性能优化
01 CDN
CDN（Content Delivery Network，内容分发网络） 是指一种通过互联网互相连接的电脑网络系统，利用最靠近每位用户的服务器，更快、更可靠地将音乐、图片、视频、应用程序及其他文件发送给用户，来提供高性能、可扩展性及低成本的网络内容传递给用户。
CDN的作用
CDN一般会用来托管Web资源（包括文本、图片和脚本等），可供下载的资源（媒体文件、软件、文档等），应用程序（门户网站等）。使用CDN来加速这些资源的访问。
在性能方面，引入CDN的作用在于
- 用户收到的内容来自最近的数据中心，延迟更低，内容加载更快
- 部分资源请求分配给了CDN，减少了服务器的负载
在安全方面，CDN有助于防御DDoS、MITM等网络攻击
- 针对DDoS：通过监控分析异常流量，限制其请求频率
- 针对MITM：从源服务器到 CDN 节点到 ISP（Internet Service Provider），全链路 HTTPS 通信
除此之外，CDN作为一种基础的云服务，同样具有资源托管、按需扩展（能够应对流量高峰）等方面的优势。
CDN的原理
用户未使用CDN缓存资源的过程
- 浏览器通过DNS对域名进行解析，依次得到此域名对应的IP地址
- 浏览器根据得到的IP地址，向域名的服务主机发送数据请求
- 服务器向浏览器返回响应数据
用户使用CDN缓存资源的过程
- 对于点击的数据的URL，经过本地DNS系统的解析，发现该URL对应的是一个CDN专用的DNS服务器，DNS系统就会将域名解析权交给CNAME指向的CDN专用的DNS服务器。 CNAME（意为：别名）：在域名解析中，实际上解析出来的指定域名对应的IP地址，或者该域名的一个CNAME，然后再根据这个CNAME来查找对应的IP地址。
- CDN专用DNS服务器将CDN的全局负载均衡设备IP地址返回给用户
- 用户向CDN的全局负载均衡设备发起数据请求
- CDN的全局负载均衡设备根据用户的IP地址，以及用户请求的内容URL，选择一台用户所属区域的区域负载均衡设备
- 区域负载均衡设备选择一台合适的缓存服务器来提供服务，将该缓存服务器的IP地址返回给全局负载均衡设备
- 全局负载均衡设备把服务器的IP地址返回给用户，告诉用户向这台设备发起请求
- 用户向该缓存服务器发起请求，缓存服务器响应用户的请求，将用户所需内容发送至用户终端。
- 如果缓存服务器没有用户想要的内容，那么缓存服务器就会向它的上一级缓存服务器请求内容，以此类推，直到获取到需要的资源。最后如果还是没有，就会回到自己的服务器去获取资源。
CDN的使用场景
使用第三方的CDN服务: 如果想要开源一些项目，可以使用第三方的CDN服务
使用CDN进行静态资源的缓存: 将自己网站的静态资源放在CDN上，比如js、css、图片等。可以将整个项目放在CDN上，完成一键部署。
直播传送: 直播本质上是使用流媒体进行传送，CDN也是支持流媒体传送的，所以直播完全可以使用CDN来提高访问速度。CDN在处理流媒体的时候与处理普通静态文件有所不同，普通文件如果在边缘节点没有找到的话，就会去上一层接着寻找，但是流媒体本身数据量就非常大，如果使用回源的方式，必然会带来性能问题，所以流媒体一般采用的都是主动推送的方式来进行。
02 懒加载
懒加载也叫做延迟加载、按需加载，指的是在长网页中延迟加载图片数据，是一种较好的网页性能优化的方式。在比较长的网页或应用中，如果图片很多，所有的图片都被加载出来，而用户只能看到可视窗口的那一部分图片数据，这样就浪费了性能。如果使用图片的懒加载就可以解决以上问题。在滚动屏幕之前，可视化区域之外的图片不会进行加载，在滚动屏幕时才加载。这样使得网页的加载速度更快，减少了服务器的负载。懒加载适用于图片较多，页面列表较长（长列表）的场景中。
懒加载的特点
减少无用资源的加载
- 使用懒加载明显减少了服务器的压力和流量，同时也减小了浏览器的负担
提升用户体验
- 如果同时加载较多图片，可能需要等待的时间较长，这样影响了用户体验，而使用懒加载就能大大的提高用户体验。
防止加载过多图片而影响其他资源文件的加载
- 会影响网站应用的正常使用
懒加载的实现原理
图片的加载是由src引起的，当对src赋值时，浏览器就会请求图片资源。根据这个原理，我们使用HTML5 的data-xxx属性来储存图片的路径，在需要加载图片的时候，将data-xxx中图片的路径赋值给src，这样就实现了图片的按需加载，即懒加载。
懒加载的实现重点在于确定用户需要加载哪张图片，在浏览器中，可视区域内的资源就是用户需要的资源。所以当图片出现在可视区域时，获取图片的真实地址并赋值给图片即可。
使用原生JavaScript实现懒加载
window.innerHeight 是浏览器可视区的高度
document.body.scrollTop || document.documentElement.scrollTop 是浏览器滚动的过的距离
