web前端优化(基于yslow)

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   yahoo! 的 Exceptional Performance team 在 Web 前端方面作出了卓越的贡献。广为人知的优化规则也由 13 条到 14 条，再到 20 条，乃至现在的 34 条--真是与时俱进啊。

Excetional Performance团队总结出了一系列可以提高网站速度的方法。可以分为7大类34条。包括内容、服务器、cookie、CSS、JavaScript、图片、移动应用等七部分。

一、网站前端性能优化之：——网页内容篇

尽量减少HTTP请求、减少DNS查找、避免跳转、缓存Ajxa、推迟加载、提前加载、减少DOM元素数量、用域名划分页面内容、减小iframe的大小、避免404错误。

1、尽量减少HTTP请求次数

终端用户响应的时间中，有80%用于下载各项内容。这部分时间包括下载页面中的图像、样式表、脚本、Flash等。通过减少页面中的元素可以减少HTTP请求的次数。这是提高网页速度的关键步骤。

减少页面组件的方法其实就是简化页面设计。那么有没有一种方法既能保持页面内容的丰富性又能达到加快响应时间的目的呢？这里有几条减少HTTP请求次数同时又可能保持页面内容丰富的技术。

合并文件：是通过把所有的脚本放到一个文件中来减少HTTP请求的方法，如可以简单地把所有的CSS文件都放入一个样式表中。当脚本或者样式表在不同页面中使用时需要做不同的修改，这可能会相对麻烦点，但即便如此也要把这个方法作为改善页面性能的重要一步。

CSS Sprites：是减少图像请求的有效方法。把所有的背景图像都放到一个图片文件中，然后通过CSS的background-image和background-position属性来显示图片的不同部分；

图片地图：是 把多张图片整合到一张图片中。虽然文件的总体大小不会改变，但是可以减少HTTP请求次数。图片地图只有在图片的所有组成部分在页面中是紧挨在一起的时候 才能使用，如导航栏。确定图片的坐标和可能会比较繁琐且容易出错，同时使用图片地图导航也不具有可读性，因此不推荐这种方法；

内联图像：是使用data:URL scheme的方法把图像数据加载页面中。这可能会增加页面的大小。把内联图像放到样式表（可缓存）中可以减少HTTP请求同时又避免增加页面文件的大小。但是内联图像现在还没有得到主流浏览器的支持。

减少页面的HTTP请求次数是你首先要做的一步。这是改进首次访问用户等待时间的最重要的方法。如同Tenni Theurer的他的博客Browser Cahe Usage-Exposed!中所说，HTTP请求在无缓存情况下占去了40%到60%的响应时间。让那些初次访问你网站的人获得更加快速的体验吧！

2、减少DNS查找次数

域名系统（DNS）提供了域名和IP的对应关系，就像电话本中人名和他们的电话号码的关系一样。当你在浏览器地址栏中输入www.net-web.cn 时，DNS解析服务器就会返回这个域名对应的IP地址。DNS解析的过程同样也是需要时间的。一般情况下返回给定域名对应的IP地址会花费20到120毫秒的时间。而且在这个过程中浏览器什么都不会做直到DNS查找完毕。

缓存DNS查找可以改善页面性能。这种缓存需要一个特定的缓存服务器，这种服务器一般属于用户的ISP提供商或者本地局域网控制，但是它同样会在用户使用 的计算机上产生缓存。DNS信息会保留在操作系统的DNS缓存中（微软Windows系统中DNS Client Service）。大多数浏览器有独立于操作系统以外的自己的缓存。由于浏览器有自己的缓存记录，因此在一次请求中它不会受到操作系统的影响。

Internet Explorer默认情况下对DNS查找记录的缓存时间为30分钟，它在注册表中的键值为DnsCacheTimeout。Firefox对DNS的查找 记录缓存时间为1分钟，它在配置文件中的选项为network.dnsCacheExpiration（Fasterfox把这个选项改为了1小时）。

当客户端中的DNS缓存都为空时（浏览器和操作系统都为空），DNS查找的次数和页面中主机名的数量相同。这其中包括页面中URL、图片、脚本文件、样式表、Flash对象等包含的主机名。减少主机名的数量可以减少DNS查找次数。

