H5页面秒开优化与实践

1. 背景

3月份针对线上重点H5项目秒开进行治理,本文将逐步介绍如何通过H5页面的优化手段来提高 1.5 秒开率。

2. 为什么要优化

  • 从用户角度看,优化能够让页面加载得更快、对用户操作响应更及时,用户体验更良好,提升用户体验和降低用户流失率非常重要。其中 Global Web Performance Matters for ecommerce报告中也有具体说明优化的重要性。

  • 从企业角度看,优化能够减少页面请求数或者减小请求所占带宽,能够节省可观的资源成本,最终提高收益转化。

3. 优化目标

从上图中可以看出,有些域名下可能低于90%,最高的也没达到96%,离既定98%的目标还有一定差距。

4. H5性能分析

  分析工具

    • Lighthouse

    • Chrome DevTools

    • gtmertrix 在线可视化分析工具 https://gtmetrix.com/

  Webview加载H5

通常情况分以下几个阶段

      1. Webview初始化。

      2. 到达新的页面,网络连接,从服务器下载html,css,js,页面白屏。

      3. 页面基本框架出现,js请求页面数据,页面处于loading状态。

      4. 出现所需的数据,完成整个页面的渲染,用户可交互。从图形直观看H5 启动过程:

如何缩短这些过程的时间,就成了优化 H5 性能的关键。接下来我们详细看一下各个阶段注意的优化点。

  优化方案

从以下几个方面入手:

    • 加载策略优化

    • 增加骨架屏

    • 资源请求优化(静态资源、图片以及 webp 、图片懒加载、组件按需加载)

    • 打包资源优化

    • CDN & 缓存

接下来就逐个分析

(1) 加载策略优化

先看一张图:

https://developers.google.com/web/fundamentals/primers/modules#module-vs-script

 从这张图里我们能看到什么,大致能总结为以下四点:

  • 默认情况:HTML解析,然后加载 JS,此时 HTML 解析中断,然后执行 JS,最后 JS执行完成并恢复 HTML解析。

  • defer情况下:HTML 和 JS 并驾齐驱,最后才执行 JS( js脚本在所有元素加载完成后执行,而且是按照js脚本声明的顺序执行,但要等到dom文档全部解析完才会被执行)。

  • async 情况下:HTML和 JS 并驾齐驱,JS 的执行可能在 HTML解析之前就已完成了 (js脚本是乱序执行的,不管你声明的顺序如何,只要某个js脚本加载完就立即执行)。

  • module情况下:与defer情况类似,只不过在提取的过程中会加载多个 JS 文件而已 (声明acript标签type="module"属性从而拥抱es6的模块导入导出语法, 加载也和defer差不多,只不过可以加载多个JS文件而已)

项目中实践示例:

(2) 预加载

prefetch 和 preload

preload 是一个新的 Web 标准,在页面生命周期中提前加载你指定的资源,同时确保在浏览器的主要渲染机制启动之前。

具体使用如下:

<script rel="prefetch" as="script" href="index.js" />
<script rel="preload" as="script" href="index.js" />

注意:preload 紧挨着 title 放,使其最早介入。

prefetch 是提示浏览器,用户在下次导航时可能会使用的资源(HTML,JS,CSS或者图片等),因此浏览器为了提升性能可以提前加载、缓存资源。prefetch 的加载优先级相对较低,浏览器在空闲的时候才会在后台加载。用法与 preload 类似,将 rel 的值替换成 prefetch 即可。

preload 是告诉浏览器页面必定需要的资源,浏览器一定会加载这些资源,而 prefetch 是告诉浏览器页面可能需要的资源,浏览器不一定会加载这些资源。所以建议:对于当前页面很有必要的资源使用 preload,对于可能在将来的页面中使用的资源使用 prefetch。

注意:用 preload 和 prefetch 情况下,如果资源不能被缓存,那么都有可能浪费一部分带宽,请慎用。非首页的资源建议不用 preload,prefetch 作为加载下一屏数据来用。

dns-prefetch 和 preconnect

dns-prefetch

DNS 请求需要的带宽非常小,但延迟较高,这点特别是在手机网络上比较明显。预读取 DNS 能让延迟明显减少一些(尤其是移动网络下)。为了帮助浏览器对某些域名进行预解析,你可以在页面的html标签中添加 dns-prefetch 告诉浏览器对指定域名预解析。

dns-prefetch 是一项使浏览器主动去执行域名解析的功能。dns-prefetch 应该尽量的放在网页的前面,推荐放在后面。具体使用方法如下:

