WEB前端性能优化-如何提高页面加载速度

WEB前端性能优化-如何提高页面加载速度
aaaaa：了解 ，aaaaa：重点，aaaaa：不懂

一、减少http请求

   1）图片合并，使用map

<img src="planets.jpg" border="0" usemap="#planetmap" alt="Planets" />

<map name="planetmap" id="planetmap">
     <area shape="rect" coords="180,139,14" href ="venus.html" alt="Venus" />
     <area shape="rect" coords="129,161,10" href ="mercur.html" alt="Mercury" />
     <area shape="rect" coords="0,0,110,260" href ="sun.html" alt="Sun" />
     <area shape="rect" coords="140,0,110,260" href ="star.html" alt="Sun" />
</map>

缺点：只能选择矩形区域

2）CSS Sprites雪碧图
3）使用字体图标，用css控制大小和颜色
4）合并脚本（js）和css文件

二、使用CDN

如果应用程序web服务器离用户更近，那么一个HTTP请求的响应时间将缩短。另一方面，如果组件web服务器离用户更近，则多个HTTP请求的响应时间将缩短。

CDN（内容发布网络）是一组分布在多个不同地理位置的Web服务器，用于更加有效地向用户发布内容。在优化性能时，向特定用户发布内容的服务器的选择基于对网络慕课拥堵的测量。例如，CDN可能选择网络阶跃数最小的服务器，或者具有最短响应时间的服务器。

CDN还可以进行数据备份、扩展存储能力，进行缓存，同时有助于缓和Web流量峰值压力。

CDN的缺点：

1、响应时间可能会受到其他网站流量的影响。CDN服务提供商在其所有客户之间共享Web服务器组。

2、如果CDN服务质量下降了，那么你的工作质量也将下降

3、无法直接控制组件服务器

三、添加Expires头

页面的初次访问者会进行很多HTTP请求，但是通过使用一个长久的Expires头，可以使这些组件被缓存，下次访问的时候，就可以减少不必要的HTPP请求，从而提高加载速度。

Web服务器通过Expires头告诉客户端可以使用一个组件的当前副本，直到指定的时间为止。例如：

Expires: Fri, 18 Mar 2016 07:41:53 GMT

Expires缺点： 它要求服务器和客户端时钟严格同步；过期日期需要经常检查

HTTP1.1中引入Cache-Control来克服Expires头的限制，使用max-age指定组件被缓存多久。

Cache-Control： max-age=12345600

若同时制定Cache-Control和Expires，则max-age将覆盖Expires头

四、压缩组件

从HTTP1.1开始，Web客户端可以通过HTTP请求中的Accept-Encoding头来表示对压缩的支持

Accept-Encoding: gzip,deflate

如果Web服务器看到请求中有这个头，就会使用客户端列出来的方法中的一种来进行压缩。Web服务器通过响应中的Content-Encoding来通知 Web客户端。

Content-Encoding: gzip

代理缓存  

当浏览器通过代理来发送请求时，情况会不一样。假设针对某个URL发送到代理的第一个请求来自于一个不支持gzip的浏览器。这是代理的第一个请求，缓存为空。代理将请求转发给服务器。此时响应是未压缩的，代理缓存同时发送给浏览器。现在，假设到达代理的请求是同一个url，来自于一个支持gzip的浏览器。代理会使用缓存中未压缩的内容进行响应，从而失去了压缩的机会。相反，如果第一个浏览器支持gzip，第二个不支持，你们代理缓存中的压缩版本将会提供给后续的浏览器，而不管它们是否支持gzip。

