add: 页面渲染性能优化

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@ -361,10 +361,233 @@ CSS 加载不会阻塞 DOM tree 解析，但是会阻塞 DOM Tree 渲染，也
 - Google 字体库因为某些不可抗拒原因，应该使用国内托管服务
-### 6、CSS 动画优化 
+### 6、CSS 动画优化
 - 尽量避免同时出现过多动画。
 - 延迟动画初始化：让其他的重要的CSS样式优先渲染。
 - 结合 SVG。
 ## JavaScript 总体优化
 ### 提升 JavaScript 文件加载性能
 加载元素的顺序 CSS 文件放在 <head> 里， JavaScript 文件放在 <body> 里。
 ### JavaScript 变量和函数优化
 - 尽量使用 id 选择器
 - 尽量避免使用 eval
 - JavaScript 函数尽可能保持简洁
 - 使用事件节流函数
 - 使用事件委托
 ### JavaScript 动画优化
 - 避免添加大量 JavaScript 动画
 - 尽量使用 CSS3 动画
 - 尽量使用 Canvas 动画
 - 合理使用 requestAnimationFrame 动画代替 setTimeout、setInterval
 - requestAnimationFrame可以在正确的时间进行渲染，setTimeout（callback）和setInterval（callback）无法保证 callback 回调函数的执行时机。
 ### 合理使用缓存
 - 合理缓存 DOM 对象
 - 缓存列表长度
 - 使用可缓存的 Ajax
 ##  JavaScript 缓存优化
 ### Cookie
 通常由浏览器存储，然后将 Cookie 与每个后续请求一起发送到同一服务器。收到HTTP 请求时，服务器可以发送带有 Cookie 的 header 头。可以给 Cookie 设置有效时间。
 应用：
 - 会话管理：登录名，购物车商品，游戏得分或服务器应要记录的其他任何内容
 - 个性化：用户首选项，主题或其他设置
 - 跟踪：记录和分析用户行为，比如visitkey
 ### sessionStorage
 创建一个本地存储的键/值对。
 应用：
 - 缓存。
 - 页面应用页面之间传值。
 ### LocalStorage
 本地存储。
 应用于：
 - 缓存静态文件内容 JavaScript /CSS（比如百度M站首页）
 - 缓存不常变更的 API 接口数据
 - 储存地理位置信息
 - 浏览在页面的具体位置
 ### IndexedDB
 索引数据库。
 应用：
 - 客户端存储大量结构化数据
 - 没有网络连接的情况下使用（比如 Google Doc、石墨文档）
 - 将冗余、很少修改、但经常访问的数据，以避免随时从服务器获取数据
 ## JavaScript 模块化加载方案和选型
 - CommonJS
 旨在 Web 浏览器之外为 JavaScript 建立模块生态系统。Node.js 模块化方案受 CommonJS。
 - AMD (Asynchronous Module Definition)（异步模块定义）规范。
 RequireJS 模块化加载器：基于 AMD API 实现。
 - CMD（ Common Module Definition）（通用模块定义）规范。
 SeaJS 模块化加载器：遵循 CMD API 编写。
 - ES6 import。
 ## 减少回流和重绘重要举措
 ### CSS
 - 避免过多样式嵌套
 - 避免使用 CSS 表达式
 - 使用绝对定位，可以让动画元素脱离文档流
 - 避免使用 table 布局
 - 尽量不使用 float 布局
 - 图片最好设置好 width 和 height
 - 尽量简化浏览器不必要的任务，减少页面重新布局
 - 使用 Viewport 设置屏幕缩放级别
 - 避免频繁设置样式，最好把新 style 属性设置完成后，进行一次性更改
 - 避免使用引起回流/重绘的属性，最好把相应变量缓存起来
 ### JavaScript
 - 最小化回流和重排：为了减少回流发生次数，避免频繁或操作 DOM，可以合并多次对 DOM 修改，然后一次性批量处理。
 - 控制绘制过程和绘制区域：绘制过程开销比较大的属性设置应该尽量避免减少使用；同时，减少绘制区域范围。