<link rel="dns-prefetch" href="//*.com">

洗车项目中有体现:

注意:dns-prefetch需慎用,推荐首屏加载资源添加DNS Prefetch

preconnect

和 DNS prefetch 类似,preconnect 不仅会解析 DNS,还会建立 TCP 握手连接和 TLS 协议(如果是https的话)。用法如下:

 preconnect 允许浏览器在 HTTP 请求实际发送到服务器之前建立早期连接。可以预先启动 DNS 查找、TCP 握手和 TLS 协商等连接,从而消除这些连接的往返延迟并为用户节省时间。

<link rel="preconnect" href="//*.com.cn" />

(3) 骨架屏

 从图上可以看出有白屏情况,FCP 时间超过了 1秒多,解决下来就用了骨架屏来解决白屏情况 并提升 FCP。

骨架屏就是在页面资源尚未加载完成以及渲染尚未完成时,需要先给用户的展示页面大致结构。直到资源加载完成以及渲染完成后,使用渲染的页面。骨架屏处理方案也很多,常用方案有以下几种:

    • 首屏:可以在index.html模版中手写骨架屏相关代码。

    • 其他页面:可以利用UI提供SVG图

    • 作为SPA中路由切换的loading:需自己编写骨架屏,推荐两个成熟方便定制的svg组件去定制骨架屏- react-content-loader和vue-content-loader。

    • 骨架图渲染前不要出现任何网络请求,在此之前 HTML 内容不要超过 4KB。

我这里采用了固定的骨架屏SVG打包自动注入到模板方式。并产出了基于vite 的自动化注入骨架屏和无阻塞缓存资源文件@auto/vite-plugin-cdn私有插件。

举个🌰:

         

相关链接:

  • https://www.npmjs.com/package/react-content-loader  react-content-loader
  • https://www.npmjs.com/package/vue-content-loader  vue-content-loader
  • http://npm.corpautohome.com/package/@auto/vite-plugin-cd @auto/vite-plugin-cdn

(4) 资源请求优化

图片压缩和webp

图片是网站性能优化需要重点关注的方向。为什么这么说呢?来看个图片: 

 一般 UI 提供的切图都是未通过压缩的图片,所有在开发过程中,我们必须再压缩一次。如果压缩后的图片还是大于 500KB 就要考虑将图片分割成多张。目前市面上图片压缩比较多,给大家推荐个好用的工具(docsmall)。可批量压缩各类图片。

WebP 的优势体现在它具有更优的图像数据压缩算法,在肉眼识别无差异的图像质量情况下带来更小的图片体积的优势;同时具备了无损和有损的压缩模式、Alpha 透明以及动画的特性,在 JPEG 和 PNG 上的转化效果都相当优秀、稳定和统一。内部提供了图片资源可以上传到 前端加速服务 或 前端静态资源服务内部资源库会自动生成webp格式,可以在项目打包的时候处理图片时加上 format=webp 即可,接口动态图片可采用 @auto/img-crop私有包做裁切同时也可通过参数动态支持webp和设置缓存时间。

webp前后对比: 

 从对比结果看,同图片采用webp 大小至少减少了 50%,越大的图优化比例越大。大幅减少了文件体积,缩短了加载的时间,大页面图片量较多的场景下,页面的渲染速度是有较大提升的。

相关链接:

  • https://docsmall.com/ docsmall
  • http://fs-finder-dev.yz.test.autohome.com.cn/docs/#/  前端加速服务
  • http://festatic.yz.test.autohome.com.cn/doc/#/md/useful 前端静态资源服务
  • http://npm.corpautohome.com/package/@auto/img-crop @auto/img-crop

 

CDN & 缓存

上面提到了前端加速服务 或 前端静态资源服务内部服务均集成CDN功能。具体情况可以参考使用文档。

结合以上两个服务的应用能很好的处理资源问题,目前我们的新 SPA项目都发布到了前端加速服务上。如图: 