解决办法：在web服务器的响应中添加vary头Web服务器可以告诉代理根据一个或多个请求头来改变缓存的响应。因为压缩的决定是基于Accept-Encoding请求头的，因此需要在vary响应头中包含Accept-Encoding。

vary: Accept-Encoding
五、将样式表放在头部

首先说明一下，将样式表放在头部对于实际页面加载的时间并不能造成太大影响，但是这会减少页面首屏出现的时间，使页面内容逐步呈现，改善用户体验，防止“白屏”。

我们总是希望页面能够尽快显示内容，为用户提供可视化的回馈，这对网速慢的用户来说是很重要的。

将样式表放在文档底部会阻止浏览器中的内容逐步出现。为了避免当样式变化时重绘页面元素，浏览器会阻塞内容逐步呈现，造成“白屏”。这源自浏览器的行为：如果样式表仍在加载，构建呈现树就是一种浪费，因为所有样式表加载解析完毕之前务虚会之任何东西

六、将脚本放在底部

更样式表相同，脚本放在底部对于实际页面加载的时间并不能造成太大影响，但是这会减少页面首屏出现的时间，使页面内容逐步呈现。

js的下载和执行会阻塞Dom树的构建（严谨地说是中断了Dom树的更新），所以script标签放在首屏范围内的HTML代码段里会截断首屏的内容。

下载脚本时并行下载是被禁用的——即使使用了不同的主机名，也不会启用其他的下载。因为脚本可能修改页面内容，因此浏览器会等待；另外，也是为了保证脚本能够按照正确的顺序执行，因为后面的脚本可能与前面的脚本存在依赖关系，不按照顺序执行可能会产生错误。



七、避免CSS表达式

CSS表达式是动态设置CSS属性的一种强大并且危险的方式，它受到了IE5以及之后版本、IE8之前版本的支持。

p {
    width: expression(func(),document.body.clientWidth > 400 ? "400px" : "auto");
    height: 80px;
    border: 1px solid #f00;
}
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<p><span></span></p>
<p><span></span></p>
<p><span></span></p>
<p><span></span></p>
<p><span></span></p>
<script>
    var n = 0;
    function func() {
        n++;
        // alert();
        console.log(n);
    }
</script>
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鼠标移动了几次，函数的运行次数轻而易举的达到了几千次，危险性显而易见。

如何解决：

一次性表达式：

p {
    width: expression(func(this));
    height: 80px;
    border: 1px solid #f00;
}
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<p><span></span></p>
<p><span></span></p>
<p><span></span></p>
<p><span></span></p>
<p><span></span></p>
<script>
    var n = 0;
    function func(elem) {
        n++;
        elem.style.width = document.body.clientWidth > 400 ? '400px' : "auto";
        console.log(n);
    }
</script>
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事件处理机制

用js事件处理机制来动态改变元素的样式，使函数运行次数在可控范围之内。

八、使用外部的JavaScript和CSS

内联脚本或者样式可以减少HTTP请求，按理来说可以提高页面加载的速度。然而在实际情况中，当脚本或者样式是从外部引入的文件，浏览器就有可能缓存它们，从而在以后加载的时候能够直接使用缓存，而HTML文档的大小减小，从而提高加载速度。

影响因素：

1、每个用户产生的页面浏览量越少，内联脚本和样式的论据越强势。譬如一个用户每个月只访问你的网站一两次，那么这种情况下内联将会更好。而如果该用户能够产生很多页面浏览量，那么缓存的样式和脚本将会极大减少下载的时间，提交页面加载速度。

2、如果你的网站不同的页面之间使用的组件大致相同，那么使用外部文件可以提高这些组件的重用率。

加载后下载

有时候我们希望内联样式和脚本，但又可以为接下来的页面提供外部文件。那么我们可以在页面加载完成止呕动态加载外部组件，以便用户接下来的访问。

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1   function doOnload() {
2       setTimeout("downloadFile()",1000);
3   }
4   
5   window.onload = doOnload;
6   
7   function downloadFile() {
8       downloadCss("http://abc.com/css/a.css");
9       downloadJS("http://abc.com/js/a.js");
10  }
11  
12  function downloadCss(url) {
13      var ele = document.createElement('link');
14      ele.rel = "stylesheet";
15      ele.type = "text/css";
16      ele.href = url;
17  
18      document.body.appendChild(ele);
19  }
20  
21  function downloadJS(url) {
22      var ele = document.createElement('script');
23      ele.src = url;
24      document.body.appendChild(ele);
25  }
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在该页面中，JavaScript和CSS被加载两次（内联和外部）。要使其正常工作，必须处理双重定义。将这些组件放到一个不可见的IFrame中是一个比较好的解决方式。