 ## DOM 编程优化的⽅式方法
 ### 控制 DOM 大小
 众所周知，页面交互卡顿和流畅度很大一部分原因就是页面有大量 DOM 元素。想象一下，从一个上万节点的 DOM 树上，使用 querySelectorAll 或 getElementByTagName 方法查找某一个节点，是非常耗时的。另外元素绑定事件，事件冒泡和事件捕获的执行也会相对耗时。
 通常控制 DOM 大小的技巧包括：
 - 合理的业务逻辑
 - 延迟加载即将呈现的内容
 ### 简化 DOM 操作
 对DOM节点的操作统一处理后，再统一插入到 DOM Tree中。
 可以使用 fragment，尽量不在页面 DOM Tree 里直接操作。
 现在流行的框架 Angular、React、Vue 都在使用虚拟 DOM 技术，通过 diff 算法简化和减少 DOM 操作。
 ## 静态文件压缩工具介绍
 HTML 压缩工具：
 - html-minifier：https://www.npmjs.com/package/html-minifier
 CSS 压缩工具：
 - clean-css：https://www.npmjs.com/package/clean-css
 JavaScript 压缩工具：
 - uglify-js：https://www.npmjs.com/package/uglify-js
 - 使用方法：uglifyjs in.js -o out.js
 ## 静态⽂文件打包⽅方案
 - 公共组件拆分
 - 压缩： JavaScript /CSS/图片
 - 合并： JavaScript /CSS 文件合并，CSS Sprite
 - Combo： JavaScript /CSS 文件
 ## 静态⽂文件版本号更新策略
 缓存更新：CDN 或 ng 后台刷新文件路径，更新文件header头。
 文件 name.v1-v100.js：
 - 大功能迭代每次新增一个大版本，比如由 v1 到 v2
 - 小功能迭代新增加 0.0.1 或者 0.1.0，比如从 v1.0.0 至 v1.0.1
 - 年末 ng 统一配置所有版本 302 至最新版
 时间戳.文件 name.js：以每次上线时间点做差异。
 hash.文件。以文件内容 hash 值做 key。
 ## 前端构建工具介绍和选型建议
 ### 常用构建工具
 - Gulp：通过流（Stream）来简化多个任务间的配置和输出，配置代码相对较少。
 - Webpack：预编译，中间文件在内存中处理，支持多种模块化，配置相对很简单。
 - FIS
 ### webpack 打包优化
 - 定位体积大的模块
 - 删除没有使用的依赖
 - 生产模式进行公共依赖包抽离
 - 开发模式进行 DLL & DllReference 方式优化
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@ -0,0 +1,369 @@
 ## 浏览器渲染过程
 ![](https://img.smyhvae.com/20210114_2115.png)
 1. 浏览器解析 HTML，生成 DOM Tree（Parse HTML）。
 2. 浏览器解析 CSS，生成 CSSOM（CSS Object Model）Tree。
 3. JavaScript 会通过 DOM API 和 CSSOM API 来操作 DOM Tree 和 CSS Rule Tree，浏览器将 DOM Tree 和 CSSOM Tree 合成渲染树（Render Tree）。
 4. 布局（Layout）：根据生成的 Render Tree，进行回流，以计算每个节点的几何信息（位置、大小、字体样式等等）。
 5. 绘制（Painting）：根据渲染树和回流得到的几何信息，得到每个节点的绝对像素。
 6. 展示（Display）：将像素发送给图形处理器（GPU），展示在页面上。
 ## 页面渲染技术方案总览
 **服务端渲染**：
 -   后端同步渲染、同构直出、BigPipe。
 **客户端渲染**：
 -   JavaScript 渲染：静态化、前后端分离、单页面应用
 -   Web App：React、Vue、PWA
 -   Hybrid App：PhoneGap 、AppCan 等
 -   跨平台开发：RN 、Flutter 、小程序等。
 -   原生 App：iOS 、Android
 建议：
 -   依赖业务形式、依赖团队规模、依赖技术水平。
 ## 静态化技术方案
 静态化是使动态化的网站生成静态 HTML 页面以供用户更好访问的技术，一般分为纯动态化和伪动态化。
 技术优势：
 -   提高了页面访问速度，降低了服务器的负担，因为访问页面时不需要每次去访问数据库。
