前端优化⾸屏加载
前⾔
⾃JavaScript诞⽣以来,前端技术发展⾮常迅速。移动端⽩屏优化是前端界⾯体验的⼀个重要优化⽅向,Web前端诞⽣了SSR、CSR、
预渲染等技术。在美团⽀付的前端技术体系⾥,通过预渲染提升⽹页⾸帧优化,从⽽优化了⽩屏问题,提升⽤户体验,并形成了最佳实践。
在前端渲染领域,主要有以下⼏种⽅式可供选择:
CSR预渲染SSR同构
优
点
不依赖数据FP时间最快客
户端⽤户体验好内存数据
共享
不依赖数据FCP时间⽐CSR
快客户端⽤户体验好内存数据
共享
SEO友好⾸屏性能
⾼,FMP⽐CSR和预
渲染快
SEO友好⾸屏性能⾼,FMP⽐CSR和预渲染快客户端⽤
户体验好内存数据共享客户端与服务端代码公⽤,开发效率
⾼
缺
点
SEO不友好FCP、FMP
慢
SEO不友好FMP慢
客户端数据共享成本⾼
模板维护成本⾼
Node容易形成性能瓶颈
通过对⽐,同构⽅案集合CSR与SSR的优点,可以适⽤于⼤部分业务场景。但由于在同构的系统架构中,连接前后端的Node中间层处
于核⼼链路,系统可⽤性的瓶颈就依赖于Node,⼀旦作为短板的Node挂了,整个服务都不可⽤。
结合到我们团队负责的⽀付业务场景⾥,由于⽀付业务追求极致的系统稳定性,服务不可⽤直接影响到客诉和资损,因此我们采⽤浏览器端
渲染的架构。在保证系统稳定性的前提下,还需要保障⽤户体验,所以采⽤了预渲染的⽅式。
那么究竟什么是预渲染呢?什么是FCP/FMP呢?我们先从最常见的CSR开始说起。
以Vue举例,常见的CSR形式如下:
⼀切看似很美好。然⽽,作为以⽤户体验为⾸要⽬标的我们发现了⼀个体验问题:⾸屏⽩屏问题⾸屏⽩屏问题。
为什么会⾸屏⽩屏
浏览器渲染包含HTML解析、DOM树构建、CSSOM构建、JavaScript解析、布局、绘制等等,⼤致如下图所⽰:
要搞清楚为什么会有⽩屏,就需要利⽤这个理论基础来对实际项⽬进⾏具体分析。通过DevTools进⾏分析:
等待HTML⽂档返回,此时处于⽩屏状态。
对HTML⽂档解析完成后进⾏⾸屏渲染,因为项⽬中对
加了灰⾊的背景⾊,因此呈现出灰屏。
进⾏⽂件加载、JS解析等过程,导致界⾯长时间出于灰屏中。
当Vue实例触发了mounted后,界⾯显⽰出⼤体框架。
调⽤API获取到时机业务数据后才能展⽰出最终的页⾯内容。
由此得出结论,因为要等待⽂件加载、CSSOM构建、JS解析等过程,⽽这些过程⽐较耗时,导致⽤户会长时间出于不可交互的⾸屏灰⽩
屏状态,从⽽给⽤户⼀种⽹页很“慢”的感觉。那么⼀个⽹页太“慢”,会造成什么影响呢?
“慢”的影响
的报告中指出:
57%的⽤户更在乎⽹页在3秒内是否完成加载。
52%的在线⽤户认为⽹页打开速度影响到他们对⽹站的忠实度。
每慢1秒造成页⾯PV降低11%,⽤户满意度也随之降低降低16%。
近半数移动⽤户因为在10秒内仍未打开页⾯从⽽放弃。
我们团队主要负责美团⽀付相关的业务,如果⽹站太慢会影响⽤户的⽀付体验,会造成客诉或资损。既然⽹站太“慢”会造成如此重要的影
响,那要如何优化呢?
