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性能优化是前端工程化中老生常谈的话题,随着项目越来越庞大,稍不注意就会产生明显的性能问题。而在不同的场景中,我们对于项目性能的关注点是不一样的。在项目开发阶段,我们更关注开发体验,注重项目构建性能;而在生产环境中,我们一般更看重项目在的线上运行时性能。关于开发阶段的构建性能问题,Vite 内部已经做了相当多的优化,实现了项目秒级启动与毫秒级热更新,这部分的具体实现就不属于本文讨论的范畴了,我们会在小册的「源码精读篇」来展开分析。本文所介绍的性能优化主要指线上环境的项目加载性能优化,与页面的 FCP、TTI 这些指标息息相关。

对于项目的加载性能优化而言,常见的优化手段可以分为下面三类:

  1. 网络优化。包括 HTTP2DNS 预解析PreloadPrefetch等手段
  2. 资源优化。包括构建产物分析资源压缩产物拆包按需加载等优化方式
  3. 预渲染优化,本文主要介绍服务端渲染(SSR)和静态站点生成(SSG)两种手段

而无论是以上哪一类优化方式,都离不开构建工具的支持,也就是说,在这些性能优化的场景中,我们将高频地使用到 Vite,对 Vite 本身的构建能力进行深度地应用或者定制。那么,在接下来的内容中,我们将按照如上的三个部分来分别介绍 Vite 的性能优化知识,并进行代码实操。当然,在之前的章节中,我们已经对于其中的部分优化手段进行了详细地拆解,因此,这一节的内容你既可以当做 Vite 知识点的查漏补缺,也可以作为之前小册内容的回顾和复盘。

一、网络优化

1. HTTP2

传统的 HTTP 1.1 存在队头阻塞的问题,同一个 TCP 管道中同一时刻只能处理一个 HTTP 请求,也就是说如果当前请求没有处理完,其它的请求都处于阻塞状态,另外浏览器对于同一域名下的并发请求数量都有限制,比如 Chrome 中只允许 6 个请求并发(这个数量不允许用户配置),也就是说请求数量超过 6 个时,多出来的请求只能排队、等待发送。

因此,在 HTTP 1.1 协议中,队头阻塞请求排队问题很容易成为网络层的性能瓶颈。而 HTTP2 的诞生就是为了解决这些问题,它主要实现了如下的能力:

  • 多路复用。将数据分为多个二进制帧,多个请求和响应的数据帧在同一个 TCP 通道进行传输,解决了之前的队头阻塞问题。而与此同时,在 HTTP2 协议下,浏览器不再有同域名的并发请求数量限制,因此请求排队问题也得到了解决
  • Server Push,即服务端推送能力。可以让某些资源能够提前到达浏览器,比如对于一个 html 的请求,通过 HTTP2 我们可以同时将相应的 js 和 css 资源推送到浏览器,省去了后续请求的开销

在 Vite 中,我们可以通过 vite-plugin-mkcert 在本地 Dev Server 上开启 HTTP2:

bash
pnpm i vite-plugin-mkcert

然后在 Vite 配置中进行使用:

typescript
import { defineConfig } from "vite";
import react from "@vitejs/plugin-react";
import mkcert from "vite-plugin-mkcert";

export default defineConfig({
  plugins: [react(), mkcert()],
  server: {
    // https 选项需要开启
    https: true,
  },
});

插件的原理也比较简单,由于 HTTP2 依赖 TLS 握手,插件会帮你自动生成 TLS 证书,然后支持通过 HTTPS 的方式启动,而 Vite 会自动把 HTTPS 服务升级为 HTTP2。

WARNING

其中有一个特例,即当你使用 Vite 的 proxy 配置时,Vite 会将 HTTP2 降级为 HTTPS,不过这个问题你可以通过vite-plugin-proxy-middleware插件解决。

使用上 HTTP2 之后,在某些情况下大量并行请求的问题会得到明显的改善,这里有一个多请求的示例项目,我已经放到了小册的Github 仓库中,在仓库中执行:

bash
pnpm run generate

即可生成 100 个 jsx 文件,我们在弱网环境下测试,这样对比的效果更加明显,实际情况如下:

