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Web前端性能优化自查清单
前言
一份简洁、纯粹的Web前端性能优化清单。每个优化点都包含有概念、实操和参考资料。面试、实战两相宜。
这是一个大工程。在正式开始之前，先统一下语言，澄清每一部分的目的和要求，防止跑偏。

概念：把官话翻译成能看懂、能记住的人话，原则上易读性 > 专业性

实操：自己操作一遍，不做云玩家；记录核心实现，方便CV

参考资料：信息来源选用一手资料，以便保证信息的完整性、准确性和时效性。除非看一手的理解不了……

一、网络层面

DNS预解析
概念
DNS-prefetch 是一种 DNS 预解析技术。它会在请求跨域资源之前，预先解析并进行DNS缓存，以减少真正请求时DNS解析导致的请求延迟。对于打开包含有许多第三方连接的网站，效果明显。
实操
添加ref属性为“dns-prefetch”的link标签。一般放在在html的head中。

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href的值就是要预解析的域名，对应后面要加载的资源或用户有可能打开链接的域名。
备注
同理，也有“ TCP/IP预连接”，叫preconnect。参考资料中有完整的描述。
应用浏览器缓存
概念
浏览器缓存是浏览器存放在本地磁盘或者内存中的请求结果的备份。当有相同请求进来时，直接响应本地备份，而无需每次都从原始服务器获取。这样不仅提升了客户端的响应效率，同时还能缓解服务器的访问压力。
其间，约定何时、如何使用缓存的规则，被称为缓存策略。分为强缓存和协商缓存。
整个缓存执行的过程大致如下：
①. 请求发起，浏览器判断本地缓存，如果有且未到期，则命中强缓存。浏览器响应本地备份，状态码为200。控制台Network中size那一项显示disk cache;
②. 如果没有缓存或者缓存已过期，则请求原始服务器询问文件是否有变化。服务器根据请求头中的相关字段，判断目标文件新鲜度；
③. 如果目标文件没变更，则命中协商缓存，服务器设置新的过期时间，浏览器响应本地备份，状态码为304；
④. 如果目标文件有变化，则服务器响应新文件，状态码为200。浏览器更新本地备份。
上述过程有几个关键点

如何判断缓存是否过期？
浏览器读取缓存的请求结果中响应头的Expires 和Cache-Control，与当前时间进行比较。
其中，Expires是HTTP 1.0的字段，值是一个是绝对时间。
Expires: Tue, 18 Jan 2022 09:53:23 GMT
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比较绝对时间，有一个弊端，它依赖计算机时钟被正确设置。
为了解决这个问题，HTTP1.1 新增了Cache-Control字段，它的值是一个是相对时间。
Cache-Control: max-age=60 //单位是秒
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如何判断文件是否变化？
首先可以通过比较最后修改时间。
// 缓存结果的响应头
Last-Modified: Mon, 10 Jan 2022 09:06:14 GMT
// 新请求的请求头
If-Modified-Since: Mon, 10 Jan 2022 09:06:14 GMT
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浏览器取出缓存结果中Last-Modified的值，通过If-Modified-Since上送到服务端。与服务器中目标文件的最后修改时间做比较。
再者可以通过比较 Etag。

Etag实体标签是附加到文档上的任意标签(引用字符串)。它们可能包含了文档的序列号或版本名，或者是文档内容的校验和及其他指纹信息。当发布者对文档进行修改时，会修改文档的实体标签来说明这是个新的版本。

从响应头的ETag取值，通过请求头的If-None-Match上送，与服务器目标文件的Etag标签比对。
// 缓存的响应头
ETag: "61dbf706-142"
// 上送的请求头
If-None-Match: "61dbf706-142"
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和上面一样，新增的字段也是为了解决前一种方案的某些缺陷：

有些文档可能会被周期性地重写(比如，从一个后台进程中写入)，但实际包含的数据常常是一样的。尽管内容没有变化，但修改日期会发生变化。
有些文档可能被修改了，但所做修改并不重要，不需要让世界范围内的缓存都重装数据(比如对拼写或注释的修改)。
有些服务器无法准确地判定其页面的最后修改日期。
有些服务器提供的文档会在亚秒间隙发生变化(比如，实时监视器)，对这些服务器来说，以一秒为粒度的修改日期可能就不够用了。

如果两个版本的字段同时存在，怎么办？
出于浏览器兼容方面的考虑，一般两组字段会被同时使用。他们没有优先级一说，取并集。
同时出现时，只有当两个条件都满足，才会命中相应缓存。

实操
缓存是web服务器和浏览器的核心能力，主流的web服务框架 nginx、koa-static等都内置有上述缓存策略的实现。开箱即用，无需额外编程或配置。
以Nginx举例。强缓存的配置字段是expires，它接受一个数字，单位是秒。
server {

listen       8080;
location / {
    root   /Users/zhp/demo/cache-koa/static;
    index index.html;
# 注意try_files会导致缓存配置不生效
    # try_files $uri $uri/ /index.html;
    expires     60;
}

