一、前言
随着近几年的前端技术的高速发展,越来越多的团队使用React、Vue等SPA框架作为其主要的技术栈。以React应用为例,从性能角度,其重要的指标可能就是首屏渲染所花费的时间了。那么今天,我们要给大家分享一个把优化做到极致的故事。我们的目的是让H5页面也能够拥有Native般的体验。
二、企鹅辅导课程详情页是什么
课程详情页是腾讯旗下企鹅辅导APP中最重要的页面之一,也就是流量最大的页面之一,多以它的打开速度至关重要。
这是一个用React
编写的H5页面,运行于多端,包括:企鹅辅导APP
、手机QQ
、手机浏览器
。
三、架构演变
1. 纯异步渲染
我们知道当前主流的 SPA 的应用的默认渲染方式都是这样的:
在这种情况下,从加载页面到用户看到页面(首屏渲染所花费的时间)就是上图中灰色边框区域所包括的时间。
这是最慢的一种方式,就算 CGI够快,最少要花费 1S 到 2S 左右的时间了。
接着我们简单优化下:
+ 把静态资源缓存起来,这样下次用户打开的时候就不用从网络请求了。
+ 第 ④ 步拉取 CGI 这个动作是否可以提前呢?我们可以在请求 HTML 之后,先通过一段 JS 脚本去请求 CGI 数据,后面第 ④ 步的时候,就可以直接拿到数据了,这就是 CGI 预加载。
怎么做到呢?我们的方案是统一封装 Request 请求工具,在用 Webpack 打包的时候,会往页面顶部注入一段 预加载 CGI 的 JS 代码,维护一个CGI 与 DATA 对应 MAP,后面发请求的时候,先去 MAP 里取值,如果有值的话直接拿出来,没有的话则发起HTTP 请求。(具体请查阅我们团队开源的 Preload 工具)
这种模式还有一些其他的优化的方法:
- 在 HTML 内实现 Loading 态或者骨架屏;
- 去掉外联 css;
- 使用动态 polyfill;
- 使用 SplitChunksPlugin 拆分公共代码;
- 正确地使用 Webpack 4.0 的 Tree Shaking;
- 使用动态 import,切分页面代码,减小首屏 JS 体积;
- 编译到 ES2015+,提高代码运行效率,减小体积;
- 使用 lazyload 和 placeholder 提升加载体验。
这种模式的优化不是我们这次讲述的重点,想了解的童鞋可以查看这篇文章。
2. 直出同构
在异步的模式下,除了上述优化,我们还在端内(企鹅辅导 APP、手机 QQ)内做了离线包缓存(腾讯手Q方面独立研发出来的针对手机端优化的方案,简而言之就是将静态资源缓存在手机 APP 内),经过我们的数据测试,首屏渲染大概能够达到秒开(1s左右) 的效果。
但对有着性能极致追求的我们来说,肯定是不会满意的。
继续优化,最容易、最大众的套路肯定就是直出(服务端渲染)了。
现在直出的方案已经有很多很多种,这里也不多做介绍了,直出针对首屏时间的优化效果是非常明显的,经过我们的测试,数据大概能够提升25%左右。
直出之后的效果如下图:
可以看到对于首屏来说,没有了【加载中…】的等待时间,视觉体验提升了不少。
四、PWA 直出
针对上述、常见的直出应用来说,我们能够优化的点在哪里呢?让我们来详细分析一波,这也是今天我们要给大家分享的重点。
首先看看直出应用各个环节的耗时表 (本地环境 2018款 iMac):
过程名称 | 过程耗时 |
---|---|
Node内CGI拉取 | 300ms |
RenderToString | 20 ms |
网络耗时 | 10 ms |
前端HTML渲染 | 30 ms |
从上面的表中我们看出,直出渲染的耗时的大头还是在 CGI 接口的拉取上。
我们现在提出两个问题:
+ CGI 接口的数据是否可以缓存 ?
+ HTML 又是否可以缓存 ?
