H5性能優化意義

對於一個H5的產品，功能無疑很重要，但是性能同樣是用戶體驗中不可或缺的一環。原本H5的渲染性能就不及native的app，如果不把性能優化做起來，將極大地影響用戶使用產品的積極性。

用戶感受

當用戶能夠在1-2秒內打開H5頁面，看到信息的展示，或者能夠開始進行下一步的操作，用戶會感覺速度還好，可以接受；而頁面如果在2-5秒後才進入可用的狀態，用戶的耐心會逐漸喪失；而如果一個界面超過5秒甚至更久才能顯示出來，這對用戶來說基本是無法忍受的，也許有一部分用戶會退出重新進入，但更多的用戶會直接放棄使用。

一秒鐘法則

移動互聯網的架構、通訊機制，與有線網絡有著巨大的差異，這也給H5的開發帶來了很大的挑戰。

這是一張手機端接入服務器的流程。

首先，手機要通過無線網絡協議，從基站獲得無線鏈路分配，才能跟網絡進行通訊。 無線網絡基站、基站控制器這方面，會給手機進行信號的分配，已完成手機連接和交互。 獲得無線鏈路後，會進行網絡附著、加密、鑒權，核心網絡會檢查你是不是可以連接在這個網絡上，是否開通套餐，是不是漫遊等。核心網絡有SGSN和GGSN，在這一步完成無線網絡協議和有線以太網的協議轉換。 再下一步，核心網絡會給你進行APN選擇、IP分配、啟動計費。 再往下面，才是傳統網絡的步驟：DNS查詢、響應，建立TCP鏈接，HTTP GET，RTTP RESPONSE 200 OK，HTTP RESPONSE DATA，LAST HTTP RESPONSE DATA，開始UI展現。

可見，通過運營商的網絡上網，情況比較復雜，經過的節點太多；運營商的網絡信號強度變化頻繁，連接狀態切換快；網絡延遲高、丟包率高；網絡建立連接的代價高，傳輸速度快慢不等（從2G到4G，相差很大）。

而我們優化的目標，就是所謂的一秒鐘法則，即達成以下的標準：

• 2g網絡：1秒內完成dns查詢、和後臺服務器建立連接
• 3g網絡：1秒內完成首字顯示（首字時間）
• wifi網絡：1秒內完成首屏顯示（首屏時間）

優化方案

資源加載

首屏加載

用戶從點擊按鈕開始載入網頁，在他的感知中，什麽時候是“加載完成”？是首屏加載，即在可見的屏幕範圍內，內容展現完全，loading進度條消失。因此在H5性能優化中，一個很重要的目的就是盡可能提升這個“首屏加載”的時間，讓它滿足“一秒鐘法則”。

按需加載

首先要明確，按需加載雖然能提升首屏加載的速度，但是可能帶來更多的界面重繪，影響渲染性能，因此要評估具體的業務場景再做決定。

Lazyload

Lazyload，即延遲加載，這並不是一個新的技術，在PC時代也是非常常用的一種性能優化手段。這個方案的原則是讓屏幕外，或者不影響整體效果顯示的圖片、背景等資源，在界面就緒之後再進行網絡加載。

滾屏加載

滾屏加載是一種常見的無刷新動態加載數據的方案，通常用在列表形式數據展示中。一方面，數據不是通過翻頁進行加載，這樣就避免了再一次請求和渲染整個頁面；另一方面，數據顯示的數量是受限的，例如第一次只請求了10條數據，也就只需要渲染這10條數據，下拉滾屏的時候，再去獲得下面10條數據。

Media Query（響應式加載）

響應式設計是現在網站設計的一個流行趨勢，隨著移動互聯網的發展，這項技術也越來越受到重視。通過這項技術，我們能夠方便地控制資源的加載與顯示，例如說在分辨率不同的手機上，分別使用不同的css，加載不同大小的圖片資源。 方案參考： http://www.poluoluo.com/jzxy/201206/167034.html

第三方資源異步加載

第三方資源有的時候不可控，比如說頁面統計、地圖顯示、分享組件等，這些第三方資源使用的時候要慎重選擇，充分考察它們對於性能的影響，使用異步加載的方式進行，防止第三方資源的使用影響到頁面本身的功能。