减少主机名的数量还可以减少页面中并行下载的数量。减少DNS查找次数可以节省响应时间，但是减少并行下载却会增加响应时间。我的指导原则是把这些页面中 的内容分割成至少两部分但不超过四部分。这种结果就是在减少DNS查找次数和保持较高程度并行下载两者之间的权衡了。

3、避免跳转

跳转是使用301和302代码实现的。下面是一个响应代码为301的HTTP头：

HTTP/1.1 301 Moved Permanently

Location: http://example.com/newuri

Content-Type: text/html

浏览器会把用户指向到Location中指定的URL。头文件中的所有信息在一次跳转中都是必需的，内容部分可以为空。不管他们的名称，301和302响 应都不会被缓存除非增加一个额外的头选项，如Expires或者Cache-Control来指定它缓存。<meat />元素的刷新标签和JavaScript也可以实现URL的跳转，但是如果你必须要跳转的时候，最好的方法就是使用标准的3XXHTTP状态代 码，这主要是为了确保“后退”按钮可以正确地使用。

但是要记住跳转会降低用户体验。在用户和HTML文档中间增加一个跳转，会拖延页面中所有元素的显示，因为在HTML文件被加载前任何文件（图像、Flash等）都不会被下载。

有一种经常被网页开发者忽略却往往十分浪费响应时间的跳转现象。这种现象发生在当URL本该有斜杠（/）却被忽略掉时。例如，当我们要访问http: //astrology.yahoo.com/astrology 时，实际上返回的是一个包含301代码的跳转，它指向的是http://astrology.yahoo.com/astrology/ （注意末尾的斜杠）。在Apache服务器中可以使用Alias 或者 mod_rewrite或者the DirectorySlash来避免。

连接新网站和旧网站是跳转功能经常被用到的另一种情况。这种情况下往往要连接网站的不同内容然后根据用户的不同类型（如浏览器类型、用户账号所属类型）来 进行跳转。使用跳转来实现两个网站的切换十分简单，需要的代码量也不多。尽管使用这种方法对于开发者来说可以降低复杂程度，但是它同样降低用户体验。一个 可替代方法就是如果两者在同一台服务器上时使用Alias和mod_rewrite和实现。如果是因为域名的不同而采用跳转，那么可以通过使用Alias 或者mod_rewirte建立CNAME（保存一个域名和另外一个域名之间关系的DNS记录）来替代。

4、可缓存的AJAX

Ajax经常被提及的一个好处就是由于其从后台服务器传输信息的异步性而为用户带来的反馈的即时性。但是，使用Ajax并不能保证用户不会在等待异步的 JavaScript和XML响应上花费时间。在很多应用中，用户是否需要等待响应取决于Ajax如何来使用。例如，在一个基于Web的Email客户端 中，用户必须等待Ajax返回符合他们条件的邮件查询结果。记住一点，“异步”并不异味着“即时”，这很重要。

为了提高性能，优化Ajax响应是很重要的。提高Ajxa性能的措施中最重要的方法就是使响应具有可缓存性，具体的讨论可以查看Add an Expires or a Cache-Control Header。

其它的几条规则也同样适用于Ajax：

Gizp压缩文件

减少DNS查找次数

精简JavaScript

避免跳转

配置ETags

让我们来看一个例子：一个Web2.0的Email客户端会使用Ajax来自动完成对用户地址薄的下载。如果用户在上次使用过Email web应用程序后没有对地址薄作任何的修改，而且Ajax响应通过Expire或者Cacke-Control头来实现缓存，那么就可以直接从上一次的缓 存中读取地址薄了。必须告知浏览器是使用缓存中的地址薄还是发送一个新的请求。这可以通过为读取地址薄的Ajax URL增加一个含有上次编辑时间的时间戳来实现，例如，&t=11900241612等。如果地址薄在上次下载后没有被编辑过，时间戳就不变，则 从浏览器的缓存中加载从而减少了一次HTTP请求过程。如果用户修改过地址薄，时间戳就会用来确定新的URL和缓存响应并不匹配，浏览器就会重要请求更新 地址薄。