1. 接口的动静分离
这个页面的接口数据中,有一些数据,是实时变动的, 比如:当前还剩多少个名额、此时此刻课程的价格、用户是否购买过这个课程等。
这些数据的特性决定了这个数据接口不能够被缓存。(假设将其缓存,那么就会存在可能用户进来看到当前还剩下10个名额,其实课程已经卖光了的情况)
为了这个时间耗时的大头,我们做了CGI接口的动静分离。
将与用户态、当前时间没有关联的数据(比如课程标题、课程上课的时间、试听模块的地址等)放在一个接口(静态接口),其他变化的数据放在另一个接口(动态接口)。
那么可以使用静态的接口来做服务端渲染,好处是第一比较快(少了动态的信息,而且后台也可以做缓存),第二 Node 直出可以做缓存了。
2. 直出Redis缓存
这样我们就可以将那部分静态的、不会经常变动的数据用来直出 HTML,然后将这个 HTML 文件缓存到 Redis 中。
客户端请求此网页,Node 端接受到请求之后,先去 Redis 里拿缓存的 HTML,如果 Redis 缓存没有命中,则拉取静态的 CGI 接口渲染出 HTML存入 Redis。
客户端拿到 HTML 之后,会立刻渲染,然后再用 JS 去请求动态的数据,渲染到相应的地方。
做完之后我们可以看到优化效果的提升是非常非常明显的:
直接从 262ms 提升到了 16ms !(本地环境),简直飞一般的感觉,妈妈再也不用担心领导看耗时了。
3. PWA 直出缓存
关于什么是 PWA ,以及如何使用,请移步这篇文章。
做了 Node 端直出的 HTML 缓存之后,我们接着优化,接着思考,是否可以在客户端也缓存 HTML,这样连网络延时这部分消耗也省掉呢。
答案就是使用 PWA 在客户端做离线缓存,将我们直出的 HTML 缓存在客户端,每次用户请求的时候,直接从 PWA 离线缓存里取出对应的直出页面(HTML)响应给用户,响应之后紧接着请求 Node 服务更新本地的 PWA 缓存。(如下图所示)
核心代码:
self.addEventListener("fetch", event => {
// TODO other logic (maybe fetch filter)
// core logic
event.respondWith(
caches.open(cacheName).then(function(cache) {
return cache.match(cacheCourseUrl).then(function(response) {
var fetchPromise = fetch(cacheCourseUrl).then(function(
networkResponse
) {
if (networkResponse.status === 200) {
cache.put(cacheCourseUrl, networkResponse.clone());
}
return networkResponse;
});
return response || fetchPromise;
});
})
);
});
废话不多说,先看效果对比 (左 PWA 直出;右 离线包):
从上图可以看出,使用了 PWA 直出缓存之后,首屏渲染基本是毫秒开,可以说与 Native 并肩了。
经过我们的数据测试,使用 PWA 直出缓存,首屏渲染的时间最好可以到400ms左右级别:
五、PWA 直出细节优化
1. 防页面跳动
因为对接口进行了动静分离,使用静态接口直出页面,然后在客户端拉取动态数据渲染完。这就可能会导致页面的抖动(比如详情页中的试听模块,是在客户端渲染的)。
因为高度改变了,视觉上就会出现抖动(具体可以参考上面章节直出时候的 GIF 截图)。
要去掉页面抖动的情况,就必须保证容器的高度在直出时候已经存在了。
比如这个试听模块,其实这个封面图和试听按钮是可以在服务端渲染出来的,而后面的 Video 模块则必须要在客户度渲染(腾讯云 Tcplayer)。
所以这里可以拆分成:(试听封面 + 按钮 + 时间)服务端渲染 + 底层 Video(客户端渲染)。
有些需要在客户端计算高度的容器(表现为常放在 ComponentDidMount 里计算),如果它们依赖客户端环境(比如依赖当前系统是安卓还是 IOS),就导致他们肯定不能放在服务端直接渲染出来,这又怎么办呢?
