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  • 如何做好H5性能优化

    一、背景介绍

    智能手机的普及、移动互联网的发展、微信异军突起,都为 H5 的发展提供了良好的环境。当前,H5 已被广泛应用于营销、广告、传播之中。而针对 H5 效率慢、体验差的硬伤,如何做好性能测试并优化其性能就显得尤为重要。

    红豆 Live 是微博子公司有信旗下的一款语音直播产品,有各种 H5 页面。我们在做 H5 性能测试时进行了总结,本文将为大家详细介绍 H5 性能测试的关注点、测试工具及常见问题。

    二、H5 页面的劣势

    HTML5 作为一门重要的开发语言,有着显著的优势,其开发速度快、运行效率高、安全性好、可扩展性强、开源自由等,但与手机端原生 APP 相比,H5 页面还具有以下劣势:

    1. 不稳定性比较强,页面跳转时更加复杂,运行速度容易受网络影响,很容易造成不流畅,甚至出现卡顿或卡死现象。

    2. 由于浏览器的导航本身占用一部分屏幕空间,H5 页面空间比 APP 小,在本身就小的移动设备屏幕中,容易造成信息记忆负担。虽然可以利用滚屏扩大页面,但人脑的短期记忆是不稳定的,用户在滚动屏幕的过程中需要临时记忆的信息越多,他们的表现就会越差。

    3. 导航不明显,原有底部导航消失,有效的导航遇到挑战等。

    4. 交互动态效果受到限制,影响一些页面场景、逻辑的理解。

    5. 功能实现相比 APP 存在差距,用户重复使用难度大,用户粘性差。

    二、H5 性能优化技巧1. 代码结构和设计 压缩组件

    用户使用 H5 功能过程中,绝大多数时间都花在网络请求上,所以减少使用紧张的网络资源在提高性能上能取得良好的收益。组件压缩就是一种减少网络传输消耗的办法。

    从 HTTP 请求返回资源中的 HTML,JS,CSS,XML 等都可以设置压缩。对于已经压缩过的资源(如图片音乐等)不需要再次压缩,收益不高,而且增加 CPU 负担。

    JS,CSS 可以常通过去掉空格和回车来压缩,再经过 GZIP 压缩,能达到良好的压缩效果。

    压缩方法:在 HTTP 请求中设置所接受到压缩方式,在 Server 端对 Response 资源进行压缩再传给浏览器。一般使用 GZIP 设置 content-Encoding 字段。

     设计技巧

    CSS 放在顶部、JavaScript 写在底部或异步:DOM 树构建完成后,CSS 要放到 HTML 代码的开头的 head 标签结束前。如果网页是动态生成的,那么在 head 代码完成后可以页面输出,这样浏览器就会更快地解析出来 head 中的内容,开始下载 CSS 文件资源。而 CSS 放在底部则会引起重新绘制,用户会感受到“闪屏”的不好体验。

     CSS 使用技巧

    • 正确使用 Display 属性,因为 Display 属性会影响页面的渲染

    • 避免图片和 iFrame 等空 Src

    • 尽量避免重设图片大小

    • 避免 CSS 表达式

    • 移除空的 CSS 规则

    • 不滥用 Web 字体、Float

    • 不声明过多的 Font-Size

    • 值为 0 时不需要单位

    • 标准化各种浏览器的前缀

    • 避免让选择符看起来像正则表达式

    JS 在下载的时候会引起两个问题:阻止网页内容的展示并组织其他资源下载。下载 JS 时候,并行下载机制失效。并且在 JS 中可能包括 Document.write 等改变页面布局的操作,所以渲染引擎会等待 JS 下载完成再开始渲染。用户侧页面加载时间会因为等待而变得更长。

     关于缓存

    添加缓存的最终目的是为了减少 HTTP 请求,最终达到提升性能的效果,所有静态资源都要在服务器端设置缓存,并且尽量使用长 Cache 缓存一切可缓存的资源。

    2. 网络请求 HTTP 请求个数

    有统计证明:一个网页最终到达终端用户有 80% 的时间都是在 JS,CSS,图片,MP3,Flash 等资源的 HTTP 请求。另一方面,HTTP 请求的数量也是有限制的,浏览器对同一个域名有连接数限制,不同浏览器内核、不同版本的请求数不尽相同,大部分的并发请求数是 6 个。通过够控制 HTTP 请求的数量,减少 HTTP 请求时间,达到减少网页加载和呈现的时间,能带来更好的用户体验。