即使你的Ajxa响应是动态生成的，哪怕它只适用于一个用户，那么它也应该被缓存起来。这样做可以使你的Web2.0应用程序更加快捷。

5、推迟加载内容

你可以仔细看一下你的网页，问问自己“哪些内容是页面呈现时所必需首先加载的？哪些内容和结构可以稍后再加载？

把整个过程按照onload事件分隔成两部分，JavaScript是一个理想的选择。例如，如果你有用于实现拖放和动画的JavaScript，那么它 就以等待稍后加载，因为页面上的拖放元素是在初始化呈现之后才发生的。其它的例如隐藏部分的内容（用户操作之后才显现的内容）和处于折叠部分的图像也可以推迟加载。

工具可以节省你的工作量：YUI Image Loader可以帮你推迟加载折叠部分的图片，YUI Get utility是包含JS和 CSS的便捷方法。比如你可以打开Firebug的Net选项卡看一下Yahoo的首页。

当性能目标和其它网站开发实践一致时就会相得益彰。这种情况下，通过程序提高网站性能的方法告诉我们，在支持JavaScript的情况下，可以先去除用 户体验，不过这要保证你的网站在没有JavaScript也可以正常运行。在确定页面运行正常后，再加载脚本来实现如拖放和动画等更加花哨的效果。

6、预加载

预加载和后加载看起来似乎恰恰相反，但实际上预加载是为了实现另外一种目标。预加载是在浏览器空闲时请求将来可能会用到的页面内容（如图像、样式表和脚 本）。使用这种方法，当用户要访问下一个页面时，页面中的内容大部分已经加载到缓存中了，因此可以大大改善访问速度。

下面提供了几种预加载方法：

无条件加载：触发onload事件时，直接加载额外的页面内容。以Google.com为例，你可以看一下它的spirit image图像是怎样在onload中加载的。这个spirit image图像在google.com主页中是不需要的，但是却可以在搜索结果页面中用到它。

有条件加载：根据用户的操作来有根据地判断用户下面可能去往的页面并相应的预加载页面内容。在search.yahoo.com中你可以看到如何在你输入内容时加载额外的页面内容。

有预期的加载：载入重新设计过的页面时使用预加载。这种情况经常出现在页面经过重新设计后用户抱怨“新的页面看起来很酷，但是却比以前慢”。问题可能出在用户对于你的旧站 点建立了完整的缓存，而对于新站点却没有任何缓存内容。因此你可以在访问新站之前就加载一部内容来避免这种结果的出现。在你的旧站中利用浏览器的空余时间 加载新站中用到的图像的和脚本来提高访问速度。

7、减少DOM元素数量

一个复杂的页面意味着需要下载更多数据，同时也意味着JavaScript遍历DOM的效率越慢。比如当你增加一个事件句柄时在500和5000个DOM元素中循环效果肯定是不一样的。

大量的DOM元素的存在意味着页面中有可以不用移除内容只需要替换元素标签就可以精简的部分。你在页面布局中使用表格了吗？你有没有仅仅为了布局而引入更多的<div>元素呢？也许会存在一个适合或者在语意是更贴切的标签可以供你使用。

YUI CSS utilities可以给你的布局带来巨大帮助：grids.css可以帮你实现整体布局，font.css和reset.css可以帮助你移除浏览器默 认格式。它提供了一个重新审视你页面中标签的机会，比如只有在语意上有意义时才使用<div>，而不是因为它具有换行效果才使用它。

DOM元素数量很容易计算出来，只需要在Firebug的控制台内输入：

document.getElementsByTagName('*').length

那么多少个DOM元素算是多呢？这可以对照有很好标记使用的类似页面。比如Yahoo!主页是一个内容非常多的页面，但是它只使用了700个元素（HTML标签）。

8、根据域名划分页面内容

把页面内容划分成若干部分可以使你最大限度地实现平行下载。由于DNS查找带来的影响你首先要确保你使用的域名数量在2个到4个之间。例如，你可以把用到 的HTML内容和动态内容放在www.example.org上，而把页面各种组件（图片、脚本、CSS)分别存放在 statics1.example.org和statics.example.org上。

