H5性能优化方案

H5性能优化意义

对于一个H5的产品，功能无疑很重要，但是性能同样是用户体验中不可或缺的一环。原本H5的渲染性能就不及native的app，如果不把性能优化做起来，将极大地影响用户使用产品的积极性。

用户感受

当用户能够在1-2秒内打开H5页面，看到信息的展示，或者能够开始进行下一步的操作，用户会感觉速度还好，可以接受；而页面如果在2-5秒后才进入可用的状态，用户的耐心会逐渐丧失；而如果一个界面超过5秒甚至更久才能显示出来，这对用户来说基本是无法忍受的，也许有一部分用户会退出重新进入，但更多的用户会直接放弃使用。

一秒钟法则

移动互联网的架构、通讯机制，与有线网络有着巨大的差异，这也给H5的开发带来了很大的挑战。

这是一张手机端接入服务器的流程。

首先，手机要通过无线网络协议，从基站获得无线链路分配，才能跟网络进行通讯。 无线网络基站、基站控制器这方面，会给手机进行信号的分配，已完成手机连接和交互。 获得无线链路后，会进行网络附着、加密、鉴权，核心网络会检查你是不是可以连接在这个网络上，是否开通套餐，是不是漫游等。核心网络有SGSN和GGSN，在这一步完成无线网络协议和有线以太网的协议转换。 再下一步，核心网络会给你进行APN选择、IP分配、启动计费。 再往下面，才是传统网络的步骤：DNS查询、响应，建立TCP链接，HTTP GET，RTTP RESPONSE 200 OK，HTTP RESPONSE DATA，LAST HTTP RESPONSE DATA，开始UI展现。

可见，通过运营商的网络上网，情况比较复杂，经过的节点太多；运营商的网络信号强度变化频繁，连接状态切换快；网络延迟高、丢包率高；网络建立连接的代价高，传输速度快慢不等（从2G到4G，相差很大）。

而我们优化的目标，就是所谓的一秒钟法则，即达成以下的标准：

• 2g网络：1秒内完成dns查询、和后台服务器建立连接
• 3g网络：1秒内完成首字显示（首字时间）
• wifi网络：1秒内完成首屏显示（首屏时间）

优化方案

资源加载

首屏加载

用户从点击按钮开始载入网页，在他的感知中，什么时候是“加载完成”？是首屏加载，即在可见的屏幕范围内，内容展现完全，loading进度条消失。因此在H5性能优化中，一个很重要的目的就是尽可能提升这个“首屏加载”的时间，让它满足“一秒钟法则”。

按需加载

首先要明确，按需加载虽然能提升首屏加载的速度，但是可能带来更多的界面重绘，影响渲染性能，因此要评估具体的业务场景再做决定。

Lazyload

Lazyload，即延迟加载，这并不是一个新的技术，在PC时代也是非常常用的一种性能优化手段。这个方案的原则是让屏幕外，或者不影响整体效果显示的图片、背景等资源，在界面就绪之后再进行网络加载。 

滚屏加载

滚屏加载是一种常见的无刷新动态加载数据的方案，通常用在列表形式数据展示中。一方面，数据不是通过翻页进行加载，这样就避免了再一次请求和渲染整个页面；另一方面，数据显示的数量是受限的，例如第一次只请求了10条数据，也就只需要渲染这10条数据，下拉滚屏的时候，再去获得下面10条数据。

Media Query（响应式加载）

响应式设计是现在网站设计的一个流行趋势，随着移动互联网的发展，这项技术也越来越受到重视。通过这项技术，我们能够方便地控制资源的加载与显示，例如说在分辨率不同的手机上，分别使用不同的css，加载不同大小的图片资源。 方案参考： http://www.poluoluo.com/jzxy/201206/167034.html

第三方资源异步加载

第三方资源有的时候不可控，比如说页面统计、地图显示、分享组件等，这些第三方资源使用的时候要慎重选择，充分考察它们对于性能的影响，使用异步加载的方式进行，防止第三方资源的使用影响到页面本身的功能。