这里我们的做法,是将这些计算放在 HTML body 之前,通过内联的脚本嵌入,计算出当前环境,给 body 加上一个特定的类(class),然后在这个特定的类下面的元素,就可以通过 css 给予特定的样式。比如下面代码:
/*
* 因为在不同的手机 APP 环境内,页面的 padding 是不一样的。
* 我们要在页面渲染完之前加上相应的 padding
*/
var REGEXP_FUDAO_APP = /EducationApp/;
if (
typeof navigator !== "undefined" &&
REGEXP_FUDAO_APP.test(navigator.userAgent)
) {
if (/Android/i.test(navigator.userAgent)) {
document.body.classList.add("androidFudaoApp");
} else if (/iPhone|iPad|iPod|iOS/i.test(navigator.userAgent)) {
if (window.screen.width === 375 && window.screen.height === 812) {
document.body.classList.add("iphoneXFudaoApp");
} else {
document.body.classList.add("iosFudaoApp");
}
}
}
.androidFudaoApp .tt {
padding-top: 48px;
background-position-y: 84px;
}
.iphoneXFudaoApp .tt {
padding-top: 88px;
background-position-y: 124px;
}
.iosFudaoApp .tt {
padding-top: 64px;
background-position-y: 100px;
}
然后把这段代码通过构建插入到页面 body 之前。
防抖动优化效果如下 (左优化完,右未优化):
2. 冷启动预加载
虽然我们做了 PWA 离线缓存,但是对于冷启动来说,客户端里面的 PWA 缓存还是没有的,这样就会导致初次点击页面,渲染速度相对慢一点。
这里我们可以在 APP 启动的时候,用一个预加载的脚本最大限度的拉取用户可能访问的页面。
核心代码如下:
// 预加载页面时, PWA 预缓存课程详情页面的直出
function prefetchCache(fetchUrl) {
fetch("https://you preFetch Cgi")
.then(data => {
return data.json();
})
.then(res => {
const { courseInfo = [] } = res.result || {};
courseInfo.forEach(item => {
if (item.cid) {
caches.open(cacheName).then(function(cache) {
fetch(`${courseURL}?course_id=${item.cid}`).then(function(
networkResponse
) {
if (networkResponse.status === 200) {
cache.put(
`${courseURL}?course_id=${item.cid}`,
networkResponse.clone()
);
}
// return networkResponse;
});
});
}
});
})
.catch(err => {
// To monitor err
});
六、PWA直出遗留问题
1. 兼容性问题
随着 PWA 技术的发展,现今大部分手机以及 PC 环境已经支持对 PWA 进行了支持。经过我们的测试发现:安卓基本上都是支持的,IOS 需要11.3以上才支持。
具体的兼容性支持点我查看。
2. IOS渲染问题
很多的经验告诉我们,外联的 script 标签要放在 body 的后面,因为它会阻塞页面的 DOM 渲染。
经过测试发现,IOS 的 WebView
(UIWebView
)渲染机制并不会上述一样,而是要等到后面的 JS 执行完之后才渲染页面,如果是这样,我们的直出渲染优化就没有效果了(因为 HTML
并不在最开始渲染),这里可以使用 script
标签的 async
与 defer
属性来达到异步渲染的作用。
升级 WkWebView 之后,情况得到改善,渲染正常。
七、原文地址
企鹅辅导课程详情页毫秒开的秘密 – PWA 直出
参考文章:
PWA 的探索与最佳实践
亿万级访问量下的前端同构直出实践
React 16 加载性能优化指南
最新评论
Nignx主要是后台做负载用,没想到你也这么用心
这个评论虽然不能一针见血,但是喜欢这个文章,一直喜欢这个时间管理法。很好
优秀
你对加密的定义很严谨,在平时及网络各种文章中,通常将 base64 称之为“加密”,上面及文章中提到的“加密”同样是这个意思,并非严格意义的加密。严格讲 base64 是一种编码方式。感谢你的回复。
严格意义上来说 base64 不算是加密(Encryption),而是一种编码形式(Encoding)。对于 UTF-8 这种也可以叫它为 Encoding。 加密(Encryption)是指像 R
Base64: 可逆性。 可以将图片等二进制文件转换为文本文件。 可以把非ASCII字符的数据转换成ASCII字符,避免不可见字符。 MD5: 不可逆性。 任意长度的明文字符串,加密后得到的密文字符
第一个问题BASE64的加密方式和MD5的加密方式在这里 哪种 好用?
正则规则的原理可以多说一些