前端面试题 —— 性能优化

目录

一、CDN的作用

二、CDN的使用场景

三、懒加载的概念

四、懒加载与预加载的区别

五、documentFragment 是什么？用它跟直接操作 DOM 的区别是什么？

六、常见的图片格式及使用场景

七、懒加载的特点

八、如何优化动画？

九、如何提⾼webpack的打包速度?

十、如何减少 Webpack 打包体积

一、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。

（1）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

（2）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。

二、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

三、懒加载的概念

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。

四、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 scr 属性，来实现图片的预加载。

五、documentFragment 是什么？用它跟直接操作 DOM 的区别是什么？

MDN中对documentFragment的解释：

• 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。

当我们把一个 DocumentFragment 节点插入文档树时，插入的不是 DocumentFragment 自身，而是它的所有子孙节点。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，不会触发页面的重绘，这样就大大提高了页面的性能。

六、常见的图片格式及使用场景

（1）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。

（2）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。

（3）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。

（4）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。

（5）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。

（6）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。

（7）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

七、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。

八、如何优化动画？

对于如何优化动画，我们知道，一般情况下，动画需要频繁的操作DOM，就就会导致页面的性能问题，我们可以将动画的position属性设置为absolute或者fixed，将动画脱离文档流，这样他的回流就不会影响到页面了。

九、如何提⾼webpack的打包速度?

 （1）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。当然了，这是可以优化的。

首先我们优化 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。

当然这样做还不够，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'

（2）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
  })
]

（3）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。DllPlugin的使用方法如下：

// 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'),
    })
  ]
}

（4）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。

（5）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

十、如何减少 Webpack 打包体积

（1）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。

按需加载的代码实现这里就不详细展开了，因为鉴于用的框架不同，实现起来都是不一样的。当然了，虽然他们的用法可能不同，但是底层的机制都是一样的。都是当使用的时候再去下载对应文件，返回一个 Promise，当 Promise 成功以后去执行回调。

（2）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。

比如希望打包两个文件：

// test.js
export const a = 1

// index.js
import { a } from './test.js'

对于这种情况，打包出来的代码会类似这样：

[
  /* 0 */
  function (module, exports, require) {
    //...
  },

  /* 1 */
  function (module, exports, require) {
    //...
  }
]

但是如果使用 Scope Hoisting ，代码就会尽可能的合并到一个函数中去，也就变成了这样的类似代码：

[
  /* 0 */
  function (module, exports, require) {
    //...
  }
]

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：

module.exports = {
  optimization: {
    concatenateModules: true
  }
}

（3）Tree Shaking

Tree Shaking 可以实现删除项目中未被引用的代码，比如：

// test.js
export const a = 1
export const b = 2

// index.js
import { a } from './test.js'

对于以上情况，test文件中的变量 b 如果没有在项目中使用到的话，就不会被打包到文件中。

如果使用 Webpack 4 的话，开启生产环境就会自动启动这个优化功能。

最后

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