     图片格式和大小是否合适

    图片格式:H5 中常用的图片格式有 WebP、JPG 和 PNG8。其中 WebP 的图片最小,但在 IOS 或者 Android4.0 以下的系统中可能会有兼容性问题需要解决。JPG 是最常使用的方案,大小适中,解码速度快,兼容性问题也基本不存在,在 H5 的应用中使用起来性价比最高的方案。如果有 PNG24|32 图片,尽量将其转换层 PNG8,能极大减少图片大小。BMP 是未压缩的图片格式,应该避免使用。

    图片尺寸:当前移动设备中常用个尺寸规格为 480×800、600×1024、720×1280,800×1280 等,保证提供的原图能够被呈现,避免在代码中调整图片大小。

     避免非 200 返回值

    每一个 HTTP 请求都有一个相对于的返回状态标志当次请求是否如期完成,如:

    1:请求收到,这些状态代码表示临时的响应。

    2:操作成功,这类状态代码表明服务器成功地接受了客户端请求。

    3:重定向,客户端浏览器必须采取更多操作来实现请求。

    4:客户端错误,发生错误,客户端似乎有问题。

    5:服务器错误,服务器由于遇到错误而不能完成该请求。

    所以,如果有 HTTP 请求返回为非 200 的状态码,我们认为这一次请求时无意义的,占用了稀缺的网络资源,所应该避免非 200 的返回状态码。

    三、性能测试工具

    推荐采用 Chrome 开发者工具进行性能测试,该工具有以下优点:

    1. 支持移动端 H5 在 PC 端远程调试,能够对具体的移动端设备进行测试;

    2. 集成了 Page Speed;

    3. 提供 Network 面板,展示瀑布流视图,各类资源清晰罗列,还提供图的缩略图,方便查看图片大小尺寸和冗余或缺失;

    4. 提供 TimeLine 面板,展示 CPU、内存、FPS 等性能数据。

    下面看下参考 Google 官方网站,重点介绍 Chrome 开发者工具中的 Network 和 Timeline 面板。

    1.Network 面板

    Network 面板可以记录页面上的网络请求的详情信息,从发起网页页面请求 Request 后分析 HTTP 请求后得到的各个请求资源信息(包括状态、资源类型、大小、所用时间、Request 和 Response 等),可以根据这个进行网络性能优化。该面板主要包括 5 大块窗格 (Pane):

    1. Controls 控制 Network 的外观和功能。

    2. Filters 控制 Requests Table 具体显示哪些内容。

    3. Overview 显示获取到资源的时间轴信息。

    4. Requests Table 按资源获取的前后顺序显示所有获取到的资源信息,点击资源名可以查看该资源的详细信息。

    5. Summary 显示总的请求数、数据传输量、加载时间信息。

    其中 Requests Table 显示如下信息列:

    •   Name 资源名称,点击名称可以查看资源的详情情况,包括 Headers、Preview、Response、Cookies、Timing。

    •   Status HTTP 状态码。

    •   Type 请求的资源 MIME 类型。

    •   Initiator 标记请求是由哪个对象或进程发起的(请求源)。•   Parser: 请求由 Chrome 的 HTML 解析器时发起的。

    •   Redirect:请求是由 HTTP 页面重定向发起的。

    •   Script:请求是由 Script 脚本发起的。

    •   Other:请求是由其他进程发起的,比如用户点击一个链接跳转到另一个页面或者在地址栏输入 URL 地址。

    •   Size 从服务器下载的文件和请求的资源大小。如果是从缓存中取得的资源则该列会显示 (from cache)

