200px 的圖片，最大限度上節省資源

對於支援 webp 的瀏覽器，還可以讓其輸出 webp 版本：domain.url/images/001.jpg!/fw/200/format/webp ，通過關鍵字 /format/webp 指定輸出的資源格式為 webp

總的來說，又拍雲提供方便靈活的資源控制方法，更多細節見官方文件：help.upyun.com/knowledge-b…

針對來自 idc 的圖片資源

來自 idc 的圖片相對較難處理，由於沒有云儲存提供的功能，idc 只是單純的做為檔案儲存伺服器，所以沒有辦法動態裁切。

不過天無絕人之路，可以通過 nginx 的一個模組來實現類似的功能，這個模組就是：ngx_http_image_filter_module，通過這個模組可以對指定的資源按條件進行裁切，當 CDN 回源的時候給他裁切好的圖片就可以了，部分實現了雲端儲存的功能，具體實施如下：

一、編譯 nginx 時加上 --with-http_image_filter_module

二、配置 nginx

    location ~* /images/(.+)$ {
        set $width -; #圖片寬度預設值
        set $height -; #圖片高度預設值
        if ($arg_width != "") {
            set $width $arg_width;
        }
        if ($arg_height != "") {
            set $height $arg_height;
        }
        #image_filter_jpeg_quality 85;
        image_filter resize $width $height; #設定圖片寬高
        image_filter_buffer 10M;   #設定Nginx讀取圖片的最大buffer。
        image_filter_interlace on; #是否開啟圖片影像隔行掃描
        if ($arg_info = "yes") {
        #        image_filter size;
        }
        error_page 415 = 415.png; #圖片處理錯誤提示圖，例如縮放引數不是數字
    }
複製程式碼

通過以上配置，當我們想訪問某個資源時可能通過：domain.url/images/002.jpg?width=200 得到寬為 200px 的圖片。

由於大規模部署，運維需要做更詳細的測試，所以當這次優化上線時，這個功能還沒有上線。當測試完成後，運維就會將這個功能部署到線上。

這個模組的官方文件是：nginx.org/en/docs/htt…

使用圖片懶載入和 webp

使用圖片懶載入主要依賴 Vue-Lazyload 這個 npm 模組，具體使用方法見：www.npmjs.com/package/vue…

這裡主要說一下其中的兩個功能 progressive 和 webp：

Vue.use(VueLazyload,{
  observer: true,
  attempt: 10,
  filter: {
    progressive (listener, options) {
      const is_upyun_CDN = /upyunimages\./
      if (is_upyun_CDN.test(listener.src)) {
        listener.el.setAttribute('lazy-progressive', 'true')
        listener.loading = listener.src.replace(/fw.+/, 'fw/10')
      }
    },
    webp (listener, options) {
      if (!options.supportWebp) return
      const is_upyun_CDN = /upyunimages\./
      if (is_upyun_CDN.test(listener.src)) {
        listener.src += '/format/webp'
      }
    }
  }
})
複製程式碼

通過 filter 整體對所有懶載入資源進行過濾控制：

progressive：允許在載入大圖見，先載入一個小圖，會有一個很好的使用者體驗

webp: 對支援 webp 的瀏覽器，載入資源的 webp 版本，有效降低檔案大小

通過這一系列操作，可以更進一種降低不必要的資源載入量。

升級至 webpack4

按說 webpack 3 用的好好的，為什麼要升級到 4 呢，原因還是因為新版本給我們帶來了諸多好片，而且目前已經是穩定版本，主要有以下內容：

更快的編譯速度，網上有說提高了 98%，我雖然沒有驗證資料，但直觀上快了，而且快了很多
零配置模組打包，雖然沒辦法做到“零” ，但是更多更合理的預設配置，使工程構建更加方便
拋棄了 CommonChunksPlugin，使用更為先進的 SplitChunksPlugin 提取公共資源
使用 Tree Shaking ，有效減少業務程式碼體積
引入 mode 屬性，可以定義為 development 和 production，不用再為生產和開發環境編寫過多的配置程式
等等其他未提及的以及預設的優化

升級過程中可能會遇到種種問題，好在有個官方升級指南可以幫我們覆蓋掉一部分，但這會指南過於簡明扼要，具體到專案中還會有很多坑，好在通過錯誤提示結合偉大的google，最終都能找到答案（如果你用 baidu ，很有可能最終爬不上來 :< ...），也可以結合網上其他一些升級方面的文章，都會很有幫助，我這裡就不細述了。

總在來說升級 wp 4 會花一些時間，但帶來的效率和效能提升絕對值得。

優化首屏載入

對於 web 單頁面應用而言，一個非常大的痛點就是在首次載入時載入的資源量過大，導致使用者在第一次訪問時出現在白屏時間較長，如何優化這個體驗是整體優化中的重中之重，所以放在最後來說。