}
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实际工作中确实配置一下就好了，但这体现不出什么知识点。为了加深印象，我这用koa简陋的模拟了一下，算是对上面那些知识点的验证。
下面是一个极简的静态资源服务，不带缓存的。
app.use(async (ctx) => {
// 1.根据访问路径读取指定文件
const content = fs.readFileSync(./static${ctx.path}, "utf-8");
// 2.设置响应

ctx.body = content;

});
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这种情况，无论访问多少次都是不进缓存的。
现在，在响应头加上强缓存所需的Exprise和Cache-Control字段
app.use(async (ctx) => {
// 1.根据访问路径读取指定文件
const content = fs.readFileSync(./static${ctx.path}, "utf-8");
// 2.设置缓存
ctx.response.set("Cache-Control", "max-age=60");
ctx.response.set('Exprise', new Date(new Date().getTime()+60*1000));

// 3.设置响应
ctx.body = content;

});
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查看Network，响应头会多出下面两个字段，且间隔60秒内的请求会走缓存，符合预期。
Expires: Tue, 18 Jan 2022 10:05:09 GMT
Cache-Control: max-age=60
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备注
抱着引用一手权威资料的想法，扒了《HTTP权威指南》，但读感着实差强人意。新手建议《图解HTTP》起手，要友好很多。
参考资料

《HTTP权威指南》
HTTP 缓存机制
Nginx中文文档

静态资源CDN
概念

CDN的全称是Content Delivery Network，即内容分发网络。CDN是构建在现有网络基础之上的智能虚拟网络，依靠部署在各地的边缘服务器，通过中心平台的负载均衡、内容分发、调度等功能模块，使用户就近获取所需内容，降低网络拥塞，提高用户访问响应速度和命中率。

核心功效总结起来就两点：
①. 通过负载均衡技术，为用户的请求选择最佳的服务节点；
②. 通过内容缓存服务，提高用户访问响应速度。
实操
普通玩家：选择一个CDN服务商，看它提供的使用文档。通过配置域名和源站，代理到自己的静态资源服务器。
高级玩家：自建CDN服务器，balabal……
参考资料

阿里云CDN快速入门

开启Gzip
概念

gzip是GNUzip的缩写，最早用于UNIX系统的文件压缩。HTTP协议上的gzip编码是一种用来改进web应用程序性能的技术，web服务器和客户端（浏览器）必须共同支持gzip。gzip压缩比率在3到10倍左右，可以大大节省服务器的网络带宽。

实操
实际操作过程中分为动态压缩和静态压缩。

动态压缩。指当收到请求后，服务器实时压缩然后输出数据流。服务器存放的是css/js文件。
Nginx的httpGzip模块，支持该功能。主要配置如下：

开启或者关闭gzip模块

gzip on;

设置允许压缩的页面最小字节数。建议设置成大于1k的字节数，小于1k可能会越压越大。

gzip_min_length 1024;

匹配MIME类型进行压缩，（无论是否指定）"text/html"类型总是会被压缩的。

gzip_types text/plain application/x-javascript text/css text/html application/xml;
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静态压缩。服务器一开始存放的就是已经压缩好的文件，当接受请求后直接响应压缩资源，而不是收到请求后才压缩。
使用Webpack + Nginx的实现：
①. 安装并应用compression-webpack-plugin压缩插件
// ## 安装 ##
// 注意高版本会报错 Cannot read property 'tapPromise' of undefined
npm i --save-dev [email protected]

// ## webpack配置 ##
// vue.config.js
const CompressionPlugin = require("compression-webpack-plugin");

module.exports = {

 configureWebpack:{
   plugins: [
     new CompressionPlugin()
   ]
 }

}
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②. 执行构建npm run build
打包完成后，在dist目录下会多出.gz结尾的压缩文件
③. Nginx配置开启gzip_static
http{

gzip_static on;
server {
    listen       8082;
    location / {
        root   /Users/zhp/demo/demo-externals/dist;
    }
}

}
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结果验证
在Response Header中看到有Content-Encoding: gzip，说明服务器配置生效；
在Network的Size列看数据比服务器上源文件要小，说明浏览器支持，Gzip生效。

备注
gzip_static的优先级高于gzip。当gzip和gzip_static都开启时，nginx会优先匹配.gz文件，然后才走动态压缩。
参考资料：

你真的了解 gzip 吗？
www.npmjs.com/package/com…

使用高版本的HTTP协议
概念
从1.0到1.1再到如今的2.0，HTTP协议在持续迭代中，变的更快更强。
其间的变更内容多且硬核，这里出于解释高版本优势的目的，简单的列举一二，HTTP/1.1的持久连接和管道化技术、2.0的多路复用和首部压缩。

持久连接

HTTP 协议的初始版本中，每进行一次 HTTP 通信就要断开一次 TCP连接。为了减少了TCP 连接的重复建立和断开所造成的额外开销。 HTTP/1.1 和一部分的 HTTP/1.0 想出了持久连接（HTTP Persistent Connections，也称为 HTTP keep-alive 或HTTP connection reuse）的方法。持久连接的特点是，只要任意一端没有明确提出断开连接，则保持 TCP 连接状态。

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开启或者关闭gzip模块

设置允许压缩的页面最小字节数。建议设置成大于1k的字节数，小于1k可能会越压越大。

匹配MIME类型进行压缩，（无论是否指定）"text/html"类型总是会被压缩的。

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