前端性能优化—网页加载过程、性能优化方法、防抖和节流

一、网页加载过程
- 1、加载资源的形式
- 2、加载资源的过程
- 3、渲染页面的过程
- 4、关于window.onload 和 DOMContentLoaded
二、性能优化
- 1、性能优化原则
- 2、性能优化的方法
- 3、让加载更快
- 4、让渲染更快
三、防抖和节流
- 1、防抖 debounce
- 2、节流 throttle
四、写在最后

平常我们在加载网页的时候，首先需要先加载网页代码，之后渲染出页面，在这个期间会执行若干个 JS 。那么，如果想要让网页呈现速度和渲染速度快，我们就得保证我们的代码在浏览器这个运行环境当中稳定且高效。这就谈到一个前端性能优化的问题。

在下面这篇文章，将讲解关于前端性能优化的一些常见问题。

一、网页加载过程

1、加载资源的形式

网页需要加载的资源，一般包括以下内容：

html 代码；
媒体文件，如图片、视频等；
javascript、 css 。

2、加载资源的过程

加载资源的过程需要经过以下几个步骤：

DNS 解析：域名 -> IP 地址。
浏览器根据 IP 地址向服务器发起 http 请求。
服务器处理 http 请求，并返回给浏览器。

3、渲染页面的过程

渲染过程 - 1

根据 HTML 代码生成 DOM Tree ；
根据 CSS 代码生成 CSSOM ；
将 DOM Tree 和 CSSOM 整合形成 Render Tree 。

渲染过程 - 2

根据 Render Tree 渲染页面；
遇到 <script> 则暂停渲染，优先加载并执行 JS 代码，完成后再继续执行；
直至把 Render Tree 渲染完成。

4、关于window.onload 和 DOMContentLoaded

window.addEventListener('load', function(){//页面的全部资源加载完才会执行，包括图片、视频等
});document.addEventListener('DOMContentLoaded', function(){//DOM 渲染完即可执行，此时图片、视频还可能没加载完 -> 尽量选择此方法
});

二、性能优化

性能优化是一个综合性的问题，永远没有标准答案，下面将从几个方面来讲解性能优化的内容。

1、性能优化原则

多使用内存、缓存或其他方法。
减少 CPU 计算量，减少网络加载耗时。
适用于所有编程的优化方法 —— 空间换时间。

2、性能优化的方法

（1） 让加载更快

（2） 让渲染更快

3、让加载更快

（1）减少资源体积

压缩代码： 可以通过压缩代码来减少资源体积，包括 js 文件、 css 文件和图片都可以进行压缩。同时服务器端可以通过 gzip 算法来对资源进行压缩。

（2）减少访问次数

合并代码： 比如说我们写了三四个文件，但通过打包可能就只剩下一个文件，并且文件里面是以一行的形式出现，或者雪碧图也算是其中一种方式。
SSR服务器端渲染：

服务端把网页和数据一起加载，一起渲染。

非SSR：先加载网页，再加载数据，再渲染数据，这个过程听起来就优点繁琐。

早期的 JSP 、ASP 、PHP，现在的 vue SSR 、React SSR。
缓存：

举个例子：假设有 10 个资源，如果每次请求都要请求 10 次，那这样子是非常耗时的；那如果 10 个资源中有 6 个命中了缓存，则只需要请求另外 4 个。

那如何做缓存来达到减少访问次数呢？

前端会在静态资源上加 hash 后缀，根据文件内容计算 hash 。当文件内容不变时，则 hash 和 url 都不变。此时 url 和文件不变，则会自动触发 http 缓存机制，返回 304 。

（3）使用更快的网络

通过 CDN 来操作：

CDN ，即内容分发网络(Content Delivery Network，简称 CDN )，是建立并覆盖在承载网之上，由分布在不同区域的边缘节点服务器群组成的分布式网络。

CDN 就是一个反向代理，根据地域来做网络服务，主要是前端用来做静态资源加载，通常在前端项目部署的时候进行这项操作。

我们平常所使用的 bootstrap 、 JQuery 一般都采用 cdn 的形式。

这里我也不是特别了解 cdn 的内容，只能才疏学浅的进行介绍。附上一篇我看完觉得比较好理解的文章，大家可以根据需求进行查看~

4、让渲染更快

（1）html、css、js和图片层面

css 放在 head ， JS 放在 body 最下面；
尽早开始执行 JS ，用 DOMContentLoaded 触发；

懒加载（图片懒加载，上滑加载更多）。

<img id = "img1" src = "preview.png" data-realsrc = "abe.png"/>
<script type = "text/javascript">let img1 = document.getElementById('img1');//把真实的图片data-realsrc赋值给预览的图片srcimg1.src = img1.getAttribute('data-realsrc');//…… 一系列逻辑操作
</script>