前面已經說了，通過減少圖片大小、升級 webpack 4、優化公共資源包等等手段，都是為了這個服務（當然了，也不全是:>），這些手段都是對資源進行操作。當對這所有的資源進行了操作，如何合理處理這些資源，就到了瀏覽器的渲染機制，如何通過優化渲染過程，提高首屏渲染速度，是我們下一步要考慮的。

瀏覽器渲染頁面的過程，主要分為五步（略過請求部分，只討論請求到資源後瀏覽器如何處理）：

處理 HTML 標記並構建 DOM 樹。
處理 CSS 標記並構建 CSSOM 樹。
將 DOM 與 CSSOM 合併成一個渲染樹。
根據渲染樹來佈局，以計算每個節點的幾何資訊。
將各個節點繪製到螢幕上。

從上面可知，瀏覽器只要載入到 html 結構和 css，就可以渲染出頁面。

針對上面得到的結構，有3種可選方案來實現：

服務端渲染
利用 prerender-spa-plugin 做預渲染
HTML 內實現 Loading

先揭曉答案，最終我選擇了第 3 種，至於為什麼選擇，接下來挨個來看

服務端渲染

什麼是服務端渲染？來自官網的解釋是：將元件渲染為伺服器端的 HTML 字串，將它們直接傳送到瀏覽器，最後將這些靜態標記"啟用"為客戶端上完全可互動的應用程式。

伺服器端渲染(SSR)的優勢主要在於：

更好的 SEO，由於搜尋引擎爬蟲抓取工具可以直接檢視完全渲染的頁面。
更快的內容到達時間(time-to-content)，特別是對於緩慢的網路情況或執行緩慢的裝置。無需等待所有的 JavaScript 都完成下載並執行，才顯示伺服器渲染的標記，所以你的使用者將會更快速地看到完整渲染的頁面。

我之前寫過一篇文章，詳細討論了如何實現一個服務端渲染專案。

但是這樣一個看似美好的方案，同樣存在需要權衡的地方：

開發條件所限。瀏覽器特定的程式碼，只能在某些生命週期鉤子函式(lifecycle hook)中使用；一些外部擴充套件庫(external library)可能需要特殊處理，才能在伺服器渲染應用程式中執行。
涉及構建設定和部署的更多要求。與可以部署在任何靜態檔案伺服器上的完全靜態單頁面應用程式(SPA)不同，伺服器渲染應用程式，需要處於 Node.js server 執行環境。
更多的伺服器端負載。在 Node.js 中渲染完整的應用程式，顯然會比僅僅提供靜態檔案的 server 更加大量佔用 CPU 資源(CPU-intensive - CPU 密集)，因此如果你預料在高流量環境(high traffic)下使用，請準備相應的伺服器負載，並明智地採用快取策略。

同時還有一個不得不考慮的問題是，由於服務端渲染模糊了前後端的界限，需要更多的伺服器方面的知識，在專案落地時要全面考慮運維、後期專案交接等等，最後放棄這個方案~

利用 prerender-spa-plugin 做預渲染

預渲染可以達到和 SSR 類似的目的，它在編譯階段，將指定的頁面編譯成 html，當有請求時直接將 html 內容傳送給客戶端，但是他也存在問題：

它是在編譯階段完成的，只能編譯有限的頁面（例如 /, /about, /contact 等）,沒有辦法將所有內容靜態化，而且如果內容有更新，之前編譯過的頁面也不會得到更新。
頁面抖動，例如我們首次訪問的是一個動態內容 /article/id-1234 ，由於這個動態內容之前沒有編譯成 html，這個請求會落在 /index.html 上，請先會先把頁面渲染成首頁內容，當動態介面有內容後，會再次更新頁面，將頁面渲染成目標頁，這會對使用者造成困惑。

但無論怎樣，這是一個不錯的方案，VUE 官方也推薦這個方案，在實踐的過程中我也遇到了一些問題，同時也做了一些記錄，但是綜合考慮還是放棄了這個方案。

HTML 內實現 Loading

這是我們最終選擇的方案，這個方案從原理到實現都相對簡單，它藉助 html-webpack-plugin 將一段指定的 html 和 css 插入到模板中，在 js 和 api 請求未返回之前，以最快的速度給使用者一個 loading 提示，告知使用者得到了響應。

具體做法如下：

將 loading 效果的 html 拆分成 loading.html 和 loading.css，分別放在 /src/preLoad/loading.html 和 /src/preLoad/loading.css