你可在Tenni Theurer和Patty Chi合写的文章Maximizing Parallel Downloads in the Carpool Lane找到更多相关信息。

9、使iframe的数量最小

ifrmae元素可以在父文档中插入一个新的HTML文档。了解iframe的工作理然后才能更加有效地使用它，这一点很重要。

<iframe>优点：解决加载缓慢的第三方内容如图标和广告等的加载问题Security sandbox并行加载脚本

<iframe>的缺点：即时内容为空，加载也需要时间会阻止页面加载没有语意

10、不要出现404错误

HTTP请求时间消耗是很大的，因此使用HTTP请求来获得一个没有用处的响应（例如404没有找到页面）是完全没有必要的，它只会降低用户体验而不会有一点好处。

有些站点把404错误响应页面改为“你是不是要找***”，这虽然改进了用户体验但是同样也会浪费服务器资源（如数据库等）。最糟糕的情况是指向外部 JavaScript的链接出现问题并返回404代码。首先，这种加载会破坏并行加载；其次浏览器会把试图在返回的404响应内容中找到可能有用的部分当 作JavaScript代码来执行。

二、网站前端性能优化之：——服务器Server篇

使用内容分发网络、为文件头指定Expires或Cache-Control、Gzip压缩文件内容、配置ETag、尽早刷新输出缓冲、使用GET来完成AJAX请求

11、使用内容分发网络

用户与你网站服务器的接近程度会影响响应时间的长短。把你的网站内容分散到多个、处于不同地域位置的服务器上可以加快下载速度。但是首先我们应该做些什么呢？

按地域布置网站内容的第一步并不是要尝试重新架构你的网站让他们在分发服务器上正常运行。根据应用的需求来改变网站结构，这可能会包括一些比较复杂的任 务，如在服务器间同步Session状态和合并数据库更新等。要想缩短用户和内容服务器的距离，这些架构步骤可能是不可避免的。

要记住，在终端用户的响应时间中有80%到90%的响应时间用于下载图像、样式表、脚本、Flash等页面内容。这就是网站性能黄金守则。和重新设计你的 应用程序架构这样比较困难的任务相比，首先来分布静态内容会更好一点。这不仅会缩短响应时间，而且对于内容分发网络来说它更容易实现。

内容分发网络（Content Delivery Network，CDN）是由一系列分散到各个不同地理位置上的Web服务器组成的，它提高了网站内容的传输速度。用于向用户传输内容的服务器主要是根据 和用户在网络上的靠近程度来指定的。例如，拥有最少网络跳数（network hops）和响应速度最快的服务器会被选定。

一些大型的网络公司拥有自己的CDN，但是使用像Akamai Technologies，Mirror Image Internet， 或者Limelight Networks这 样的CDN服务成本却非常高。对于刚刚起步的企业和个人网站来说，可能没有使用CDN的成本预算，但是随着目标用户群的不断扩大和更加全球化，CDN就是 实现快速响应所必需的了。以Yahoo来说，他们转移到CDN上的网站程序静态内容节省了终端用户20%以上的响应时间。使用CDN是一个只需要相对简单 地修改代码实现显著改善网站访问速度的方法。 

12、为文件头指定Expires或Cache-Control 

这条守则包括两方面的内容：

对于静态内容：设置文件头过期时间Expires的值为“Never expire”（永不过期）

对于动态内容：使用恰当的Cache-Control文件头来帮助浏览器进行有条件的请求

网页内容设计现在越来越丰富，这就意味着页面中要包含更多的脚本、样式表、图片和Flash。第一次访问你页面的用户就意味着进行多次的HTTP请求，但 是通过使用Expires文件头就可以使这样内容具有缓存性。它避免了接下来的页面访问中不必要的HTTP请求。Expires文件头经常用于图像文件， 但是应该在所有的内容都使用他，包括脚本、样式表和Flash等。