（2）从DOM层面

对 DOM 查询进行缓存；
从频繁进行 DOM 操作，变为合并到一起进行 DOM 结构插入；

注：关于DOM的性能优化我有在之前的一篇文章中讲过，在主题一的第4小点，这里不再进行细讲，大家可以根据自身需求进行查阅~

（3）防抖 debounce 和节流 throttle

关于防抖和节流的讲解，详细见下方。

三、防抖和节流

1、防抖 debounce

（1）含义： 从频繁执行触发变为只在最后一次触发。

（2）发生场景： 监听一个输入框，如果直接用 keyup 事件，则每输入一个文字都会触发 onchange 事件，频繁执行操作。

（3）防抖解决： 用户输入结束或暂停时，才会触发 change 事件。

（4）引例阐述

假设我们现在要监听一个输入框的值，此时我们直接用 keyup 事件来实现。实现方式如下：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head><meta charset="UTF-8"><meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge"><meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"><title>Document</title>
</head>
<body><input type="text" id="input1"><script type="text/javascript">const input1 = document.getElementById('input1');input1.addEventListener('keyup', function(){console.log(input1.value);});</script>
</body>
</html>

此时浏览器的显示效果是这样的。

防抖场景

大家可以发现，当我们使用 keyup 事件处理，每当我们输入一个字母时，浏览器就会频繁进行打印，这样看起来也太耗费性能了。

于是就有了防抖的解决方案，防抖通过对频繁执行的操作变为只在最后一次执行。实现方式如下：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head><meta charset="UTF-8"><meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge"><meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"><title>Document</title>
</head>
<body><input type="text" id="input1"><script type="text/javascript">const input1 = document.getElementById('input1');let timer = null;input1.addEventListener('keyup', function(){if(timer){clearTimeout(timer);}timer = setTimeout(() => {//模拟触发 change 事件console.log(input1.value);//清空定时器timer = null;}, 500);//  console.log(input1.value);});</script>
</body>
</html>

此时浏览器的显示效果是这样的。

防抖解决

通过上图发现，当我们在输入框输入字母时，只在最后输入结束时控制台才打印结果出来。而不会像上面那样频繁打印，因此通过防抖，实现了把频繁执行变为了只在最后一次执行的操作。

（5）封装防抖函数

通过上面的例子，相信大家对防抖有了一个基础的了解。接下来我们通过封装函数来实现相同效果的防抖功能。具体代码如下：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head><meta charset="UTF-8"><meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge"><meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"><title>Document</title>
</head>
<body><input type="text" id="input1"><script type="text/javascript">const input1 = document.getElementById('input1');// 封装一个防抖函数function debounce(fn, delay = 500){// timer 是在闭包中的let timer = null;return function(){if(timer){clearTimeout(timer);}timer = setTimeout(() => {fn.apply(this, arguments);}, delay);}}//运用防抖函数实现input输入框触发操作input1.addEventListener('keyup', debounce(function () {console.log(input1.value);}, 600));</script>
</body>
</html>

2、节流 throttle

（1）含义： 从频繁执行触发变为每隔一段时间触发一次。

（2）发生场景： 拖拽一个元素时，直接用 drag 事件，则会频繁触发，很容易导致卡顿。

（3）节流解决： 无论拖拽速度多快，都会每隔 100ms 触发一次（这里的 100ms 不是固定值，也可设置成其它的值）。

（4）引例阐述

假设我们现在要拖拽一个元素，并且想要随时拿到该元素被拖拽的值。此时我们直接用 drag 事件来实现。实现方式如下：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head><meta charset="UTF-8"><meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge"><meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"><title>Document</title><style>#div1{border: 1px solid #ccc;width: 200px;height: 100px;}</style>
</head>
<body><div id = "div1" draggable="true">可拖拽</div><script type="text/javascript">const div1 = document.getElementById('div1');//用节流之前div1.addEventListener('drag', function(e) {console.log(e.offsetX, e.offsetY);})</script>
</body>
</html>

此时浏览器的显示效果是这样的。

节流场景

大家可以发现，当我们使用 drag 事件处理，每当我们拖拽元素时，浏览器就会频繁进行打印，这样似乎有一点点耗费性能。

于是就有了节流的解决方案，节流通过对频繁执行的操作变为只在每隔一段时间操作。实现方式如下：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head><meta charset="UTF-8"><meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge"><meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"><title>Document</title><style>#div1{border: 1px solid #ccc;width: 200px;height: 100px;}</style>
</head>
<body><div id = "div1" draggable="true">可拖拽</div><script type="text/javascript">const div1 = document.getElementById('div1');// 用节流之后let timer = null;div1.addEventListener('drag', function(e){if(timer){return;}timer = setTimeout(() => {console.log(e.offsetX, e.offsetY);timer = null;}, 500);});</script>
</body>
</html>

此时浏览器的显示效果是这样的。

节流解决

通过上图发现，当我们在拖拽时，不再像刚刚那样频繁打印，而是有规律的每隔 500ms 打印一次，这样子看起来就比刚刚的频繁触发要好很多了。所以，节流是通过将频繁执行改为每隔一段时间执行。

（5）封装节流函数

通过上面的例子，相信大家对节流有了一个基础的了解。接下来我们通过封装函数来实现相同效果的节流功能。具体代码如下：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head><meta charset="UTF-8"><meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge"><meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"><title>Document</title>
</head>
<body><input type="text" id="input1"><script type="text/javascript">const input1 = document.getElementById('input1');// 封装一个节流函数function throttle(fn, delay = 500){let timer = null;return function (){if(timer){return;}timer = setTimeout(() => {fn.apply(this, arguments);timer = null;}, delay);}}//运用节流函数实现拖拽时每隔一段时间触发操作div1.addEventListener( 'drag', throttle(function(e){console.log(e.offsetX, e.offsetY);}, 200));</script>
</body>
</html>