imgs.offsetTop 是元素顶部距离文档顶部的高度（包括滚动条的距离）
图片加载条件：img.offsetTop < window.innerHeight + document.body.scrollTop;
代码实现
懒加载与预加载的区别
这两种方式都是提高网页性能的方式，两者主要区别是一个是提前加载，一个是迟缓甚至不加载。懒加载对服务器前端有一定的缓解压力作用，预加载则会增加服务器前端压力。
懒加载: 懒加载也叫延迟加载，指的是在长网页中延迟加载图片的时机，当用户需要访问时，再去加载，这样可以提高网站的首屏加载速度，提升用户的体验，并且可以减少服务器的压力。 它适用于图片很多，页面很长的电商网站的场景。懒加载的实现原理是，将页面上的图片的 src 属性设置为空字符串，将图片的真实路径保存在一个自定义属性中，当页面滚动的时候，进行判断，如果图片进入页面可视区域内，则从自定义属性中取出真实路径赋值给图片的 src 属性，以此来实现图片的延迟加载。
预加载: 预加载指的是将所需的资源提前请求加载到本地，这样后面在需要用到时就直接从缓存取资源。通过预加载能够减少用户的等待时间，提高用户的体验。我了解的预加载的最常用的方式是使用 js 中的 image 对象，通过为 image 对象来设置 src属性，来实现图片的预加载。
03 节流与防抖
防抖：函数防抖是指在事件被触发 n 秒后再执行回调，如果在这 n 秒内事件又被触发，则重新计时。这可以使用在一些点击请求的事件上，避免因为用户的多次点击向后端发送多次请求。
应用场景
- 按钮提交场景：防⽌多次提交按钮，只执⾏最后提交的⼀次
- 服务端验证场景：表单验证需要服务端配合，只执⾏⼀段连续的输⼊事件的最后⼀次，还有搜索联想词功能类似⽣存环境请⽤lodash.debounce
节流：函数节流是指规定一个单位时间，在这个单位时间内，只能有一次触发事件的回调函数执行，如果在同一个单位时间内某事件被触发多次，只有一次能生效。节流可以使用在 scroll 函数的事件监听上，通过事件节流来降低事件调用的频率。
应用场景
- 拖拽场景：固定时间内只执⾏⼀次，防⽌超⾼频次触发位置变动
- 缩放场景：监控浏览器resize
- 动画场景：避免短时间内多次触发动画引起性能问题
实现节流函数和防抖函数
function debounce(fn, wait) {
var timer = null;
return function () {
var context = this,
args = [...arguments];
// 如果此时存在定时器的话，则取消之前的定时器重新记时
if (timer) {
clearTimeout(timer);
timer = null;
}
// 设置定时器，使事件间隔指定事件后执行
timer = setTimeout(() => {
fn.apply(context, args);
}, wait);
};
}
// 时间戳版
function throttle(fn, delay) {
var preTime = Date.now();
return function () {
var context = this,
args = [...arguments],
nowTime = Date.now();
// 如果两次时间间隔超过了指定时间，则执行函数。
if (nowTime - preTime >= delay) {
preTime = Date.now();
return fn.apply(context, args);
}
};
}
// 定时器版
function throttle(fun, wait) {
let timeout = null
return function () {
let context = this
let args = [...arguments]
if (!timeout) {
timeout = setTimeout(() => {
fun.apply(context, args)
timeout = null
}, wait)
}
}
}
04 减少回流与重绘
回流与重绘的概念及触发条件
回流/重排：当渲染树中部分或者全部元素的尺寸、结构或者属性发生变化时，浏览器会重新渲染部分或者全部文档的过程就称为回流。
触发条件
- 页面的首次渲染
- 浏览器的窗口大小发生变化
- 元素的内容发生变化
- 元素的尺寸或者位置发生变化
- 元素的字体大小发生变化
- 激活CSS伪类
- 查询某些属性或者调用某些方法
- 添加或者删除可见的DOM元素
重绘：当页面中某些元素的样式发生变化，但是不会影响其在文档流中的位置时，浏览器就会对元素进行重新绘制，这个过程就是重绘。
触发条件