Loading進度條

在加載時間較長的時候，務必要讓用戶明確感知到加載完成的提示，通常是在加載過程中顯示Loading的進度條，加載完成的時候隱藏它。從心理上，這會讓用戶有一種“期盼感”，而不至於太過枯燥。

對於一些重量級的H5應用，例如遊戲，開始前需要加載很多資源才能讓後面的遊戲過程更為流暢，一個帶百分比進度顯示的進度條就更加重要。

避免30*/40*/50*的http status

• 200是一個正常的response，我們在瀏覽器中打開一個網頁（後面會講如何針對移動端進行調試），還會看到304，即命中瀏覽器緩存。這兩種狀態是正常的http status。

• 302、301跳轉是常見的跳轉，尤其前一種，在我們進行鑒權的時候有時會用到，但這個做法要盡可能地優化，一個頁面訪問，最多只進行一次302跳轉即可，切忌頻繁地跳轉。

• 404、500，我們對自己開發的代碼比較註意，一般不會發生，但是有的時候，加載第三方庫，尤其是第三方庫中有自己load組件的操作，這時，404和500錯誤可能會在你不知不覺的時候發生。例如釘釘的第三方微應用中，就遇到過dojo的組件加載問題，加載的一些子組件失敗了，但是又沒有影響頁面顯示，這就很容易被忽略。後面也會再講，如何去測試和發現這樣的隱患。

Favicon.ico

如果我們沒有設置圖標ico，則會加載默認的圖標：域名目錄下的favicon.ico。很多開發者沒有註意到這一點，就會導致這個請求404或者500。

通常，我們在應用內部打開網頁，不會顯示這個圖標出來（除非放到瀏覽器中顯示網頁），我們需要保證這個圖標存在，盡可能地小（一般4KB以下），並且設置一個較長的緩存過期時間。

圖片的使用

格式選擇

顯示效果較好的圖片格式中，有webp、jpg和png24/32這幾種常見的圖片格式。一般來說，webp的圖片最小，但在iOS或者android4.0以下的系統中可能會有兼容性問題需要解決。

• Jpg是我們最常使用的方案，大小適中，解碼速度快，兼容性問題也基本不存在，是我們在H5的應用中使用起來性價比最高的方案。

• Png24或png32，一般來說，顯示效果肯定會比jpg更好，但是實際上人眼很難感知出來，所以在H5應用中要避免這種格式的大圖片。

對於少量的圖片，推薦用智圖或者tinypng等工具來幫助自己選擇合適的大小、格式。

像素控制

在H5應用中，圖片的像素要嚴格控制，一般來說不建議寬度超過640px。

小圖片合並

在html網頁中，如果有多個小圖片需要加載，不妨試試CSS Sprites方案，尤其是一些基本不變，大小差不多的操作類型圖標。

避免html代碼中的大小重設

在html或者css中，如果有類似width: **px這樣的代碼，就要註意看一看了，如果說圖片顯示的效果是寬度100px，而下載的圖片卻是200px寬度，那這大小基本上就是所需要的4倍面積了，所以在H5應用中，使用圖片的一個原則就是需要顯示成多大，就下載多大的資源。

避免DataURL

DataURL是用Base64的方式，將圖片變成一串文本編碼放入代碼的方式。這種方式有好處，因為它可以減少一次http交互的請求，對於一些體積特別小的圖片，或者是動態生成的圖片可以考慮使用。但在H5應用中，一般情況下，我們都是需要避免DataURL的，因為它的數據體積通常比二進制圖片的格式大1/3，而且它不會被瀏覽器緩存，每次頁面刷新都需要重新加載這部分數據。

使用圖片的替代(css3, svg, iconfont)

CSS3和svg可以更好地使用GPU進行渲染加速，而且會避免增加圖片資源導致的http請求增加。例如一些div的圓角效果，就完全可以用用css來實現。

Iconfont，可以認為是一種矢量類型的操作字體。如果頁面中有較多的操作圖標，可以考慮使用iconfont來替代圖片資源。

域名/服務端部署

Gzip

服務端要開啟Gzip壓縮。

資源緩存，長cache

合理設置資源的過期時間，尤其對一些靜態的不需要改變的資源，將其緩存過期時間設置得長一些。

分域名部署(靜態資源域名)

將動態資源和靜態資源放置在不同的域名下，例如圖片，放在自己特定的域名下。這樣的好處是，靜態資源請求時，不會帶上動態域名中所設置的cookie頭信息，從而減少http請求的大小。

