H5秒开方案思考与实践

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作者&＃xff1a;  flyfu wang

http://www.alloyteam.com/2019/10/h5-performance-optimize/

老板说 , 页面打开速度过慢? 页面加载性能不达标? 下面我们来看下各个大厂和团队的秒开经典方案&＃xff0c;有没有一款适合你去探索&＃xff1f;

本页面会列举和总结偏向与客户端结合的 hybrid 秒开方案&＃xff0c;纯前端方案也会部分提及。

常用的加速方法

说起 h5 性能优化方案&＃xff0c;是个老生常谈的话题&＃xff0c;通常的 web 优化方法&＃xff0c;基本围绕在资源加载和 html 渲染两个方面。前者针对首屏&＃xff0c;后者针对可交互。资源优化上&＃xff0c;我们总的方向是围绕更小的资源包上&＃xff0c;比如常见的&＃xff1a;压缩、减包、拆包、动态加载包及图片优化上。html 渲染上总的方向是更快的展示内容&＃xff0c;比如通过 cdn 分发、dns 解析、http 缓存、数据预请求&＃xff0c;数据缓存及首屏优化大杀器——直出等。

这些方案是各种前端面试中必考点&＃xff0c;也是作为一个前端开发&＃xff0c;当遇到性能问题、需要解决性能问题时最为首要和基本的思路。而具体应该使用什么样的方案&＃xff0c;取决于实际开发需求、优先级、综合成本、及投入产出比等。

在 react-native、weex、及 flutter 等客户端的技术不断在冲击传统 hybrid 的时候&＃xff0c;hybrid 也在一路演化、加速&＃xff0c;朝着一个使其达到与原生相媲美的方向发展。下面归纳了 hybrid 发展中出现的一些方案&＃xff0c;排序不分先后。

直出&＃43;离线包缓存

为了优化首屏&＃xff0c;大部分主流的页面会通过服务器进行渲染&＃xff0c;吐出 html 文件到前端&＃xff0c;解决转菊花比较久的问题&＃xff0c;不同类型的主流框架&＃xff0c;都会有一套后台渲染方案&＃xff0c;比如 vue-server-renderer、react-dom/server 等。直出省去了前端渲染&＃xff0c;及 ajax 请求的时间&＃xff0c;虽然直出能够通过各种缓存策略优化得很好&＃xff0c;但加载 html 仍然需要时间。

通过离线包技术能够很好解决 html 文件本身加载需要时间的问题。离线包基本思路都是通过 webview 统一拦截 url&＃xff0c;将资源映射到本地离线包&＃xff0c;更新的时候对版本资源检测&＃xff0c;下载和维护本地缓存目录中的资源。比如腾讯的 webso 和 Alloykit 的离线包方案。

离线包策略在很多大厂运用比较成熟&＃xff0c;它对 web 端而言&＃xff0c;是相对透明&＃xff0c;侵入性非常小。

客户端代理的 VasSonic

在 hybrid h5 中&＃xff0c;用户从点击到看见页面之间&＃xff0c;还存在 webview 初始化&＃xff0c;请求资源的时间&＃xff0c;而这里的过程是串行的&＃xff0c;对于追求更极致的体验来说&＃xff0c;这里是有优化掉的空间和可能。
VasSonic 是腾讯增值会员团队研发的一个轻量级 hybrid 框架&＃xff0c;支持上面提到的离线包策略&＃xff0c;更进一步的是&＃xff0c;它还做了以下优化&＃xff1a;

• webview 初始化和通过客户端代理资源请求并行

• 流式拦截请求&＃xff0c;边加载边渲染

• 实现了动态缓存和增量更新。

简单说下它是怎么做到的&＃xff0c;客户端代理资源请求并行没什么好说的&＃xff0c;就是在创建 webview 之前&＃xff0c;通过客户端代理建立网络连接&＃xff0c;请求 html&＃xff0c;然后缓存起来&＃xff0c;等待 webview 线程发起 html 资源请求的时候&＃xff0c;客户端进行拦截&＃xff0c;将缓存好的 html 返回给 webview。

动态缓存和增量更新如何做到呢&＃xff1f;

VasSonic 将 html 的内容分为 html 模板和动态数据两部分&＃xff0c;如何区分这两种类型呢&＃xff0c;它自己定义了一套 html 注释标记规则&＃xff0c;通过标签划分哪些是动态数据&＃xff0c;哪些是模板数据。然后再拓展了 http 头部&＃xff0c;定制了一套请求后台的约定。webview 发起 http 请求时会将页面内容的 id 携带过去&＃xff0c;后台处理判断后&＃xff0c;再告诉客户端是否需要更新局部数据&＃xff0c;如果是则将缓存的 html 模板与新数据拼接成新的 html&＃xff0c;最后计算出数据差异部分&＃xff0c;通过 js 回调给页面&＃xff0c;进行布局刷新。

[图来源网络]

VasSonic 的方案整体思路和效果非常不错&＃xff0c;特别是对于大部分 web 场景&＃xff0c;通常我们的模板较少发生变化&＃xff0c;大部分是数据部分变化&＃xff0c;能够很好的通过局部刷新做到秒开效果。对于首次加载而言&＃xff0c;通过并发请求和 webview 创建带来了不错的性能提升&＃xff0c;还能无缝的支持离线包策略。

但是 VasSonic 定义了一套特殊的注释标记及拓展了头部&＃xff0c;需要包括后台在内的前后端进行改造&＃xff0c;对 web 侵入性非常强&＃xff0c;接入的工作量及维护成本会非常大。

PWA&＃43;直出&＃43;预加载

不管是离线包技术&＃xff0c;还是 webview 代理请求&＃xff0c;都是对前端侵入非常大的&＃xff0c;pwa 作为 web 标准&＃xff0c;能够通过纯 web 的方案去加速和优化加载性能。