在 webpack 的 config 檔案裡讀取這兩個檔案：

module.exports = {
  loading: {
    html: fs.readFileSync(path.join(__dirname, '../src/preLoad/loading.html')),
    css: '<style>' + fs.readFileSync(path.join(__dirname, '../src/preLoad/loading.css')) + '</style>'
  }
  // ...
}
複製程式碼

在 build 的配置檔案裡引入：

module.exports = {
  plugins: [
    new HtmlWebpackPlugin({
      loading: config.loading
      // ...
    })
    // ...
  ]
  // ...
}
複製程式碼

在模板檔案中插入變數：

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <!-- ... -->
  <%= htmlWebpackPlugin.options.loading.css %>
</head>
<body>
  <div id="app">
    <%= htmlWebpackPlugin.options.loading.html %>
  </div>
</body>
</html>
複製程式碼

通過這種方法，可以將一個動態的 loading 效果插入到頁面中。

由於 css 會阻塞渲染，所以當我們看到這個 loading 之前，儘量的少載入其他的 css 和 js，採用的方案是不提取 css，由於 vue-cli 預設的設定是提取，所以需要手動修改一下：

// vue-loader.conf.js
module.exports = {
  loaders: utils.cssLoaders({
    sourceMap: sourceMapEnabled,
    extract: false // 不提取
  }),
  // ...
}
複製程式碼

這樣 css 就會被編譯進 js 裡，通過 js 進行輸出，在 loading 效果出來之前，不會阻塞頁面。

最後還有一個問題需要解決，由於程式依賴各種第三方包，這些包都會打包到 vendor.js 中，使這個檔案特別大，甚至超過了 1M，需要對這塊進行優化，思路就是告訴 webpack 要打包不，不要將某些包打到 vendor.js裡，然後我們手動在 html 裡引入這些檔案。

由於現在第三方 CDN 提供了穩定的資源訪問，而且藉助 http/2 的多種利用特性，使的這些第三方資源載入特別快，具體做法如下：

在 webpack 的 config 定義將要從第三方引入的資源：

在 webpack 的基礎配置檔案裡定義那些包不需要打包到 vendor.js裡：

// webpack.base.conf.js
module.exports = {
  externals: {
    'vue': 'Vue',
    'vuex': 'Vuex',
    'iview': 'iview'
  }
  //...
}
複製程式碼

在 webpack 的 config 檔案裡批明第三方資源：

module.exports = {
  loading: {
    html: fs.readFileSync(path.join(__dirname, '../src/preLoad/loading.html')),
    css: '<style>' + fs.readFileSync(path.join(__dirname, '../src/preLoad/loading.css')) + '</style>'
  },
  css: [
    'https://cdn.jsdelivr.net/npm/iview@2.14.3/dist/styles/iview.css'
  ],
  js: [
    'https://cdn.jsdelivr.net/npm/vue@2.5.17/dist/vue.min.js',
    'https://cdn.jsdelivr.net/npm/vuex@3.0.1/dist/vuex.min.js',
    'https://cdn.jsdelivr.net/npm/iview@2.14.3/dist/iview.min.js'
  ]
  // ...
}
複製程式碼

和 loading 類似，在 build 的配置檔案裡引入：

module.exports = {
  plugins: [
    new HtmlWebpackPlugin({
      loading: config.loading,
      externals_js: config.js, // 引入 js
      externals_css: config.css, // 引入 css
      // ...
    })
    // ...
  ]
  // ...
}
複製程式碼

在模板檔案中插入變數：

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <!-- ... -->
  <%= htmlWebpackPlugin.options.loading.css %>
  <% for (var i in htmlWebpackPlugin.options.externals_css) { %>
  <link href="<%= htmlWebpackPlugin.options.externals_css[i] %>" rel="stylesheet">
  <% } %>
</head>
<body>
  <div id="app">
    <%= htmlWebpackPlugin.options.loading.html %>
  </div>
  

  <% for (var i in htmlWebpackPlugin.options.externals_js) { %>
  <script src="<%= htmlWebpackPlugin.options.externals_js[i] %>"></script>
  <% } %>
</body>
</html>
複製程式碼

通過這種方法，將比較大的包從 vendor.js 裡剔除，通過第三方 CDN 引入。

優化前後的資料對比

通過這幾個方面的處理，來對比一下優化前後的資料：

專案	優化前	優化後
總的資源載入量	6.7M	939K
總載入完成時間	19.05s	5.11s
首屏渲染時間	808ms	391ms
首次內容渲染	2.53s	1.62s
PageSpeed Insights 分數	13 分	83 分

由於瀏覽器訪問及測試受限於網路及服務的不穩定性，其結果是不精確的，但做為參考值可以看到他是有很大提升。

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