 -   提高网站内容被搜索引擎搜索到的几率，因为搜索引擎更喜欢静态页面。
 -   网站更稳定，如果后端程序、数据库出现问题，会直接影响网站的正常访问，而静态化页面有缓存，更不容易出现问题。
 技术不足：
 -   服务器存储占用问题，因为页面量级在增加，要占用大量硬盘空间。
 -   静态页面中的链接更新问题会有死链或者错误链接问题。
 技术实现：
 -   跑定时任务，将已有的动态内容进行重定，生成静态的 HTML 页面。
 -   利用模板技术，将模板引擎中模板字符替换为从数据库字段中取出来的值， 同时生成 HTML 文件。
 协作方式：
 -   前端统一写好带有交互的完整静态页面。
 -   后端拆分出静态页面文件，并嵌套在后端模板文件中。
 选型建议：后端研发人员充分，又需要考虑用户体验、服务器负载的业务。
 ## 前后端分离技术与实现
 前后端分离是指研发人员分离、业务代码分离、后端实现业务接口，前端渲染页面。
 技术实现：
 -   后端只负责功能接口实现，提供按照约定的数据格式并封装好的 API 接口。
 -   前端负责业务具体实现，获取到 API 接口数据后，进行页面模板拼接和渲染，独立上线。
 协作方式：
 -   前端负责实现页面前端交互，根据后端 API 接口拼装前端模板。
 -   后端专注于业务功能实现和 API 接口封装。
 技术优势：
 -   团队更加专注
 -   提升了开发效率
 -   增加代码可维护性
 技术架构：
 -   后端架构：Java、C++、PHP、 + Nginx，使用微服务（比如 Dubbo 等）等实现业务的解耦，所有的服务使用某种协议提供不同的服务（比如 JSF 等） 。
 -   前端架构：使用 Angular、React、Vue 前端框架并部署页面至 CDN。
 -   前端架构 2：使用 Angular、React、Vue 前端框架并部署在 Node Server。
 技术不足：
 -   因为前端需要负责一大部分业务逻辑实现，和服务端同步、静态化，需要前端人力非常多。
 -   页面数据异步渲染，不利于 SEO，搜索引擎更喜欢纯静态页面。
 选型建议：
 -   这是大型互联网公司正在采用的开发模式，一句话，如果考虑用户体验，以及前端人力够用，就可以积极采用。
 ## 单页面应用技术方案
 单页应用（single-page application，缩写 SPA），通过动态重写当前页面，来与用户交互，而非传统的从服务器重新加载整个新页面。这种方法在使用过程中不需要重新加载页面，避免了页面之间切换打断用户体验，使应用程序更像一个桌面应用程序。
 技术优点：
 -   不错的加载速度：用户往往感觉页面加载非常快，因为一进入页面就能看到页面元素；
 -   良好的交互体验：进行局部渲染，避免不必要的页面间跳转和重复渲染；
 -   前后端职责分离：前端进行页面交互逻辑，后端负责业务逻辑；
 -   减轻服务器负载：服务器只处理数据接口输出，不用考虑页面模板渲染和 HTML 展示。
 技术缺点：
 -   开发成本相对较高
 -   首次页面加载时间过多
 -   SEO 难度比较大
 技术实现：
 -   使用 React、Vue 框架可以很好的。
 ## BigPipe 简介和工作模式
 BigPipe 通过将页面加载到称为 Pagelet 的小部件中，来加快页面渲染速度，并允许浏览器在 PHB 服务器呈现页面的同时，一直请求页面不同区块的结构，类似一个“流”传输管道。
 **技术实现**：
 1. 浏览器从服务器请求页面。
 2. Server 迅速呈现一个包含 <head> 标记的页面框架，以及一个包含空 div 元素的主体，这些元素充当 Pagelet 的容器。由于该页面尚未完成，因此与浏览器的 HTTP 连接保持打开状态。
 3. 浏览器将开始下载 bigpipe.js 文件，然后它将开始呈现页面。
 4. PHP 服务器进程仍在执行，并且一次构建每个 Pagelet 。Pagelet 完成后，其结果将在`<script> BigPipe.onArrive（…）</ script>` 标记内发送到浏览器。
 5. 浏览器将收到的 html 代码注入正确的位置。如果小页面需要任何 CSS 资源，则也将下载这些 CSS 资源。
 6. 接收完所有的页面集之后，浏览器将开始加载那些页面集所需的所有外部 JavaScript 文件。
 7. 下载 JavaScript 后，浏览器将执行所有内联 JavaScript。
 ## 同构直出技术方案
 一套代码既可以在服务端运行又可以在客户端运行，这就是同构（Universal）。
 技术优势：