优化思路
在⼀⽂中,共提到了4个页⾯渲染的关键指标:
基于这个理论基础,再回过头来看看之前项⽬的实际表现:
可见在FP的灰⽩屏界⾯停留了很长时间,⽤户不清楚⽹站是否有在正常加载,⽤户体验很差。
试想:如果我们可以将FCP或FMP完整的HTML⽂档提前到FP时机预渲染,⽤户看到页⾯框架,能感受到页⾯正在加载⽽不是冷冰冰
的灰⽩屏,那么⽤户更愿意等待页⾯加载完成,从⽽降低了流失率。并且这种改观在弱⽹环境下更明显。
通过对⽐FP、FCP、FMP这三个时期DOM的差异,发现区别在于:
FP:仅有⼀个div根节点。
FCP:包含页⾯的基本框架,但没有数据内容。
FMP:包含页⾯所有元素及数据。
仍然以Vue为例,在其⽣命周期中,mounted对应的是FCP,updated对应的是FMP。那么具体应该使⽤哪个⽣命周期的HTML结
构呢?
mounted(FCP)updated(FMP)
缺
点
只是视觉体验将FCP提前,实际的TTI时
间变化不⼤
构建时需要获取数据,编译速度慢构建时与运⾏时的数据存在差异性有复杂交互的页⾯,仍需等待,实
际的TTI时间变化不⼤
优
点
不受数据影响,编译速度快⾸屏体验好对于纯展⽰类型的页⾯,FP与TTI时间近乎⼀致
通过以上的对⽐,最终选择在mounted时触发构建时预渲染。由于我们采⽤的是CSR的架构,没有Node作为中间层,因此要实现
DOM内容的预渲染,就需要在项⽬构建编译时完成对原始模板的更新替换。
⾄此,我们明确了构建时预渲染的⼤体⽅案。
构建时预渲染⽅案
构建时预渲染流程:
配置读取
由于SPA可以由多个路由构成,需要根据业务场景决定哪些路由需要⽤到预渲染。因此这⾥的配置⽂件主要是⽤于告知编译器需要进⾏预
渲染的路由。
在我们的系统架构⾥,脚⼿架是基于Webpack⾃研的,在此基础上可以⾃定义⾃动化构建任务和配置。
触发构建
项⽬中主要是使⽤TypeScript,利⽤TS的,我们封装了统⼀的预渲染构建的钩⼦⽅法,从⽽只⽤⼀⾏代码即可完成构建时预渲染的触
发。
装饰器:
使⽤:
构建编译
从流程图上,需要在发布机上启动模拟的浏览器环境,并通过预渲染的事件钩⼦获取当前的页⾯内容,⽣成最终的HTML⽂件。
由于我们在预渲染上的尝试⽐较早,当时还没有、、等,因此在选型上使⽤的是(PrerenderSPAPlugin早期版本也是基于
phantomjs-prebuilt实现的)。
通过phantom提供的API可获得当前HTML,⽰例如下:
为了提⾼构建效率,并⾏对配置的多个页⾯或路由进⾏预渲染构建,保证在5S内即可完成构建,流程图如下:
⽅案优化
理想很丰满,现实很⾻感。在实际投产中,构建时预渲染⽅案遇到了⼀个问题。
我们梳理⼀下简化后的项⽬上线过程:
开发->编译->上线
假设本次修改了静态⽂件中的⼀个JS⽂件,这个⽂件会通过CDN⽅式在HTML⾥引⽤,那么最终在HTML⽂档中的引⽤⽅式是
src="/">。然⽽由于项⽬还没有上线,所以其实通过完整URL的⽅式是获取不到这个⽂件的;⽽预渲染的构
建⼜是在上线动作之前,所以问题就产⽣了:
构建时预渲染⽆法正常获取⽂件,导致编译报错
怎么办?
请求劫持
因为在做预渲染时,我们使⽤启动了⼀个模拟的浏览器环境,根据phantom提供的API,可以对发出的请求加以劫持,将获取CDN⽂件
的请求劫持到本地,从⽽在根本上解决了这个问题。⽰例代码如下:
构建时预渲染研发流程及效果
最终,构建时预渲染研发流程如下:
开发阶段:
通过TypeScript的装饰器单⾏引⼊预渲染构建触发的⽅法。
发布前修改编译构建的配置⽂件。
发布阶段:
先进⾏常规的项⽬构建。
若有预渲染相关配置,则触发预渲染构建。
通过预渲染得到最终的⽂件,并完成发布上线动作。
完整的⽤户请求路径如下:
通过构建时预渲染在项⽬中的使⽤,FCP的时间相⽐之前减少了75%。
作者简介
寒阳,美团资深研发⼯程师,多年前端研发经历,负责美团⽀付钱包团队和美团⽀付前端基础技术。
本文发布于:2023-03-04 09:03:32,感谢您对本站的认可!
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