- color、background 相关属性：background-color、background-image 等
- outline 相关属性：outline-color、outline-width 、text-decoration
- border-radius、visibility、box-shadow
如何避免回流与重绘
CSS
避免设置多层内联样式。
如果需要设置动画效果，最好使用absolute或者fixed，使元素脱离文档流，这样他们发生变化就不会影响其他元素。
避免使用CSS表达式（例如：calc()）。
css表达式不仅在页面呈现和调整大小时进行重新计算，而且在页面滚动时甚至在用户将鼠标移动到页面上时进行计算。
JS
- 避免频繁操作样式，最好将样式列表定义为class并一次性更改class属性。
- 避免频繁操作DOM，创建一个documentFragment，在它上面应用所有DOM操作，最后再把它添加到文档中。
- 可以先为元素设置为不可见：display: none，操作结束后再把它显示出来。因为在display属性为none的元素上进行的DOM操作不会引发回流和重绘。
浏览器针对页面的回流与重绘，进行了自身的优化——渲染队列
- 浏览器会将所有的回流、重绘的操作放在一个队列中，当队列中的操作到了一定的数量或者到了一定的时间间隔，浏览器就会对队列进行批量处理。这样就会让多次的回流、重绘变成一次回流重绘。
documentFragment是什么？用它跟直接操作DOM的区别是什么？
DocumentFragment，文档片段接口，一个没有父对象的最小文档对象。它被作为一个轻量版的 Document使用，就像标准的document一样，存储由节点（nodes）组成的文档结构。与document相比，最大的区别是DocumentFragment不是真实 DOM 树的一部分，它的变化不会触发 DOM 树的重新渲染，且不会导致性能等问题。
与直接操作 DOM 的区别
由于DocumentFragment不会出现在文档树中，将DocumentFragment插入文档树中，相当于把把他的子孙节点插入到文档树中，在频繁的DOM操作时，我们就可以将DOM元素插入DocumentFragment，之后一次性的将所有的子孙节点插入文档中。和直接操作DOM相比，将DocumentFragment 节点插入DOM树时，仅会触发页面的一次重绘，这样就大大提高了页面的性能。
05 图片优化
如何对项目中的图片进行优化？
不用图片
- 很多时候会使用到很多修饰类图片，其实这类修饰图片完全可以用 CSS 去代替。
对于移动端来说，屏幕宽度就那么点，完全没有必要去加载原图浪费带宽。一般图片都用 CDN 加载，可以计算出适配屏幕的宽度，然后去请求相应裁剪好的图片。
小图使用 base64 格式
将多个图标文件整合到一张图片中（雪碧图）
选择正确的图片格式：
- 对于能够显示 WebP 格式的浏览器尽量使用 WebP 格式。因为 WebP 格式具有更好的图像数据压缩算法，能带来更小的图片体积，而且拥有肉眼识别无差异的图像质量，缺点就是兼容性并不好
- 小图使用 PNG，其实对于大部分图标这类图片，完全可以使用 SVG 代替
- 照片使用 JPEG
常见的图片格式及使用场景
BMP
- 是无损的、既支持索引色也支持直接色的点阵图。这种图片格式几乎没有对数据进行压缩，所以BMP格式的图片通常是较大的文件。
GIF
- 是无损的、采用索引色的点阵图。采用LZW压缩算法进行编码。文件小，是GIF格式的优点，同时，GIF格式还具有支持动画以及透明的优点。 但是GIF格式仅支持8bit的索引色，所以GIF格式适用于对色彩要求不高同时需要文件体积较小的场景。
JPEG
- 是有损的、采用直接色的点阵图。JPEG的图片的优点是采用了直接色，得益于更丰富的色彩，JPEG非常适合用来存储照片，与GIF相比，JPEG不适合用来存储企业Logo、线框类的图。 因为有损压缩会导致图片模糊，而直接色的选用，又会导致图片文件较GIF更大。
PNG-8
- 是无损的、使用索引色的点阵图。PNG是一种比较新的图片格式，PNG-8是非常好的GIF格式替代者，在可能的情况下，应该尽可能的使用PNG-8而不是GIF， 因为在相同的图片效果下，PNG-8具有更小的文件体积。除此之外，PNG-8还支持透明度的调节，而GIF并不支持。除非需要动画的支持，否则没有理由使用GIF而不是PNG-8。
PNG-24
- 是无损的、使用直接色的点阵图。PNG-24的优点在于它压缩了图片的数据，使得同样效果的图片，PNG-24格式的文件大小要比BMP小得多。当然，PNG24的图片还是要比JPEG、GIF、PNG-8大得多。
SVG
- SVG是无损的矢量图。SVG是矢量图意味着SVG图片由直线和曲线以及绘制它们的方法组成。当放大SVG图片时，看到的还是线和曲线，而不会出现像素点。这意味着SVG图片在放大时，不会失真，所以它非常适合用来绘制Logo、Icon等。