 -   性能: 降低首屏渲染时间
 -   SEO: 服务端渲染对搜索引擎的爬取有着天然的优势
 -   兼容性: 有效规避客户端兼容性问题，比如白屏
 -   代码同构：直接上线两个版本，利于灾备。
 技术实现：
 -   next.js：服务器端渲染 React 组件框架（参考查看：https://nextjs.org/）, React 采用 ReactDOMServer 调用 renderToString() 方法。
 -   gatsbyjs：服务端 React 渲染框架（参考查看： https://www.gatsbyjs.org/）。
 -   nuxt.js：服务器端渲染 Vue 组件框架（参考查看：https://nuxtjs.org/）, Vue 采用 vue-server-renderer 调用 renderToString() 方法。
 协作方式：
 -   后端专注于业务功能实现和 API 接口封装。
 -   前端负责实现页面前端交互，根据后端 API 接口拼装前端模板，页面渲染，以及服务器维护。
 选型建议：
 -   前端要处理 Node server 的机器环境、代码部署、日志、容灾、监控等以往后端人员需要具备运维知识，前端人员的综合能力要求会比以往要高。
 -   前端项目开发周期变长了，需要事先和产品、运营沟通排期问题。
 ## PWA 技术方案和实现思路
 Progressive Web App，简称 PWA，PWA 应用是使用特定技术和标准模式来开发的 Web 应用，这将同时赋予它们 Web 应用和原生应用的特性。
 技术优势：
 -   用户可以用手机屏幕启动应用，即使在离线状态或者弱网下，通过事先缓存的资源，也可正常加载运行当前应用，可以完全消除对网络的依赖，从而给用户非常可靠的体验。
 -   因为预先缓存了资源，部分资源无须经过网络，即秒开页面。
 -   和移动设备上的原生应用一样，具有沉浸式的用户体验。
 -   可以给用户发送离线推送消息。
 技术实现：
 -   全站改造成 HTTPS，没有 HTTPS 就没有 Service Worker。
 -   应用 Service Worker 技术提升性能，离线提供静态资源文件，提升首屏用户体验。
 -   使用 App Manifest。
 -   最后可以考虑离线消息推送等功能。
 浏览器兼容性：
 -   ServiceWorkerGlobalScope API：88%
 -   Web App Manifest 83%
 ## 页面加载策略优化
 -   懒加载
 -   预加载
 -   预渲染
 -   按需加载
 下面具体展开讲讲。
 ### 懒加载
 懒加载也叫延迟加载，指的是长网页中延迟加载特定元素（可以是图片，也可以是 JS/CSS 文件，当然也可以是 JavaScript 的特定函数和方法，以下简称“懒加载元素”）。
 好处：可以减少当前屏无效资源的加载。
 技术实现举例：把页面上“懒加载元素”src 属性设置为空字符，把真实的 src 属性写在 data-lazy 属性中，当页面滚动的时候监听 scroll 事件，如果“懒加载元素”在可视区域内，就把图片的 src 属性或者文件 URL 路径设置成 data-lazy 属性值。
 ### 预加载
 可以使用预加载让浏览器来预先加载某些资源（比如图片、JS/CSS/模板），而这些资源是在将来才会被使用到的。简单来说，就是将所需资源提前加载到浏览器本地，这样后面在需要使用的时候就可以直接从浏览器缓存中取了，而不用再重新开始加载。
 使用场景：如果你希望这个资源能尽快显示给用户，就可以使用预加载。
 好处：减少用户后续加载资源等待的时间。
 **技术实现举例**：
 1. HTML 标签：
 ```html
 <img src="https://xxx.jpg" style="display: none" />
 ```
 2、使用 Image 对象：
 ```js
 const image = new Image();
 image.src = 'https://xxx.jpg';
 ```
 3、使用 preload、prefetch 和 preconnect：
 ```html
 <link rel=“preload” href=“src/style.css” as=“style”>
 <link rel="prefetch" href="scr/image.png" />
 <link rel="dns-prefetch" href="https://my.com" />