九、减少DNS查找

当我们在浏览器的地址栏输入网址（譬如： www.linux178.com） ，然后回车，回车这一瞬间到看到页面到底发生了什么呢？

域名解析 --> 发起TCP的3次握手 --> 建立TCP连接后发起http请求 --> 服务器响应http请求，浏览器得到html代码 --> 浏览器解析html代码，并请求html代码中的资源（如js、css、图片等） --> 浏览器对页面进行渲染呈现给用户

域名解析是页面加载的第一步，那么域名是如何解析的呢？以Chrome为例：

1.  Chrome浏览器 会首先搜索浏览器自身的DNS缓存（缓存时间比较短，大概只有1分钟，且只能容纳1000条缓存），看自身的缓存中是否有www.linux178.com 对应的条目，而且没有过期，如果有且没有过期则解析到此结束。
注：我们怎么查看Chrome自身的缓存？可以使用 chrome://net-internals/#dns 来进行查看

2.  如果浏览器自身的缓存里面没有找到对应的条目，那么Chrome会搜索操作系统自身的DNS缓存,如果找到且没有过期则停止搜索解析到此结束.
注：怎么查看操作系统自身的DNS缓存，以Windows系统为例，可以在命令行下使用 ipconfig /displaydns 来进行查看
  
3.  如果在Windows系统的DNS缓存也没有找到，那么尝试读取hosts文件（位于C:\Windows\System32\drivers\etc），看看这里面有没有该域名对应的IP地址，如果有则解析成功。

4.  如果在hosts文件中也没有找到对应的条目，浏览器就会发起一个DNS的系统调用，就会向本地配置的首选DNS服务器（一般是电信运营商提供的，也可以使用像Google提供的DNS服务器）发起域名解析请求（通过的是UDP协议向DNS的53端口发起请求，这个请求是递归的请求，也就是运营商的DNS服务器必须得提供给我们该域名的IP地址），运营商的DNS服务器首先查找自身的缓存，找到对应的条目，且没有过期，则解析成功。如果没有找到对应的条目，则有运营商的DNS代我们的浏览器发起迭代DNS解析请求，它首先是会找根域的DNS的IP地址（这个DNS服务器都内置13台根域的DNS的IP地址），找打根域的DNS地址，就会向其发起请求（请问www.linux178.com这个域名的IP地址是多少啊？），根域发现这是一个顶级域com域的一个域名，于是就告诉运营商的DNS我不知道这个域名的IP地址，但是我知道com域的IP地址，你去找它去，于是运营商的DNS就得到了com域的IP地址，又向com域的IP地址发起了请求（请问www.linux178.com这个域名的IP地址是多少?）,com域这台服务器告诉运营商的DNS我不知道www.linux178.com这个域名的IP地址，但是我知道linux178.com这个域的DNS地址，你去找它去，于是运营商的DNS又向linux178.com这个域名的DNS地址（这个一般就是由域名注册商提供的，像万网，新网等）发起请求（请问www.linux178.com这个域名的IP地址是多少？），这个时候linux178.com域的DNS服务器一查，诶，果真在我这里，于是就把找到的结果发送给运营商的DNS服务器，这个时候运营商的DNS服务器就拿到了www.linux178.com这个域名对应的IP地址，并返回给Windows系统内核，内核又把结果返回给浏览器，终于浏览器拿到了www.linux178.com对应的IP地址，该进行一步的动作了。