減少Cookie

盡量減少Cookie頭信息的大小，因為這部分數據使用的是上行流量，上行帶寬更小，所以傳輸速度更慢，因此要盡量精簡其大小。

CDN加速

部署CDN服務器，或者使用第三方的CDN加速服務，優化不同地域接入網站的帶寬速度。

代碼資源

Javascript, CSS合並

盡量將所有的js和css合並，減少資源請求的次數。

外聯使用js, css

外聯使用js和css，這樣可以有效地利用緩存，避免html頁面刷新後重新加載這部分代碼。

壓縮html, js, css

壓縮代碼，尤其是js和css資源，壓縮後的大小可以降低至原來的1/3以下，有效節約流量。

資源的版本更新

庫js、css通常不會更新，但是我們的業務js和css可能會有更新，如果命中瀏覽器緩存，可能會讓一些新的特性不能及時展現，甚至可能導致邏輯上的沖突。

因此對於這些js、css的資源引入，最好用版本號或者更新時間來作為後綴，這樣的話，後綴不變，命中緩存；後綴改變，瀏覽器自動更新最新的代碼。

Css位置

CSS要放到html代碼的開頭的head標簽結束前。如果網頁是動態生成的，那麽在head代碼完成後可以強制輸出（例如php的flush()操作），這樣的話，瀏覽器就會更快地解析出來head中的內容，開始下載css文件資源。

Js位置

Js放到前，這樣的話，js的加載不會影響初始頁面的渲染。

代碼規範

避免空src

圖片設置為空的src地址，在某些瀏覽器中可能會導致增加一個無效的http請求，因此要避免。

避免css表達式

可能會讓頁面多次執行計算，造成卡頓等性能問題。

避免空css規則

降低css渲染計算的成本

避免直接設置元素style

直接設置style屬性，一方面在html代碼中不利於緩存，另一方面也不利於樣式的復用，因此要避免，通過指定id或者class的方式，在css代碼塊中進行樣式調整。

服務端接口

接口合並

如果頁面需要請求兩部分以上的數據接口，建議將其合並，否則會增加一次http請求。

減少接口數據量

有的時候，服務端會把一些無關緊要的數據返回回來，尤其是類似於更新時間、狀態等信息，如果在客戶端不影響內容的邏輯展示，不妨在接口返回的數據中直接去掉這些內容。

緩存

緩存接口數據，在一些數據新舊敏感性不高的場景下很有作用，在非首次加載數據時候優先使用上次請求來的緩存數據，可以讓頁面更加快速地渲染出來，而不用等待一個新的http請求結束之後再渲染。這一點我們在後面還會再次提及。

其他一些建議

• 合理使用css
  • 正確使用Display屬性 Display屬性會影響頁面的渲染，因此請合理使用
  • display:inline後不應該再使用width、height、margin、padding以及float
  • display:inline-block後不應該再使用float
  • display:block後不應該再使用vertical-align
  • display:table-*後不應該再使用margin或者float
  • 不濫用float
  • 不聲明過多的font-size
  • 值為0時不需要單位
  • 標準化各種瀏覽器前綴
  • 無前綴應放在最後
  • CSS動畫只用 （-webkit- 無前綴）兩種即可
  • 其它前綴為 -webkit- -moz- -ms- 無前綴 四種，（-o-Opera瀏覽器改用blink內核，所以淘汰）
• 選擇器
  • 避免讓選擇符看起來像是正則表達式。高級選擇器不容易讀懂，執行耗時也長
  • 盡量使用ID選擇器
  • 盡量使用css3動畫
• 資源加載
  • 使用srcset
  • 首次加載不超過1024KB（或者可以說是越小越好）
• html和js
  • 減少重繪和回流
  • 緩存dom選擇和計算
  • 緩存列表.length
  • 盡量使用事件代理,避免批量綁定事件
  • 使用touchstart，touchend代替click
  • Html使用viewport
  • 減少dom節點
  • 合理使用requestAnimationFrame動畫代替setTimeOut
  • 適當使用Canvas動畫
  • TouchMove, Scroll事件會導致多次渲染

