如何提升Web前端效能？

什麼是WEB前端呢？就是使用者電腦的瀏覽器所做的一切事情。我們來看看使用者訪問網站，瀏覽器都做了哪些事情：輸入網址 –> 解析域名 -> 請求頁面 -> 解析頁面併傳送頁面中的資源請求 -> 渲染資源 -> 輸出頁面 -> 監聽使用者操作 -> 重新渲染。

透過上面的路徑可以看出瀏覽器分為請求、傳輸、渲染三部分來實現使用者的訪問，本文就從這三個部分來淺析如何提升WEB前端效能。

瀏覽器為了減少請求傳輸，實現了自己的快取機制。瀏覽器快取就是把一個已經請求過的Web資源複製一份副本儲存在瀏覽器中，當再次請求相同的URL時，先去檢視快取，如果有本地快取，瀏覽器快取機制會根據驗證機制（Etag）和過期機制(Last-Modified)進行判斷是使用快取，還是從伺服器傳輸資原始檔。具體流程如下圖所示：

如何從請求、傳輸、渲染3個方面提升Web前端效能

瀏覽器的請求有些是併發的，有些是阻塞的，比如：圖片、CSS、介面的請求是併發；JS檔案是阻塞的。請求JS的時候，瀏覽器會中斷渲染程式，等待JS檔案載入解析完畢，再重新渲染。所以要把JS檔案放在頁面的最後。

JS也可以透過兩種方式由阻塞改成並行：一種是透過建立script標籤，插入DOM中；另一種是在Script標籤中增加async屬性。

每種瀏覽器對同一域名併發的數量有限制，IE6/7是2，IE9是10，其他常見的瀏覽器是6，所以減少資源請求數量和使用多域名配置資原始檔，能大大提高網站效能。

減少資源請求數量的方法，大致有以下幾種：

1、透過打包工具，合併資源，減少資源數量。就是開發版本是很多個資原始檔，部署的時候，按類合併成幾個檔案來輸出。在實現模組管理的同時，實現統一輸出。

2、CSS中，使用css sprite減少圖片請求數量。

3、透過延遲載入技術，在使用者無感知的情況下請求資源。

4、透過伺服器配置，實現一次請求，返回多個資原始檔，如淘寶CDN那樣。

除了減少請求數量，也可以使用CDN映象，來減少網路節點，實現快速響應。使用了CDN的請求，會根據使用者所處的地理位置，找尋最近的CDN節點，如果請求是新的，則從資源伺服器複製到節點，然後再返回給客戶端。如果請求已經存在，則直接從節點返回客戶端。

透過上面我們瞭解的快取機制，如果我們部署上線的時候，是需要重新整理快取的。普通快取透過強刷就能改過來，而CDN快取則需要透過改變URL來實現。同時我們不可能要求使用者按著Ctrl來重新整理，所以透過打包工具，在部署的時候，統一更改URL是最有效的方式。而不常變更的庫檔案，比如echart、jquery，則不建議更改。

從伺服器往客戶端傳輸，可以開啟gzip壓縮來提高傳輸效率。

Gzip有從1-10的十個等級。越高壓縮的越小，但壓縮使用的伺服器硬體資源就越多。根據實踐，等級為5的時候最均衡，此時壓縮效果是100k可以壓縮成20k。

瀏覽器在載入了html後，就會一邊解析，一邊根據解析出來的結果進行資源請求，並生成DOM樹。而載入完畢的CSS，則被渲染引擎根據生成好的DOM樹，來生成渲染樹。等所有資源解析完畢計算好layout後，向瀏覽器介面繪製。隨著使用者操作，JS會修改DOM節點或樣式，重新繪製和重新排列。重新繪製指的是繪製DOM節點對應的渲染節點，重新排列是指重新計算這些節點在瀏覽器介面的位置。很顯然，重排是非常耗效能的。我們要做的是減少重排的次數。

生成DOM樹的時候，我們可以透過減少DOM節點來最佳化效能。最初都是用table佈局，節點深度和數量相當複雜，效能很差。同樣CSS作為層疊樣式表，層級也不可太深，不然遍歷的成本很高。另外CSS的expression屬性相當耗效能，能不用則不用。動畫效果能用CSS寫的就不用JS寫，渲染引擎不一樣，效能損耗也不一樣。

上面說的是解析渲染的過程，我們再接著說說使用者互動操作的過程。使用者操作就會導致重繪和重排，重排一定會引起重繪，而重繪不一定會引起重排。到底怎樣會引起重排呢？簡單的定義，DOM結構的變化，以及DOM樣式中幾何屬性的變化，就會導致重排。幾何屬性顧名思義，就是寬、高、邊框、外補丁、內補丁等俗稱盒模型的屬性。同時還有offset之類的邊距屬性。

重排是最耗能的，減少重排的方法有：

1、如果需要多次改變DOM，則先在記憶體中改變，最後一次性的插入到DOM中。

2、同上一條，如果多次改變樣式，合成一條，再插入DOM中。

3、由於position的值為absoute和fixed時候，是脫離文件流的，操作此類DOM節點，不會引起整頁重排。所以動畫元素設定position使其脫離文件流。

4、當DOM節點的display等於none的時候，是不會存在於渲染樹的，所以如果有比較複雜的操作，先使其display等於none，等待所有操作完畢後，再將display設成block，這樣就只重排兩次。

5、獲取會導致重排的屬性值時，存入變數，再次使用時就不會再次重排。獲取這些屬性會導致重排：offsetTop、offsetLeft、offsetWidth、offsetHeight、scrollTop、scrollLeft、scrollWidth、scrollHeight、clientTop、clientLeft、clientWidth、clientHeight

以上就是瀏覽器如何把資源變成肉眼所見的頁面的，除了上述根據瀏覽器流程而總結出來的效能最佳化，我們還需要看看javascript作為程式，需要的最佳化。先來看看javascript的垃圾回收機制。

Javascript的引擎會在固定的時間間隔，將不再使用的區域性變數登出掉，釋放其所佔的記憶體。而閉包的存在，將使引用一直存在，無法被釋放掉。全域性變數的生命週期直至瀏覽器解除安裝頁面才會結束。所以一般來講，記憶體溢位就是由於全域性變數的不釋放和閉包引起。為了防止記憶體溢位，我們可以做的方法有:

1、業務程式碼放在匿名立即執行函式里面，執行完畢會立即釋放掉。

2、少用全域性變數，同時用完的變數手動登出掉。

3、使用回撥來代替閉包訪問內部屬性

4、當不可避免使用閉包時，慎重的對待其中的細節。不用的時候登出掉。

5、透過瀏覽器自帶的工具profiles，來檢查記憶體活動情況。如果是波浪型的，說明正常。如果是傾斜式漸進上漲的，說明有記憶體不會被釋放，需要檢查相應的函式。

最後再說一點，函式里返回非同步取的值，經常有人這麼：

 Var getList = function(){ $.ajax().then(function(data){
   Return data;
}) };
Var users = getList();

毫無疑問，由於函式內的返回是非同步的，所以返回只能是undefined，而不是想要的data。於是為了實現返回data，就把ajax的async屬性設定成了false，由非同步改為同步，來獲取到data。然而最大的問題來了，同步是會中斷渲染程式的，也就是請求返回的等待中，整個頁面是卡死的，使用者操作也不會有響應。這個問題真正的解決方案是返回promise物件，而不是把非同步改成同步。