    •   Time 请求或下载的时间,从发起 Request 到获取到 Response 所用的总时间。

    •   Timeline 显示所有网络请求的可视化瀑布流 (时间状态轴),点击时间轴,可以查看该请求的详细信息,点击列头则可以根据指定的字段可以排序。

    2.Timeline 面板

    在 Chrome 中点击开发者工具,打开 Timeline 面板,这个工具真的很强大,Timeline 工具栏提供了对于在装载你的 Web 应用的过程中,时间花费情况的概览,这些应用包括处理 DOM 事件, 页面布局渲染或者向屏幕绘制元素。Timeline 可以通过事件,框架,和实时内存用量 3 个方面的数据来监测网页,通过这些数据,我们可以方便的找出页面中存在问题的地方。该面板主要包括 4 大块窗格 (Pane):

    1. Controls 录制开关和控制录制过程中需要记录哪些信息。

    2. Overview 网页性能的概要信息。

    3. Flame Chart CPU 堆栈轨迹的可视化图表 (火焰图)。在图表里面有 1 到 3 条虚竖线。

    4. Details 当选择一个指定的事件后,会显示这个事件的更多信息;当没有选择事件时,会显示指定的时间帧信息。Flame Chart 里面的虚竖线含义:蓝色标记 DOMContentLoaded 事件;绿色标记第一次的绘制时间点;红色代表 load 事件。

    其中第 2 块 Overview 显示了网页性能相关的概要信息,可以通过鼠标或者区域边界上的灰色滑块来拖出一个指定区域范围,Flame Chart 会跟着局部放大显示指定区域内的详情信息。

    可以通过键盘上的 W,S 来放大和缩小指定区域,通过 A,D 来向左或向右移动指定区域。这个窗格包含了三个图表:

    1. FPS 每秒帧数 (Frames Per Second)。绿色柱状条越高,则每秒帧数越高。在 FPS 图表上方的红色块是标记一个长帧。

    2. CPU 标记 CPU 资源的使用情况,这里的面积图标记着消耗 CPU 资源的各类事件。

    3. NET 各种颜色的柱状条分别显示一种资源。柱状条越长,代表获取这个资源的时间越长。

    CPU 面积图中各颜色的含义:蓝色代表 HTML 文件;黄色代表脚本文件;紫色代表样式文件;绿色代表媒体文件;灰色代表其它杂项文件。NET 图表柱状条两种颜色的含义:较亮的部分表示等待时间(当资源被请求时,直到第一个字节被下载的时间);较暗的部分表示传输时间 (在第一个和最后一个字节被下载之间的时间)。

    四、常见问题及优化方案

    1. 在请求的资源中有未使用的图片,造成不必要的资源消耗,应过滤掉,如下图所示。

    1. 接口请求次数太多。

    优化方案:合并页面的多个图片资源,减少请求次数。通过 CSS Sprite 将直播间页面的多个资源合并(如截图中标注的图片),再通过 background-image 和 backgorund-position 定位出图中的小区域,那么只需要一个 HTTP 请求就可以获得全部图片。

    1. 事件处理时间长,每项事件最好控制在 500ms 以内。

    优化方案:

    •   减少重绘和回流

    •   缓存 Dom 选择与计算

    •   缓存列表.length

    •   尽量使用事件代理,避免批量绑定事件

    •   尽量使用 ID 选择器

    •   使用 touchstart、touchend 代替 click,因快影响速度快。

    1. 帧率低。应用的帧率最好一直保持在 30-60fps,如果太低了,应用就会因为丢帧看上去混乱或者抖动。

    优化方案:要想检查一段时间内的绘制(paint)是另一个挑战。如果想知道为什么某个特定的元素绘制的比较慢,可以把 DOM 树中的部分元素设置成 display:none,将它们从布局 / 内容树中移除,并且设置 visibility:hidden 不让它们绘制。然后你可以用 Timeline 进行录制以便测量,看一下绘制时间,在强制重绘模式中可以观察(实验性的)绘制率。(感谢 Paul 提供的窍门)

    1. 点击界面按钮后,二级页面弹出慢。

    优化方案:可以调整请求的顺序,由拿到数据再弹层,变成弹层的同时取数据,加快弹层展示时间.

    五、总结

    目前 H5 的应用非常广泛,如何把控好 H5 的性能是一门重要的课程。从代码设计可以优化 CSS、JS、图片、缓存等。还可以通过 Chrome 开发者工具,监控 H5 的网络请求和加载时间,找到性能消耗较大的根源,优化网络请求数、网络加载时间以及渲染优化。

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