Loading进度条

在加载时间较长的时候，务必要让用户明确感知到加载完成的提示，通常是在加载过程中显示Loading的进度条，加载完成的时候隐藏它。从心理上，这会让用户有一种“期盼感”，而不至于太过枯燥。

对于一些重量级的H5应用，例如游戏，开始前需要加载很多资源才能让后面的游戏过程更为流畅，一个带百分比进度显示的进度条就更加重要。

避免30*/40*/50*的http status

• 200是一个正常的response，我们在浏览器中打开一个网页（后面会讲如何针对移动端进行调试），还会看到304，即命中浏览器缓存。这两种状态是正常的http status。

• 302、301跳转是常见的跳转，尤其前一种，在我们进行鉴权的时候有时会用到，但这个做法要尽可能地优化，一个页面访问，最多只进行一次302跳转即可，切忌频繁地跳转。

• 404、500，我们对自己开发的代码比较注意，一般不会发生，但是有的时候，加载第三方库，尤其是第三方库中有自己load组件的操作，这时，404和500错误可能会在你不知不觉的时候发生。例如钉钉的第三方微应用中，就遇到过dojo的组件加载问题，加载的一些子组件失败了，但是又没有影响页面显示，这就很容易被忽略。后面也会再讲，如何去测试和发现这样的隐患。

Favicon.ico

如果我们没有设置图标ico，则会加载默认的图标：域名目录下的favicon.ico。很多开发者没有注意到这一点，就会导致这个请求404或者500。

通常，我们在应用内部打开网页，不会显示这个图标出来（除非放到浏览器中显示网页），我们需要保证这个图标存在，尽可能地小（一般4KB以下），并且设置一个较长的缓存过期时间。

图片的使用

格式选择

显示效果较好的图片格式中，有webp、jpg和png24/32这几种常见的图片格式。一般来说，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是我们最常使用的方案，大小适中，解码速度快，兼容性问题也基本不存在，是我们在H5的应用中使用起来性价比最高的方案。

• Png24或png32，一般来说，显示效果肯定会比jpg更好，但是实际上人眼很难感知出来，所以在H5应用中要避免这种格式的大图片。

对于少量的图片，推荐用智图或者tinypng等工具来帮助自己选择合适的大小、格式。

像素控制

在H5应用中，图片的像素要严格控制，一般来说不建议宽度超过640px。

小图片合并

在html网页中，如果有多个小图片需要加载，不妨试试CSS Sprites方案，尤其是一些基本不变，大小差不多的操作类型图标。

避免html代码中的大小重设

在html或者css中，如果有类似width: **px这样的代码，就要注意看一看了，如果说图片显示的效果是宽度100px，而下载的图片却是200px宽度，那这大小基本上就是所需要的4倍面积了，所以在H5应用中，使用图片的一个原则就是需要显示成多大，就下载多大的资源。

避免DataURL

DataURL是用Base64的方式，将图片变成一串文本编码放入代码的方式。这种方式有好处，因为它可以减少一次http交互的请求，对于一些体积特别小的图片，或者是动态生成的图片可以考虑使用。但在H5应用中，一般情况下，我们都是需要避免DataURL的，因为它的数据体积通常比二进制图片的格式大1/3，而且它不会被浏览器缓存，每次页面刷新都需要重新加载这部分数据。

使用图片的替代(css3, svg, iconfont)

CSS3和svg可以更好地使用GPU进行渲染加速，而且会避免增加图片资源导致的http请求增加。例如一些div的圆角效果，就完全可以用用css来实现。

Iconfont，可以认为是一种矢量类型的操作字体。如果页面中有较多的操作图标，可以考虑使用iconfont来替代图片资源。

域名/服务端部署

Gzip

服务端要开启Gzip压缩。

资源缓存，长cache

合理设置资源的过期时间，尤其对一些静态的不需要改变的资源，将其缓存过期时间设置得长一些。

分域名部署(静态资源域名)

将动态资源和静态资源放置在不同的域名下，例如图片，放在自己特定的域名下。这样的好处是，静态资源请求时，不会带上动态域名中所设置的cookie头信息，从而减少http请求的大小。