首先&＃xff0c;pwa 的能够通过 cacheStorage 缓存普通的图片、js、css 资源。另一方面&＃xff0c;在传统的 http cache 中&＃xff0c;我们一般不会缓存 html&＃xff0c;这是因为页面一旦设置了过长的 max-age&＃xff0c;在浏览器缓存过期时间内&＃xff0c;用户看到的永远将是旧的。

如果使用了 pwa 的 html 页面&＃xff0c;能否直接缓存呢&＃xff1f;由于 pwa 可精细化控制缓存&＃xff0c;答案是可以的。

对于直出 html&＃xff0c;我们可以配合 pwa&＃xff0c;将从后台直出的文件&＃xff0c;缓存到 cacheStorage&＃xff0c;在下一次请求时&＃xff0c;优先从本地缓存中获取&＃xff0c;同时发起网络请求更新本地 html 文件。

但是在 hybrid 的 h5 应用&＃xff0c;第一次启动的加载资源仍然费时&＃xff0c;我们可以通过 app 端上支持预加载一个 Javascript 脚本&＃xff0c;拉取需要 PWA 缓存的页面&＃xff0c;可以提前完成缓存。

对于非直出的页面&＃xff0c;我们仍然无法避免浏览器渲染 html 时间的问题&＃xff0c;应该如何减少这里的时间呢&＃xff1f;

这里明确两个点&＃xff0c;第一次永远只能靠提前加载&＃xff0c;所以上面的借助端上预加载脚本仍然生效&＃xff1b;第二点非直出页面&＃xff0c;每个页面需要有独一无二的标记&＃xff0c;比如 hash。浏览器获取到数据&＃xff0c;并且渲染好的 html&＃xff0c;能够通过 outerHTML 方法&＃xff0c;将 html 页面缓存到 cacheStorage 中&＃xff0c;第二次访问优先从本地获取&＃xff0c;同时发起 html 请求&＃xff0c;通过对比其中唯一标识的差异&＃xff0c;决定是否需要更新。

pwa 一系列方案替代离线包策略&＃xff0c;带来的好处是&＃xff0c;属于 web 标准&＃xff0c;适用于普通能够支持 service-worker 的 H5 页面。在允许兼容问题允许的情况下&＃xff0c;建议主加。

NSR 渲染

GMTC2019 全球大前端技术上 UC 团队提到了 0.3 秒的 “闪开” 方案。NSR 就是前端版本的 SSR&＃xff0c;非常具有启发性。

其核心思路是&＃xff0c;借助浏览器启用一个 JS-Runtime&＃xff0c;提前将下载好的 html 模板及预取的 feed 流数据进行渲染&＃xff0c;然后将 html 设置到内存级别的 MemoryCache 中&＃xff0c;从而达到点开即看的效果。

NSR 将 SSR 渲染的过程分发到了各个用户的端中&＃xff0c;在减少了后台请求压力的同时&＃xff0c;也加进一步快了页面打开速度&＃xff0c;堪称做到极致。

问题是数据预取和预渲染带来额外的流量和性能开销&＃xff0c;特别是流量&＃xff0c;如何更准确的预测用户行为&＃xff0c;提高命中率是非常重要的事。类似 NSR 的方案我们也在逐步探索中。

客户端 PWA

在实际测试、及和浏览器团队的同学了解和沟通中&＃xff0c;service-worker 在 webview 实现性能并没有想象中好。在某项目下掉 sw 后&＃xff0c;整体大盘访问速度整体反而提升上升了大概 300ms。
这对 hybrid 应用而言&＃xff0c;就提出了一项新的思路和挑战&＃xff0c;能否在客户上实现一套基本的 service-worker api&＃xff1f;从而达到和 web 标准相兼容。这里也只是一种思路和想法&＃xff0c;有大量待探索的问题点&＃xff0c;比如 webview sw 具体的性能现状&＃xff0c;未来的支持情况呢&＃xff0c;自行实现的成本&＃xff0c;及最终带来的效果和价值等。

小程序化

小程序生态已经非常成熟了&＃xff0c;各大厂也都已经推出了自己平台的小程序&＃xff0c;国内厂商也不断在尝试推进 MiniApp w3c 标准。不管从加载速度还是页面流畅度小程序都要高于 H5 页面&＃xff0c;其原因是通过在架构上对开发进行规范化和约束化&＃xff0c;小程序内部将 webview 渲染和 js 执行分离开来&＃xff0c;然后通过离线包&＃xff0c;页面拆分&＃xff0c;预加载页面等一系列优化手段&＃xff0c;让小程序天然具备了大量的 H5 优化后的效果&＃xff0c;其代价是牺牲了 web 的灵活性。但对于 hybrid 开发&＃xff0c;通过原生客户端底层支持这种小程序环境&＃xff0c;然后大量业务逻辑采用小程序方案开发&＃xff0c;来达到迭代速度与性能兼并的效果&＃xff0c;是一种非常不错的方向。

总结

本文主要总结了这几天大量阅读梳理十几篇关于秒开的文章和及最近的一些思考与实践&＃xff0c;从中提取出了部分具有代表性的方案。
不管哪种类型的方案&＃xff0c;发现其总的思路和方向都是&＃xff1a;

• 在整个链路中减少中间环节。比如将串行改并行&＃xff0c;包括小程序内部执行机制。

• 尽可能的预加载、预执行。比如从数据预取&＃xff0c;到页面预取渲染等。

任何转换都有代价&＃xff0c;加速本质上就是在用更多的网络、内存和 CPU 换取速度&＃xff0c;以空间换时间。

The End

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