注：一般情况下是不会进行以下步骤的

如果经过以上的4个步骤，还没有解析成功，那么会进行如下步骤：
5.  操作系统就会查找NetBIOS name Cache（NetBIOS名称缓存，就存在客户端电脑中的），那这个缓存有什么东西呢？凡是最近一段时间内和我成功通讯的计算机的计算机名和Ip地址，就都会存在这个缓存里面。什么情况下该步能解析成功呢？就是该名称正好是几分钟前和我成功通信过，那么这一步就可以成功解析。

6.  如果第5步也没有成功，那会查询WINS 服务器（是NETBIOS名称和IP地址对应的服务器）

7.  如果第6步也没有查询成功，那么客户端就要进行广播查找

8.  如果第7步也没有成功，那么客户端就读取LMHOSTS文件（和HOSTS文件同一个目录下，写法也一样）

如果第八步还没有解析成功，那么就宣告这次解析失败，那就无法跟目标计算机进行通信。只要这八步中有一步可以解析成功，那就可以成功和目标计算机进行通信。
DNS也是开销，通常浏览器查找一个给定域名的IP地址要花费20~120毫秒，在完成域名解析之前，浏览器不能从服务器加载到任何东西。那么如何减少域名解析时间，加快页面加载速度呢？

当客户端DNS缓存（浏览器和操作系统）缓存为空时，DNS查找的数量与要加载的Web页面中唯一主机名的数量相同，包括页面URL、脚本、样式表、图片、Flash对象等的主机名。减少主机名的 数量就可以减少DNS查找的数量。

减少唯一主机名的数量会潜在减少页面中并行下载的数量（HTTP 1.1规范建议从每个主机名并行下载两个组件，但实际上可以多个），这样减少主机名和并行下载的方案会产生矛盾，需要大家自己权衡。建议将组件放到至少两个但不多于4个主机名下，减少DNS查找的同时也允许高度并行下载。

十、精简JavaScript

精简

精简就是从代码中移除不必要的字符以减少文件大小，降低加载的时间。代码精简的时候会移除不必要的空白字符（空格，换行、制表符），这样整个文件的大小就变小了。

混淆

混淆是应用在源代码上的另外一种方式，它会移除注释和空白符，同时它还会改写代码。在混淆的时候，函数和变量名将会被转换成更短的字符串，这时代码会更加精炼同时难以阅读。通常这样做是为了增加对代码进行反向工程的难度，这也同时提高了性能。

缺点：

混淆本身比较复杂，可能会引入错误。

需要对不能改变的符号做标记，防止JavaScript符号（譬如关键字、保留字）被修改。

混淆会使代码难以阅读，这使得在产品环境中调试问题更加困难。

在以上提到了关于用gzip之类的压缩方式来压缩文件，这边说明一下，就算使用gzip等方式来压缩文件，精简代码依然是有必要的。一般来说，压缩产生的节省是高于精简的，在生产环境中，精简和压缩同时使用能够最大限度的获得更多的节省。

CSS的精简

CSS的精简带来的节省一般来说是小于JavaScript精简的，因为CSS中注释和空白相对较少。

除了移除空白、注释之外，CSS可以通过优化来获得更多的节省：

合并相同的类；

移除不使用的类；

使用缩写，譬如

复制代码
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.right {
    color: #fff;

    padding-top: 0;

    margin: 0 10px;
   
    border: 1px solid #111
}
.wrong {
    color: #ffffff;

    padding-top: 0px;

    margin-top: 0;
    margin-bottom: 0;
    margin-left: 10px;
    margin-right: 10px;


    border-color: #111;
    border-width: 1px;
    border-style: solid;
}
复制代码
复制代码
上面.right是正确的的写法，颜色使用缩写，使用0代替0px，合并可以合并的样式。另外，在精简的时候其实样式最后一行的'；'也是可以省略的。

来看看精简的例子：

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