减少Cookie

尽量减少Cookie头信息的大小，因为这部分数据使用的是上行流量，上行带宽更小，所以传输速度更慢，因此要尽量精简其大小。

CDN加速

部署CDN服务器，或者使用第三方的CDN加速服务，优化不同地域接入网站的带宽速度。

代码资源

Javascript, CSS合并

尽量将所有的js和css合并，减少资源请求的次数。

外联使用js, css

外联使用js和css，这样可以有效地利用缓存，避免html页面刷新后重新加载这部分代码。

压缩html, js, css

压缩代码，尤其是js和css资源，压缩后的大小可以降低至原来的1/3以下，有效节约流量。

资源的版本更新

库js、css通常不会更新，但是我们的业务js和css可能会有更新，如果命中浏览器缓存，可能会让一些新的特性不能及时展现，甚至可能导致逻辑上的冲突。

因此对于这些js、css的资源引入，最好用版本号或者更新时间来作为后缀，这样的话，后缀不变，命中缓存；后缀改变，浏览器自动更新最新的代码。

Css位置

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代码完成后可以强制输出（例如php的flush()操作），这样的话，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。

Js位置

Js放到前，这样的话，js的加载不会影响初始页面的渲染。

代码规范

避免空src

图片设置为空的src地址，在某些浏览器中可能会导致增加一个无效的http请求，因此要避免。

避免css表达式

可能会让页面多次执行计算，造成卡顿等性能问题。

避免空css规则

降低css渲染计算的成本

避免直接设置元素style

直接设置style属性，一方面在html代码中不利于缓存，另一方面也不利于样式的复用，因此要避免，通过指定id或者class的方式，在css代码块中进行样式调整。

服务端接口

接口合并

如果页面需要请求两部分以上的数据接口，建议将其合并，否则会增加一次http请求。

减少接口数据量

有的时候，服务端会把一些无关紧要的数据返回回来，尤其是类似于更新时间、状态等信息，如果在客户端不影响内容的逻辑展示，不妨在接口返回的数据中直接去掉这些内容。

缓存

缓存接口数据，在一些数据新旧敏感性不高的场景下很有作用，在非首次加载数据时候优先使用上次请求来的缓存数据，可以让页面更加快速地渲染出来，而不用等待一个新的http请求结束之后再渲染。这一点我们在后面还会再次提及。

其他一些建议

• 合理使用css
  • 正确使用Display属性 Display属性会影响页面的渲染，因此请合理使用
  • display:inline后不应该再使用width、height、margin、padding以及float
  • display:inline-block后不应该再使用float
  • display:block后不应该再使用vertical-align
  • display:table-*后不应该再使用margin或者float
  • 不滥用float
  • 不声明过多的font-size
  • 值为0时不需要单位
  • 标准化各种浏览器前缀
  • 无前缀应放在最后
  • CSS动画只用 （-webkit- 无前缀）两种即可
  • 其它前缀为 -webkit- -moz- -ms- 无前缀 四种，（-o-Opera浏览器改用blink内核，所以淘汰）
• 选择器
  • 避免让选择符看起来像是正则表达式。高级选择器不容易读懂，执行耗时也长
  • 尽量使用ID选择器
  • 尽量使用css3动画
• 资源加载
  • 使用srcset
  • 首次加载不超过1024KB（或者可以说是越小越好）
• html和js
  • 减少重绘和回流
  • 缓存dom选择和计算
  • 缓存列表.length
  • 尽量使用事件代理,避免批量绑定事件
  • 使用touchstart，touchend代替click
  • Html使用viewport
  • 减少dom节点
  • 合理使用requestAnimationFrame动画代替setTimeOut
  • 适当使用Canvas动画
  • TouchMove, Scroll事件会导致多次渲染