浏览器（和代理）使用缓存来减少HTTP请求的大小和次数以加快页面访问速度。

Web服务器在HTTP响应中使用Expires文件头来告诉客户端内容需 要缓存多长时间。

下面这个例子是一个较长时间的Expires文件头，它告诉浏览器这个响应直到2010年4月15日才过期。

Expires: Thu, 15 Apr 2010 20:00:00 GMT 

如果你使用的是Apache服务器，可以使用ExpiresDefault来设定相对当前日期的过期时间。

下面这个例子是使用ExpiresDefault来设定请求时间后10年过期的文件头：

ExpiresDefault "access plus 10 years" 

要切记，如果使用了Expires文件头，当页面内容改变时就必须改变内容的文件名。

依Yahoo!来说我们经常使用这样的步骤：在内容的文件名中加上版本号，如yahoo_2.0.6.js。

使用Expires文件头只有会在用户已经访问过你的网站后才会起作用。当用户首次访问你的网站时这对减少HTTP请求次数来说是无效的，因为浏览器的缓 存是空的。因此这种方法对于你网站性能的改进情况要依据他们“预缓存”存在时对你页面的点击频率（“预缓存”中已经包含了页面中的所有内容）。Yahoo!建立了一套测量方法，我们发现所有的页面浏览量中有75~85%都有“预缓存”。通过使用Expires文件头，增加了缓存在浏览器中内容的数量，并且可以在用户接下来的请求中再次使用这些内容，这甚至都不需要通过用户发送一个字节的请求。 

13、Gzip压缩文件内容

网络传输中的HTTP请求和应答时间可以通过前端机制得到显著改善。的确，终端用户的带宽、互联网提供者、与对等交换点的靠近程度等都不是网站开发者所能决定的。但是还有其他因素影响着响应时间。通过减小HTTP响应的大小可以节省HTTP响应时间。

从HTTP/1.1开始，web客户端都默认支持HTTP请求中有Accept-Encoding文件头的压缩格式：   

Accept-Encoding: gzip, deflate 

如果web服务器在请求的文件头中检测到上面的代码，就会以客户端列出的方式压缩响应内容。Web服务器把压缩方式通过响应文件头中的Content-Encoding来返回给浏览器。

Content-Encoding: gzip 

Gzip是目前最流行也是最有效的压缩方式。这是由GNU项目开发并通过RFC 1952来标准化的。另外仅有的一个压缩格式是deflate，但是它的使用范围有限效果也稍稍逊色。

Gzip大概可以减少70%的响应规模。目前大约有90%通过浏览器传输的互联网交换支持gzip格式。如果你使用的是Apache，gzip模块配置和你的版本有关：Apache 1.3使用mod_zip，而Apache 2.x使用moflate。

浏览器和代理都会存在这样的问题：浏览器期望收到的和实际接收到的内容会存在不匹配的现象。幸好，这种特殊情况随着旧式浏览器使用量的减少在减少。Apache模块会通过自动添加适当的Vary响应文件头来避免这种状况的出现。

服务器根据文件类型来选择需要进行gzip压缩的文件，但是这过于限制了可压缩的文件。大多数web服务器会压缩HTML文档。对脚本和样式表进行压缩同 样也是值得做的事情，但是很多web服务器都没有这个功能。实际上，压缩任何一个文本类型的响应，包括XML和JSON，都值得的。图像和PDF文件由于 已经压缩过了所以不能再进行gzip压缩。如果试图gizp压缩这些文件的话不但会浪费CPU资源还会增加文件的大小。 

Gzip压缩所有可能的文件类型是减少文件体积增加用户体验的简单方法。 

14、配置ETag 

Entity tags（ETags）（实体标签）是web服务器和浏览器用于判断浏览器缓存中的内容和服务器中的原始内容是否匹配的一种机制（“实体”就是所说的“内 容”，包括图片、脚本、样式表等）。增加ETag为实体的验证提供了一个比使用“last-modified date（上次编辑时间）”更加灵活的机制。Etag是一个识别内容版本号的唯一字符串。唯一的格式限制就是它必须包含在双引号内。原始服务器通过含有 ETag文件头的响应指定页面内容的ETag。 

HTTP/1.1 200 OK

Last-Modified: Tue, 12 Dec 2006 03:03:59 GMT

ETag: "10c24bc-4ab-457e1c1f"