 资源文件自动都有缓存

未覆盖的 CDN

从图上看左图没命中缓存,右图则命中缓存,很多项目由于域名接口和网页接口一样CDN 就是没开启缓存,我们后通过域名Path 来针对开启 CDN缓存。

(5) 打包资源优化

提取第三方库

通常情况下,大多第三方库的代码不做版本升级是不会发生变化的 ,这时就可以用到 DllPlugin:把复用性较高的第三方库打包在一起,不升级就不需要重新打包。

这样做的优点:

  • 提取的第三方库生成的资源版本号(资源的访问连接)不会变,提高了缓存的利用;

  • 避免打包出单个文件的大小太大,不利于加载;

  • 每次构建只重新打包业务代码,提高打包效率。

为了让前端页面性能更优, App WebView 中针对 ReactVueZepto 三大常用框架相关资源及 Polyfill 进行了预加载处理,所以我们把这些固定的资源调整为无阻塞的预加载地址。具体如何使用 App H5提供了 webpack的相关配置说明。

这里针对 vite 的配置做些说明:

import { defineConfig, loadEnv } from 'vite';
import react from '@vitejs/plugin-react';
import legacy from '@vitejs/plugin-legacy';
import createExternal from 'rollup-plugin-external-globals';
import cdn from '@auto/vite-plugin-cdn'; 
export default ({ mode }) => {
  process.env = { ...process.env, ...loadEnv(mode, process.cwd()) };
  const { VITE_USER_NODE_ENV = 'mock' } = process.env;
  const plugins: Array<any> = [];
  const isProduction = process.env.NODE_ENV === 'production';
  if (isProduction) {
    // 设置预加载的 react 等包为 external
    plugins.push(
      createExternal({
        react: 'React',
        'react-dom': 'ReactDOM',
        history: 'HistoryLibrary',
        'react-router': 'ReactRouter',
        'react-router-dom': 'ReactRouterDOM',
        immer: 'immer',
        axios: 'axios',
        'js-cookie': 'Cookies',
      }),
    );
    plugins.push(
      cdn({
        enableModule: true,
      }),
    );
  }
  // https://vitejs.dev/config/
  return defineConfig({
      legacy({
        targets: ['> 0.05%', 'not dead', 'not op_mini all'],
      }),
      ...plugins,
    ],

    build: {
      rollupOptions: {
        external: [
          'react',
          'react-dom',
          'history',
          'react-router',
          'react-router-dom',
          'axios',
          'js-cookie',
        ],
       
      },
    },
  });
};
这里@auto/vite-plugin-cdn私有插件中提供正常骨架屏、预加载资源、处理资源加载顺序

示例: 

我们来看一组图:

从图上看优化前后,文件数从295 个减少到 214 个, 大小从 1.63MB 减少到439.88KB,大小降了73.6460%

webpack 和 vite 配置

设置预警来检验打包文件

资源(asset)是从 webpack 生成的任何文件。此选项根据单个资源体积(单位: bytes),控制 webpack 何时生成 性能提示。用法:

// webpack 设置单个静态资源文件的大小最大超过300KB则给出警告
module.exports = {
  // ...
  performance: {
    maxAssetSize: 1024 * 300
  }
};
// vite设置
build: {
  chunkSizeWarningLimit: 300 // 块大小警告的限制 (以kbs为单位)默认500
}
将打包后的静态资源控制在 300KB 以内,最终通过 Gzip 压缩后,基本都在 100KB 以内。其他的优化包括提取第三方库、移除调试和无用代码、Tree Shaking 等。

5. 总结

经过以上的一系列的优化实施,我们来看一下优化前后数据的对比: 

从2月底开始实施优化,上图可以很明显看出数据的变化,秒开率虽然已经做到了95%以上,达到 98%的只有个别项目,还需要在迭代过程中关注性能以及持续的优化,这里也感谢为H5页面秒开做出贡献的同学。

请查看这些优化指南以获取更多信息:

 

    • Global Web Performance Matters for ecommerce

    • https://www.keycdn.com/support/preconnect

    • async-defer-module

PPT视频讲解 

作者|黄继华

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