INFO

由于某些预编译后的依赖体积比较大(如 react-dom),为了避免影响测试的准确性,这里我们在二次刷新的情况下测试,此时预编译产物会被强缓存。

http1.1 vs http2

以页面首屏绘制的时间(FCP)来看,在开启了 HTTP2 之后,页面性能可以优化 60% 以上。而反观 HTTP 1.1 下的表现,不难发现大部分的时间开销用用在了请求排队上面,在并发请求很多的情况下性能直线下降。

因此,对于线上的项目来说,HTTP2 对性能的提升非常可观,几乎成为了一个必选项。而刚刚演示用到的 vite-plugin-mkcert插件仅用于开发阶段,在生产环境中我们会对线上的服务器进行配置,从而开启 HTTP2 的能力,如 Nginx 的 HTTP2 配置,关于具体的运维细节,不属于本文重点,就不再展开介绍了。

2. DNS 预解析

浏览器在向跨域的服务器发送请求时,首先会进行 DNS 解析,将服务器域名解析为对应的 IP 地址。我们通过 dns-prefetch 技术将这一过程提前,降低 DNS 解析的延迟时间,具体使用方式如下:

html
<!-- href 为需要预解析的域名 -->
<link rel="dns-prefetch" href="https://fonts.googleapis.com/">

一般情况下 dns-prefetch会与preconnect 搭配使用,前者用来解析 DNS,而后者用来会建立与服务器的连接,建立 TCP 通道及进行 TLS 握手,进一步降低请求延迟。使用方式如下所示:

html
<link rel="preconnect" href="https://fonts.gstatic.com/" crossorigin>
<link rel="dns-prefetch" href="https://fonts.gstatic.com/">

WARNING

值得注意的是,对于 preconnect 的 link 标签一般需要加上 crorssorigin(跨域标识),否则对于一些字体资源 preconnect 会失效。

3. Preload/Prefetch

对于一些比较重要的资源,我们可以通过 Preload 方式进行预加载,即在资源使用之前就进行加载,而不是在用到的时候才进行加载,这样可以使资源更早地到达浏览器。具体使用方式如下:

html
<link rel="preload" href="style.css" as="style">
<link rel="preload" href="main.js" as="script">

其中我们一般会声明 hrefas 属性,分别表示资源地址和资源类型。Preload的浏览器兼容性也比较好,目前 90% 以上的浏览器已经支持:

preload

INFO

关于更多 Preload 的资源类型大家可以查阅 MDN 文档

💡与普通 script 标签不同的是,对于原生 ESM 模块,浏览器提供了modulepreload来进行预加载:

modulepreload

仅有 70% 左右的浏览器支持这个特性,不过在 Vite 中我们可以通过配置一键开启 modulepreload 的 Polyfill,从而在使所有支持原生 ESM 的浏览器(占比 90% 以上)都能使用该特性,配置方式如下: vite - build#modulepreload

typescript
// 入口文件使用
import 'vite/modulepreload-polyfill'
上面是vite4.0+新版本的配置方式,老版本方式如下
typescript
// vite.config.ts
export default {
  build: {
    polyfillModulePreload: true
  }
}

除了 PreloadPrefetch 也是一个比较常用的优化方式,它相当于告诉浏览器空闲的时候去预加载其它页面的资源,比如对于 A 页面中插入了这样的 link 标签:

html
<link rel="prefetch" href="https://B.com/index.js" as="script">

这样浏览器会在 A 页面加载完毕之后去加载B这个域名下的资源,如果用户跳转到了B页面中,浏览器会直接使用预加载好的资源,从而提升 B 页面的加载速度。而相比 Preload, Prefetch 的浏览器兼容性不太乐观,具体数据如下图所示:

prefetch

二、资源优化

1. 产物分析报告

为了能可视化地感知到产物的体积情况,推荐大家用 rollup-plugin-visualizer 来进行产物分析。使用方式如下:

typescript
// 注: 首先需要安装 rollup-plugin-visualizer 依赖
import { defineConfig } from "vite";
import react from "@vitejs/plugin-react";
import { visualizer } from "rollup-plugin-visualizer";

// https://vitejs.dev/config/
export default defineConfig({
  plugins: [
    react(),
    visualizer({
      // 打包完成后自动打开浏览器,显示产物体积报告
      open: true,
    }),
  ],
});