Content-Length: 12195

稍后，如果浏览器要验证一个文件，它会使用If-None-Match文件头来把ETag传回给原始服务器。

在这个例子中，如果ETag匹配，就会返回一 个304状态码，这就节省了12195字节的响应。

GET /i/yahoo.gif HTTP/1.1

Host: us.yimg.com

If-Modified-Since: Tue, 12 Dec 2006 03:03:59 GMT

If-None-Match: "10c24bc-4ab-457e1c1f"

HTTP/1.1 304 Not Modified

ETag的问题在于，它是根据可以辨别网站所在的服务器的具有唯一性的属性来生成的。当浏览器从一台服务器上获得页面内容后到另外一台服务器上进行验证时 ETag就会不匹配，这种情况对于使用服务器组和处理请求的网站来说是非常常见的。默认情况下，Apache和IIS都会把数据嵌入ETag中，这会显著 减少多服务器间的文件验证冲突。

Apache 1.3和2.x中的ETag格式为inode-size-timestamp。即使某个文件在不同的服务器上会处于相同的目录下，文件大小、权限、时间戳等都完全相同，但是在不同服务器上他们的内码也是不同的。 

IIS 5.0和IIS 6.0处理ETag的机制相似。IIS中的ETag格式为Filetimestamp:ChangeNumber。用ChangeNumber来跟踪 IIS配置的改变。网站所用的不同IIS服务器间ChangeNumber也不相同。 不同的服务器上的Apache和IIS即使对于完全相同的内容产生的ETag在也不相同，用户并不会接收到一个小而快的304响应；相反他们会接收一个正 常的200响应并下载全部内容。如果你的网站只放在一台服务器上，就不会存在这个问题。但是如果你的网站是架设在多个服务器上，并且使用Apache和 IIS产生默认的ETag配置，你的用户获得页面就会相对慢一点，服务器会传输更多的内容，占用更多的带宽，代理也不会有效地缓存你的网站内容。即使你的 内容拥有Expires文件头，无论用户什么时候点击“刷新”或者“重载”按钮都会发送相应的GET请求。

如果你没有使用ETag提供的灵活的验证模式，那么干脆把所有的ETag都去掉会更好。Last-Modified文件头验证是基于内容的时间戳的。去掉ETag文件头会减少响应和下次请求中文件的大小。微软的这篇支持文稿讲述了如何去掉ETag。在Apache中，只需要在配置文件中简单添加下面一行代码就可以了：

FileETag none 

15、尽早刷新输出缓冲

当用户请求一个页面时，无论如何都会花费200到500毫秒用于后台组织HTML文件。在这期间，浏览器会一直空闲等待数据返回。在PHP中，你可以使用 flush()方法，它允许你把已经编译的好的部分HTML响应文件先发送给浏览器，这时浏览器就会可以下载文件中的内容（脚本等）而后台同时处理剩余的 HTML页面。这样做的效果会在后台烦恼或者前台较空闲时更加明显。

输出缓冲应用最好的一个地方就是紧跟在<head />之后，因为HTML的头部分容易生成而且头部往往包含CSS和JavaScript文件，这样浏览器就可以在后台编译剩余HTML的同时并行下载它们。

例子： 

... <!-- css, js -->

</head>

<?php flush(); ?>

<body>

... <!-- content -->

为了证明使用这项技术的好处，，Yahoo!搜索率先研究并完成了用户测试。 

16、使用GET来完成AJAX请求

Yahoo!Mail团 队发现，当使用XMLHttpRequest时，浏览器中的POST方法是一个“两步走”的过程：首先发送文件头，然后才发送数据。因此使用GET最为恰 当，因为它只需发送一个TCP包（除非你有很多cookie）。IE中URL的最大长度为2K，因此如果你要发送一个超过2K的数据时就不能使用GET 了。

一个有趣的不同就是POST并不像GET那样实际发送数据。根据HTTP规范，GET意味着“获取”数据，因此当你仅仅获取数据时使用GET更加有意义（从语意上讲也是如此），相反，发送并在服务端保存数据时使用POST。