更快一步

前面的很多建议与普通的PC端web网页的开发是一致的，但是在移动互联网应用下，仅仅做到这些，可能只有60分，那么怎样才能得到80分甚至更高？

单页应用

钉钉的审批微应用，使用的就是单页架构。在这种架构下，基本不存在页面跳转的等待时间，只需要执行js逻辑触发界面变化，最多进行一次网络请求，获得服务端数据，其他资源均不需要再次请求。

资源离线

再快的网络交互，毕竟也是跨越了数个网络节点，因此一张图片、一个js，优化到了极致，也照样可能需要几百毫秒的时间来获得。因此想要打破这个极限，就要使用资源离线的策略。

在钉钉的微应用中，就使用了这样的一个“离线包”策略。一些固定的图片、js库等，被打包放入app中（或根据需要，在app启动的时候进行下载更新）。

微应用中，网页代码里面加载网络资源的需求，就变成了直接加载本地文件，速度自然得到再一次巨大的提升。

本地数据持久化和更新机制(版本管理)

对于一些时效性没有那么高的数据，可以考虑将接口数据缓存。那么页面的渲染将变成这样的流程：

而非首次进入界面，流程如下：

可以看出，在非首次进入界面的时候，页面不需要等待网络数据返回，就可以进行界面渲染，渲染的初始数据来自于本地的缓存，页面可以“秒开”。而当服务端的数据返回之后，本地的渲染会再次更新，缓存也被更新。

采用这样的方案有利有弊，好处显而易见，首屏加载的速度简直太快了——静态资源来自本地，数据接口来自本地，这在2G、3G或者其他网络速度较慢的时候，也可以让用户在极短的时间内就看到内容。但是这种方案也并非万能。

1. 首次加载不可避免，还是会请求网络。
2. 服务端有更新的时候，客户端不能够快速感知，页面可能还停留在一个“旧的版本”上，尤其是网络速度较慢时，可能还是需要经过好几秒，页面才会更新至最新版本。因此如果应用对数据的新旧很敏感的话，这种方案就不适合
3. 数据更新后，需要重新渲染界面，界面刷新的性能消耗比正常情况更多，而且增加了程序的复杂度，容易出错。

预加载

有时，我们能够通过用户的行为统计，预判出用户下一步可能进行的操作。假设，我们统计出来针对某个微应用，用户首页渲染完成之后，大部分会点击列表中的第一个项目查看详情。那么在首页渲染完成之后，我们就可以先预先加载第一个项目的部分内容，那么针对这部分用户，他们实际点击之后，立即就能看到新的页面中的内容。

当然，这个方式也并不是在所有场景下都使用。一方面，需要做好充分的用户调研，掌握用户的使用习惯；另一方面，对于小部分用户而言，预加载所带来的就是不必要的流量消耗。

测试方案

工具准备

Chrome

在功能测试中，我们通常可以用chrome来测试不同的分辨率下，或是不同的设备上，网页的展现情况。在我们做性能优化的时候，也可以用这种方式来进行调试，方便地观察在特定设备上，静态资源是否按照我们想象的那样去加载了。

例如，我们想看下百度首页在某个设备下的表现。 通过F12进入控制台，点击图中的短箭头标示出来的那个设备图标，然后就可以在Device和Network中选择不同的设备和网络状况。

例如iphone5下，这个地图的图标，明显就可以看到是用iconfont来实现的效果。

当然，这个功能也仅仅是一种模拟，通过控制屏幕分辨率、UserAgent等来模拟设备请求，在实际的设备上，又该怎么查看呢？

还是Chrome，我们在地址栏中输入chrome://inspect （注意：Android版本需要是4.4+，并且应用中的WebView必须进行相应的调试声明配置）

在这里点击inspect，则可进入我们熟悉的F12控制台界面，只不过debug的对象变成了我们在手机应用中的网页。

输入performance.timing.domComplete - performance.timing.navigationStart，就可以打印出网页加载的时间，domComplete表示所有的处理都已完成并且所有的附属资源都已经下载完毕。navigationStart表示开始加载新页面。两者相减，就代表这个网页完成渲染所需要的时间了。