WebP
WebP是谷歌开发的一种新图片格式，WebP是同时支持有损和无损压缩的、使用直接色的点阵图。从名字就可以看出来它是为Web而生的， 什么叫为Web而生呢？就是说相同质量的图片，WebP具有更小的文件体积。现在网站上充满了大量的图片，如果能够降低每一个图片的文件大小，那么将大大减少浏览器和服务器之间的数据传输量，进而降低访问延迟，提升访问体验。目前只有Chrome浏览器和Opera浏览器支持WebP格式，兼容性不太好。
- 在无损压缩的情况下，相同质量的WebP图片，文件大小要比PNG小26%；
- 在有损压缩的情况下，具有相同图片精度的WebP图片，文件大小要比JPEG小25%~34%；
- WebP图片格式支持图片透明度，一个无损压缩的WebP图片，如果要支持透明度只需要22%的格外文件大小。
06 webpack优化
1. 如何用webpack优化前端性能？
通过webpack优化前端的手段
代码压缩: 利⽤webpack的 UglifyJsPlugin 和 ParallelUglifyPlugin 来压缩JS⽂件. 利⽤ cssnano
（css-loader?minimize）来压缩css.
使用HtmlWebpackPlugin插件来生成HTML的模板时候，通过配置属性minify进行html优化
文件大小压缩: 对文件的大小进行压缩，减少http传输过程中宽带的损耗
图片压缩
Tree Shaking: 将代码中永远不会⾛到的⽚段删除掉（消除死代码）。可以通过在启动webpack时追加参数 --optimize-minimize 来实现；
代码分离: 代码按路由维度或者组件分块(chunk),这样做到按需加载,同时可以充分利⽤浏览器缓存
提取公共第三⽅库: SplitChunksPlugin插件来进⾏公共模块抽取,利⽤浏览器缓存可以⻓期缓存这些⽆需频繁变动的公共代码
2. 如何提高webpack构建速度？
优化webpack构建的方式有很多，主要可以从优化搜索时间、缩小文件搜索范围、减少不必要的编译等方面入手
优化loader配置: 在使用loader时，可以通过配置include、exclude、test属性来匹配文件，缩小文件的搜索范围，优化搜索时间
- 多⼊⼝情况下，使⽤ CommonsChunkPlugin 来提取公共代码
- 通过 externals 配置来提取常⽤库，脱离webpack打包，不被打⼊bundle中，从⽽减少打包时间
- 利⽤ DllPlugin 和 DllReferencePlugin 预编译资源模块 通过 DllPlugin 来对那些我们引⽤但是绝对不会修改的npm包来进⾏预编译，再通过 DllReferencePlugin 将预编译的模块加载进来，让⼀些基本不会改动的代码先打包成静态资源，避免反复编译浪费时间
- 使⽤ Happypack 实现多线程加速编译
- 使⽤ webpack-uglify-parallel 来提升 uglifyPlugin 的压缩速度。 原理上 webpack-uglify-parallel 采⽤了多核并⾏压缩来提升压缩速度
- 使⽤ Tree-shaking 和 Scope Hoisting 来剔除多余代码
- 利⽤缓存提⾼rebuild效率
3. 如何减少webpack打包时间？
优化 Loader: 对于 Loader 来说，影响打包效率首当其冲必属 Babel 了。因为 Babel 会将代码转为字符串生成 AST，然后对 AST 继续进行转变最后再生成新的代码，项目越大，转换代码越多，效率就越低。
优化 Loader 的文件搜索范围
module.exports = {
module: {
rules: [
{
// js 文件才使用 babel
test: /\.js$/,
loader: 'babel-loader',
// 只在 src 文件夹下查找
include: [resolve('src')],
// 不会去查找的路径
exclude: /node_modules/
}
]
}
}
对于 Babel 来说，希望只作用在 JS 代码上的，然后 node_modules 中使用的代码都是编译过的，所以完全没有必要再去处理一遍。
还可以将 Babel 编译过的文件缓存起来，下次只需要编译更改过的代码文件即可，这样可以大幅度加快打包时间
loader: 'babel-loader?cacheDirectory=true'
HappyPack: 受限于 Node 是单线程运行的，所以 Webpack 在打包的过程中也是单线程的，特别是在执行 Loader 的时候，长时间编译的任务很多，这样就会导致等待的情况。HappyPack 可以将 Loader 的同步执行转换为并行的，这样就能充分利用系统资源来加快打包效率了