当你执行pnpm run build之后,浏览器会自动打开产物分析页面:

rollup-plugin-visualizer

从中你可以很方便地观察到产物体积的分布情况,提高排查问题的效率,比如定位到体积某些过大的包,然后针对性地进行优化。

2. 资源压缩

在生产环境中,为了极致的代码体积,我们一般会通过构建工具来对产物进行压缩。具体来说,有这样几类资源可以被压缩处理: JavaScript 代码CSS 代码图片文件

JavaScript 压缩

在 Vite 生产环境构建的过程中,JavaScript 产物代码会自动进行压缩,相关的配置参数如下:

typescript
export default {
  build: {
    // 类型: boolean | 'esbuild' | 'terser'
    // 默认为 `esbuild`
    minify: 'esbuild',
    // 产物目标环境
    target: 'modules',
    // 如果 minify 为 terser,可以通过下面的参数配置具体行为
    // https://terser.org/docs/api-reference#minify-options
    terserOptions: {}
  }
}

值得注意的是 target 参数,也就是压缩产物的目标环境。Vite 默认的参数是modules,即如下的 browserlist:

js
// vite4.0+
['es2020', 'edge88', 'firefox78', 'chrome87', 'safari14']

可能你会有疑问,既然是压缩代码,为什么还跟目标环境有关系呢?

其实,对于 JS 代码压缩的理解仅仅停留在去除空行、混淆变量名的层面是不够的,为了达到极致的压缩效果,压缩器一般会根据浏览器的目标,会对代码进行语法层面的转换,比如下面这个例子:

js
// 业务代码中
info == null ? undefined : info.name

如果你将 target 配置为exnext,也就是最新的 JS 语法,会发现压缩后的代码变成了下面这样:

js
info?.name

这就是压缩工具在背后所做的事情,将某些语句识别之后转换成更高级的语法,从而达到更优的代码体积。

因此,设置合适的 target 就显得特别重要了,一旦目标环境的设置不能覆盖所有的用户群体,那么极有可能在某些低端浏览器中出现语法不兼容问题,从而发生线上事故

笔者曾在生产环境中就见过这种情况,由于 Vite 默认的 target 无法覆盖所有支持原生 ESM 的浏览器,经过压缩器的语法转换后,在某些 iOS 机型(iOS 11.2)上出现白屏事故,最后通过指定 target 为 es2015 或者es6 解决了这个问题。

因此,为了线上的稳定性,推荐大家最好还是将 target 参数设置为ECMA语法的最低版本es2015/es6

CSS 压缩

对于 CSS 代码的压缩,Vite 中的相关配置如下:

typescript
export default {
  build: {
    // 设置 CSS 的目标环境
    cssTarget: ''
  }
}

默认情况下 Vite 会使用 Esbuild 对 CSS 代码进行压缩,一般不需要我们对 cssTarget 进行配置。

不过在需要兼容安卓端微信的 webview 时,我们需要将 build.cssTarget 设置为 chrome61,以防止 vite 将 rgba() 颜色转化为 #RGBA 十六进制符号的形式,出现样式问题。

图片压缩

图片资源是一般是产物体积的大头,如果能有效地压缩图片体积,那么对项目体积来说会得到不小的优化。而在 Vite 中我们一般使用 vite-plugin-imagemin来进行图片压缩,你可以去 静态资源小节 查看使用方式和效果。

3. 产物拆包

一般来说,如果不对产物进行代码分割(或者拆包),全部打包到一个 chunk 中,会产生如下的问题:

  1. 首屏加载的代码体积过大,即使是当前页面不需要的代码也会进行加载。
  2. 线上缓存复用率极低,改动一行代码即可导致整个 bundle 产物缓存失效。

而 Vite 中内置如下的代码拆包能力:

  1. CSS 代码分割,即实现一个 chunk 对应一个 css 文件。
  2. 默认有一套拆包策略,将应用的代码和第三方库的代码分别打包成两份产物,并对于动态 import 的模块单独打包成一个 chunk。

当然,我们也可以通过 manualChunks 参数进行自定义配置:

typescript
export default {
  build: {
    rollupOptions: {
      // 1. 对象配置
        manualChunks: {
          // 将 React 相关库打包成单独的 chunk 中
          'react-vendor': ['react', 'react-dom'],
          // 将 Lodash 库的代码单独打包
          'lodash': ['lodash-es'],
          // 将组件库的代码打包
          'library': ['antd'],
        },
        // 2. 函数配置
          if (id.includes('antd') || id.includes('@arco-design/web-react')) {
            return 'library';
          }
          if (id.includes('lodash')) {
            return 'lodash';
          }
          if (id.includes('react')) {
            return 'react';
          }
      },
    }
  }
}