更快一步

前面的很多建議與普通的PC端web網頁的開發是一致的，但是在移動互聯網應用下，僅僅做到這些，可能只有60分，那麽怎樣才能得到80分甚至更高？

單頁應用

釘釘的審批微應用，使用的就是單頁架構。在這種架構下，基本不存在頁面跳轉的等待時間，只需要執行js邏輯觸發界面變化，最多進行一次網絡請求，獲得服務端數據，其他資源均不需要再次請求。

資源離線

再快的網絡交互，畢竟也是跨越了數個網絡節點，因此一張圖片、一個js，優化到了極致，也照樣可能需要幾百毫秒的時間來獲得。因此想要打破這個極限，就要使用資源離線的策略。

在釘釘的微應用中，就使用了這樣的一個“離線包”策略。一些固定的圖片、js庫等，被打包放入app中（或根據需要，在app啟動的時候進行下載更新）。

微應用中，網頁代碼裏面加載網絡資源的需求，就變成了直接加載本地文件，速度自然得到再一次巨大的提升。

本地數據持久化和更新機制(版本管理)

對於一些時效性沒有那麽高的數據，可以考慮將接口數據緩存。那麽頁面的渲染將變成這樣的流程：

而非首次進入界面，流程如下：

可以看出，在非首次進入界面的時候，頁面不需要等待網絡數據返回，就可以進行界面渲染，渲染的初始數據來自於本地的緩存，頁面可以“秒開”。而當服務端的數據返回之後，本地的渲染會再次更新，緩存也被更新。

采用這樣的方案有利有弊，好處顯而易見，首屏加載的速度簡直太快了——靜態資源來自本地，數據接口來自本地，這在2G、3G或者其他網絡速度較慢的時候，也可以讓用戶在極短的時間內就看到內容。但是這種方案也並非萬能。

1. 首次加載不可避免，還是會請求網絡。
2. 服務端有更新的時候，客戶端不能夠快速感知，頁面可能還停留在一個“舊的版本”上，尤其是網絡速度較慢時，可能還是需要經過好幾秒，頁面才會更新至最新版本。因此如果應用對數據的新舊很敏感的話，這種方案就不適合
3. 數據更新後，需要重新渲染界面，界面刷新的性能消耗比正常情況更多，而且增加了程序的復雜度，容易出錯。

預加載

有時，我們能夠通過用戶的行為統計，預判出用戶下一步可能進行的操作。假設，我們統計出來針對某個微應用，用戶首頁渲染完成之後，大部分會點擊列表中的第一個項目查看詳情。那麽在首頁渲染完成之後，我們就可以先預先加載第一個項目的部分內容，那麽針對這部分用戶，他們實際點擊之後，立即就能看到新的頁面中的內容。

當然，這個方式也並不是在所有場景下都使用。一方面，需要做好充分的用戶調研，掌握用戶的使用習慣；另一方面，對於小部分用戶而言，預加載所帶來的就是不必要的流量消耗。

測試方案

工具準備

Chrome

在功能測試中，我們通常可以用chrome來測試不同的分辨率下，或是不同的設備上，網頁的展現情況。在我們做性能優化的時候，也可以用這種方式來進行調試，方便地觀察在特定設備上，靜態資源是否按照我們想象的那樣去加載了。

例如，我們想看下百度首頁在某個設備下的表現。 通過F12進入控制臺，點擊圖中的短箭頭標示出來的那個設備圖標，然後就可以在Device和Network中選擇不同的設備和網絡狀況。

例如iphone5下，這個地圖的圖標，明顯就可以看到是用iconfont來實現的效果。

當然，這個功能也僅僅是一種模擬，通過控制屏幕分辨率、UserAgent等來模擬設備請求，在實際的設備上，又該怎麽查看呢？

還是Chrome，我們在地址欄中輸入chrome://inspect （註意：Android版本需要是4.4+，並且應用中的WebView必須進行相應的調試聲明配置）

在這裏點擊inspect，則可進入我們熟悉的F12控制臺界面，只不過debug的對象變成了我們在手機應用中的網頁。

輸入performance.timing.domComplete - performance.timing.navigationStart，就可以打印出網頁加載的時間，domComplete表示所有的處理都已完成並且所有的附屬資源都已經下載完畢。navigationStart表示開始加載新頁面。兩者相減，就代表這個網頁完成渲染所需要的時間了。