module: {
loaders: [
{
test: /\.js$/,
include: [resolve('src')],
exclude: /node_modules/,
// id 后面的内容对应下面
loader: 'happypack/loader?id=happybabel'
}
]
},
plugins: [
new HappyPack({
id: 'happybabel',
loaders: ['babel-loader?cacheDirectory'],
// 开启 4 个线程
threads: 4
})
]
DllPlugin: DllPlugin 可以将特定的类库提前打包然后引入。这种方式可以极大的减少打包类库的次数，只有当类库更新版本才有需要重新打包，并且也实现了将公共代码抽离成单独文件的优化方案。
// 单独配置在一个文件中
// webpack.dll.conf.js
const path = require('path')
const webpack = require('webpack')
module.exports = {
entry: {
// 想统一打包的类库
vendor: ['react']
},
output: {
path: path.join(__dirname, 'dist'),
filename: '[name].dll.js',
library: '[name]-[hash]'
},
plugins: [
new webpack.DllPlugin({
// name 必须和 output.library 一致
name: '[name]-[hash]',
// 该属性需要与 DllReferencePlugin 中一致
context: __dirname,
path: path.join(__dirname, 'dist', '[name]-manifest.json')
})
]
}
然后需要执行这个配置文件生成依赖文件，接下来需要使用 DllReferencePlugin 将依赖文件引入项目中
// webpack.conf.js
module.exports = {
// ...省略其他配置
plugins: [
new webpack.DllReferencePlugin({
context: __dirname,
// manifest 就是之前打包出来的 json 文件
manifest: require('./dist/vendor-manifest.json'),
})
]
}
代码压缩: 在 Webpack3 中，一般使用 UglifyJS
来压缩代码，但是这个是单线程运行的，为了加快效率，可以使用 webpack-parallel-uglify-plugin 来并行运行
UglifyJS，从而提高效率。在
Webpack4 中，不需要以上这些操作了，只需要将 mode 设置为 production 就可以默认开启以上功能。代码压缩也是我们必做的性能优化方案，当然我们不止可以压缩
JS 代码，还可以压缩 HTML、CSS
代码，并且在压缩 JS 代码的过程中，我们还可以通过配置实现比如删除 console.log 这类代码的功能。
其他: 可以通过一些小的优化点来加快打包速度
resolve.extensions: 用来表明文件后缀列表，默认查找顺序是 ['.js', '.json']
，如果你的导入文件没有添加后缀就会按照这个顺序查找文件。我们应该尽可能减少后缀列表长度，然后将出现频率高的后缀排在前面
resolve.alias: 可以通过别名的方式来映射一个路径，能让 Webpack 更快找到路径
module.noParse: 如果你确定一个文件下没有其他依赖，就可以使用该属性让 Webpack 不扫描该文件，这种方式对于大型的类库很有帮助
4. 如何减少webpack打包体积
按需加载: 在开发 SPA 项目的时候，项目中都会存在很多路由页面。如果将这些页面全部打包进一个 JS 文件的话，虽然将多个请求合并了，但是同样也加载了很多并不需要的代码，耗费了更长的时间。那么为了首页能更快地呈现给用户，希望首页能加载的文件体积越小越好，这时候就可以使用按需加载，将每个路由页面单独打包为一个文件。当然不仅仅路由可以按需加载，对于 loadash 这种大型类库同样可以使用这个功能。
Scope Hoisting: Scope Hoisting 会分析出模块之间的依赖关系，尽可能的把打包出来的模块合并到一个函数中去。这样的打包方式生成的代码明显比之前的少多了。如果在 Webpack4 中你希望开启这个功能，只需要启用 optimization.concatenateModules 就可以了
Tree Shaking: Tree Shaking 可以实现删除项目中未被引用的代码（死代码）