当然,在函数配置中,我们还需要注意循环引用的问题,具体细节你可以参考 代码分割小节 的内容。

TIP

可直接使用 vite-plugin-chunk-split 插件处理

4. 按需加载

在一个完整的 Web 应用中,对于某些模块当前页面可能并不需要,如果浏览器在加载当前页面的同时也需要加载这些不必要的模块,那么可能会带来严重的性能问题。一个比较好的方式是对路由组件进行动态引入,比如在 React 应用中使用 @loadable/component 进行组件异步加载:

tsx
import React from "react";
import ReactDOM from "react-dom";
import loadable from "@loadable/component";
import { BrowserRouter, Routes, Route } from "react-router-dom";

const Foo = loadable(() => import("./routes/Foo"));
const Bar = loadable(() => import("./routes/Bar"));

ReactDOM.render(
  <React.StrictMode>
    <BrowserRouter>
      <Routes>
        <Route path="/foo" element={<Foo />} />
        <Route path="/bar" element={<Bar />} />
      </Routes>
    </BrowserRouter>
  </React.StrictMode>,
  document.getElementById("root")
);

这样在生产环境中,Vite 也会将动态引入的组件单独打包成一个 chunk。

当然,对于组件内部的逻辑,我们也可以通过动态 import 的方式来延迟执行,进一步优化首屏的加载性能,如下代码所示:

tsx
function App() {
  const computeFunc = async () => {
    // 延迟加载第三方库
    // 需要注意 Tree Shaking 问题
    // 如果直接引入包名,无法做到 Tree-Shaking,因此尽量导入具体的子路径
    const { default: merge } = await import("lodash-es/merge");
    const c = merge({ a: 1 }, { b: 2 });
    console.log(c);
  };
  return (
    <div className="App">
      <p>
        <button type="button" onClick={computeFunc}>
          Click me
        </button>
      </p>
    </div>
  );
}

export default App;

三、预渲染优化

预渲染是当今比较主流的优化手段,主要包括服务端渲染(SSR)和静态站点生成(SSG)这两种技术。

在 SSR 的场景下,服务端生成好完整的 HTML 内容,直接返回给浏览器,浏览器能够根据 HTML 渲染出完整的首屏内容,而不需要依赖 JS 的加载,从而降低浏览器的渲染压力;而另一方面,由于服务端的网络环境更优,可以更快地获取到页面所需的数据,也能节省浏览器请求数据的时间。

而 SSG 可以在构建阶段生成完整的 HTML 内容,它与 SSR 最大的不同在于 HTML 的生成在构建阶段完成,而不是在服务器的运行时。SSG 同样可以给浏览器完整的 HTML 内容,不依赖于 JS 的加载,可以有效提高页面加载性能。不过相比 SSR,SSG 的内容往往动态性不够,适合比较静态的站点,比如文档、博客等场景。

关于 SSR 和 SSG 的具体实现,在小册的 预渲染小节 已经有了详细的拆解,这里主要以复习和回顾为主,实现细节就不再展开了。

小结

恭喜你,学习完了性能优化小节的内容,同时这也是本小册「高级应用篇」的最后一个小节。在本小节,你需要重点掌握 Vite 项目中的常见性能优化思路实践方法

本文主要围绕 Vite 项目的性能优化主题,从网络优化资源优化预渲染优化三个维度带你了解了项目常用的一些优化手段:

  • 网络优化层面,我给你介绍了HTTP2DNS 预解析PreconenctPreloadPrefetch这些优化措施;
  • 资源优化层面,介绍了构建产物分析资源压缩产物拆包按需加载等手段;
  • 最后,在预渲染优化方面,我带你重新回顾了 SSRSSG 的相关内容。其中不乏一些之前课程中重点介绍过的优化手段,希望你能回过头来好好复习,彻底掌握它们。

mindmap

当然,由于篇幅所限,本文并不能覆盖所有的性能优化场景和手段,对于 Vite 项目的性能优化,你还能想到其它的方式吗?欢迎把你的想法分享到评论区,大家一起讨论讨论,也欢迎你在评论区记录本小节的学习心得,我们下一章再见~

2023年02月21日11:21:54