同樣地，我們可以在Elements tab中，debug網頁，查看各個資源的使用，在Network中，看看加載了哪些資源，是否都做過了壓縮。

然而，這種方式，還是有一定缺陷。 1. 如果打開網頁經過了跳轉，那麽我們只能在這裏看到最後一個url頁面的加載情況。 2. 第一次打開頁面的時候，在Network中，默認是不顯示請求的詳情的，當我們選擇了preserve log upon navigation之後才會捕獲，因此首次進入頁面的加載情況，我們就很難獲得了。

那麽有沒有一種方法，讓我們能夠更方便地去查看首次訪問時，各種資源的加載使用情況呢？

Charles

Charles Proxy，可以說是H5測試的一個神器。 它的作用是在PC端開啟一個代理服務器，手機連到這個代理服務器上之後，所有的http請求就都可以在這裏看得清清楚楚。經過配置證書選項，https的請求也可以正常查看。

從圖中，我們明顯可以看到，有一些404的異常請求，這些都將對我們H5應用的性能造成影響。 如果我們發現有一些資源的Duration比較大，那這些可能是服務端響應太慢，自然也可以作為我們優化的依據。

測試標準

在釘釘的測試中，形成了一套標準。

|指標項|遵循的原則|優先級|檢查項|說明| |:-|:-|:---|:---|:--| |內存|內存無泄漏|P0|主功能頁面反復打開，功能的重復調用，內存無泄漏| 可以使用sysdump,也可以用我們開發的perfeasy工具進行觀察| | | |P1|主功能頁面，持續操作，退出後，內存占用不超過總內存的5%|perfeasy| |CPU|減少無端的CPU使用|P1|滅屏，靜置2分鐘，在5分鐘內CPU使用平均1%|adb連接後, 使用top命令| ||||主幹功能正常操作CPU占用不超過60%, 持續5秒|perfeasy| |電量|避免無端電量消耗|P0|滅屏狀態下，無線程持續運行|一般來說, 靜置cpu正常, 這一項就沒有問題| ||||滅屏，window.setTimeout()方法停止|一般來說, 靜置cpu正常, 這一項就沒有問題同上| ||||滅屏，window.setInterval()方法停止|同上| ||||ajax超時時間設置為5000ms以內|結合代碼| ||||ajax無retry邏輯|結合代碼| |資源|資源的正確使用|P0|是否存在資源的重復拉取|charles| |||P1|H5頁面首屏總大小不超過200K|charles, chrome| |||P1|抓包檢查(js/css/html)代碼去除了空格/註釋，JS文件變量名變成a/b等代替|charles, chrome| |||P1|H5引用的單張圖片小於60K|charles, chrome
如果影響了顯示質量, 可酌情調整| |流暢度|確保給到用戶流暢的展示體驗|P1|流暢的實時動畫展示，avgFPS>=45|perfeasy| |時延|確保給到用戶流暢的切換體驗|P0|wifi網絡下，首次進入頁面onload時間<1000ms|Chrome| |時延|確保給到用戶流暢的切換體驗|P0|wifi網絡下，首次進入頁面onload時間<1000ms|Chrome| ||||wifi網絡下，非首次進入頁面onload時間<500ms|Chrome| ||||3G正常網絡， 首次進入頁面onload時間<2000ms|chrome, 樹莓派模擬3G| ||||3G正常網絡， 非首次進入頁面onload時間<1000ms|chrome, 樹莓派模擬3G|

經典案例

圖片未優化

通過charles可以方便地進行測試。 從請求監控的情況看，有一張圖片超過了60KB，寬度640px，但是在應用中，實際顯示的是一張小縮略圖，是通過代碼控制讓它顯示成小圖的，因此修改方案很簡單，將所有頭像的圖片均改為獲取120px寬度的即可。

按需加載

• 釘釘的教學頁面

  • 多個slide頁面, 每個頁面有2-3個圖片, 其中有一個是大圖顯示
  • 圖片是客戶提供的, 最大的圖片大約是300KB以上
  • 第一次進入頁面後, 所有slide的圖片均進行加載
  • 3G網絡下, loading的圖標大約持續6000ms後才會消失

• 優化方案

  • 盡可能優化圖片, 但是壓縮後發現噪點明顯增加, 影響了顯示效果
  • 修改加載方案, 第一次進入後, 只加載本頁的圖片
  • loading時間降低至1秒左右

H5性能優化方案