同样地，我们可以在Elements tab中，debug网页，查看各个资源的使用，在Network中，看看加载了哪些资源，是否都做过了压缩。

然而，这种方式，还是有一定缺陷。 1. 如果打开网页经过了跳转，那么我们只能在这里看到最后一个url页面的加载情况。 2. 第一次打开页面的时候，在Network中，默认是不显示请求的详情的，当我们选择了preserve log upon navigation之后才会捕获，因此首次进入页面的加载情况，我们就很难获得了。

那么有没有一种方法，让我们能够更方便地去查看首次访问时，各种资源的加载使用情况呢？

Charles

Charles Proxy，可以说是H5测试的一个神器。 它的作用是在PC端开启一个代理服务器，手机连到这个代理服务器上之后，所有的http请求就都可以在这里看得清清楚楚。经过配置证书选项，https的请求也可以正常查看。

从图中，我们明显可以看到，有一些404的异常请求，这些都将对我们H5应用的性能造成影响。 如果我们发现有一些资源的Duration比较大，那这些可能是服务端响应太慢，自然也可以作为我们优化的依据。

测试标准

在钉钉的测试中，形成了一套标准。

|指标项|遵循的原则|优先级|检查项|说明| |:-|:-|:---|:---|:--| |内存|内存无泄漏|P0|主功能页面反复打开，功能的重复调用，内存无泄漏| 可以使用sysdump,也可以用我们开发的perfeasy工具进行观察| | | |P1|主功能页面，持续操作，退出后，内存占用不超过总内存的5%|perfeasy| |CPU|减少无端的CPU使用|P1|灭屏，静置2分钟，在5分钟内CPU使用平均1%|adb连接后, 使用top命令| ||||主干功能正常操作CPU占用不超过60%, 持续5秒|perfeasy| |电量|避免无端电量消耗|P0|灭屏状态下，无线程持续运行|一般来说, 静置cpu正常, 这一项就没有问题| ||||灭屏，window.setTimeout()方法停止|一般来说, 静置cpu正常, 这一项就没有问题同上| ||||灭屏，window.setInterval()方法停止|同上| ||||ajax超时时间设置为5000ms以内|结合代码| ||||ajax无retry逻辑|结合代码| |资源|资源的正确使用|P0|是否存在资源的重复拉取|charles| |||P1|H5页面首屏总大小不超过200K|charles, chrome| |||P1|抓包检查(js/css/html)代码去除了空格/注释，JS文件变量名变成a/b等代替|charles, chrome| |||P1|H5引用的单张图片小于60K|charles, chrome
如果影响了显示质量, 可酌情调整| |流畅度|确保给到用户流畅的展示体验|P1|流畅的实时动画展示，avgFPS>=45|perfeasy| |时延|确保给到用户流畅的切换体验|P0|wifi网络下，首次进入页面onload时间<1000ms|Chrome| |时延|确保给到用户流畅的切换体验|P0|wifi网络下，首次进入页面onload时间<1000ms|Chrome| ||||wifi网络下，非首次进入页面onload时间<500ms|Chrome| ||||3G正常网络， 首次进入页面onload时间<2000ms|chrome, 树莓派模拟3G| ||||3G正常网络， 非首次进入页面onload时间<1000ms|chrome, 树莓派模拟3G|

经典案例

图片未优化

通过charles可以方便地进行测试。 从请求监控的情况看，有一张图片超过了60KB，宽度640px，但是在应用中，实际显示的是一张小缩略图，是通过代码控制让它显示成小图的，因此修改方案很简单，将所有头像的图片均改为获取120px宽度的即可。

按需加载

• 钉钉的教学页面

  • 多个slide页面, 每个页面有2-3个图片, 其中有一个是大图显示
  • 图片是客户提供的, 最大的图片大约是300KB以上
  • 第一次进入页面后, 所有slide的图片均进行加载
  • 3G网络下, loading的图标大约持续6000ms后才会消失

• 优化方案

  • 尽可能优化图片, 但是压缩后发现噪点明显增加, 影响了显示效果
  • 修改加载方案, 第一次进入后, 只加载本页的图片
  • loading时间降低至1秒左右