 <link rel="preconnect" href="https://my.com" crossorigin />
 ```
 ### 预渲染
 有一种预加载组件的方式就是提前渲染它。在页面中渲染组件，但是并不在页面中展示。也就是渲染完成后，先隐藏起来，用的时候再展示。
 实现举例：
 ```html
 <link rel="prerender" href="https://my.com" />
 ```
 ### 按需加载
 -   常规按需加载（如 JS 原生、jQuery）
 -   不同 App 按需加载（如 JS-SDK 脚本文件）
 -   不同设备按需加载（如 PC 端和 HTML5 端样式文件）
 -   不同分辨率按需加载（CSS Media Query）
 React 异步加载举例：
 ```javascript
 const componentA = (location, callback) => {
    require.ensure(
        [],
        (require) => {
            callback(null, require('modules/componentA'));
        },
        'componentA'
    );
 };
 const componentB = (location, callback) => {
    require.ensure(
        [],
        (require) => {
            callback(null, require('modules/componentB'));
        },
        'componentB'
    );
 };
 <Router history={history}>
    <Route path="/" component={App}>
        <Route path="componentA" getComponent={componentA}></Route>
        <Route path="componentB" getComponent={componentB}></Route>
    </Route>
 </Router>;
 ```
 Vue 异步加载举例：
 ```javascript
 import Vue from 'vue';
 import App from './App.vue';
 import VueRouter from 'vue-router';
 Vue.use(VueRouter);
 const componentA = resolve => require(['src/a.vue' ], resolve);
 const componentB = resolve => require(['src/b.vue' ], resolve);
 const router = new VueRouter({
    routes: [{path:"a”,name:"/a”,component:componentA},
     {path:"b”,name:"/b”,component:componentB}]
 })
 new Vue({
    el: '#app',
    router: router,
    render: h => h(App)
 })
 ```
 ## 接口服务调用优化
 1、接口合并：一个页面的众多业务接口和依赖的第三方接口，合并为一个部署在集群的接口统一调用，以减少页面接口请求数。
 2、接口上 CDN：主要基于接口性能考虑，我们可以把**不需要实时更新的接口同步至 CDN**，等此接口内容变更之后自动同步至 CDN 集群上。如果一定时间内未请求到数据，会用源站接口再次请求。
 3、接口域名上 CDN：增强可用性、稳定性。
 4、接口降级：核心接口进行降级用基础接口进行业务实现，比如千人千面的推荐接口，在大促时间点可以直接运营编辑的数据。另外如果接口无访问，建议使用兜底数据。
 5、接口监控：监控接口成功率，不只是常说的 TP99，也包括弱网、超时、网络异常、网络切换等一段情况的监控情况。排查出来问题后，需要联合后端、运维、网络岗位人员一并解决。
 ## 接口缓存策略优化
 1、Ajax/fetch 缓存：前端请求时候带上 cache，依赖浏览器本身缓存机制。
 2、本地缓存：异步接口数据优先使用本地 localStorage 中的缓存数据。
 3、多次请求：接口数据本地无 localStorage 缓存数据，重新再次发出 ajax 请求。