Web程序優化的最佳實踐:JavaScript和CSS篇

Yahoo!的Exceptional Performance團隊為改善Web性能帶來最佳實踐。他們為此進行瞭 一系列的實驗、開發瞭各種工具、寫瞭大量的文章和博客並在各種會議上參與探討。最佳實踐的核心就是旨在提高網站性能。

Excetional Performance 團隊總結出瞭一系列可以提高網站速度的方法。可以分為 7 大類 34 條。包括內容、服務器、cookie、CSS、JavaScript、圖片、移動應用等七部分。

本文為CSS和Javascript部分:

除此之外,JavaScript 和 CSS 也是我們頁面中經常用到的內容,對它們的優化也提高網 站性能的重要方面:

CSS:

1. 把樣式表置於頂部

2. 避免使用CSS表達式(Expression)

3. 使用外部JavaScript和CSS

4. 削減JavaScript和CSS

5. 用<link>代替@import

6. 避免使用濾鏡

JavaScript

7. 把腳本置於頁面底部

8. 使用外部JavaScript和CSS

削減JavaScript和CSS 和 剔除重復腳本(參考3、4)

9. 減少DOM訪問

10. 開發智能事件處理程序

1、把樣式表置於頂部

在研究Yahoo!的性能表現時,我們發現把樣式表放到文檔的<head />內部似乎會加快頁 面的下載速度。這是因為把樣式表放到<head />內會使頁面有步驟的加載顯示。

註重性能的前端服務器往往希望頁面有秩序地加載。同時,我們也希望瀏覽器把已經接收到內容盡可能顯示出來。這對於擁有較多內容的頁面和網速較慢的用戶來說特別重要。

向用戶返回可視化的反饋,比如進程指針,已經有瞭較好的研究並形成瞭正式文檔。在我們的研究中HTML頁面就是進程指針。當瀏覽器有序地加載文件頭、導航欄、頂部的logo等對於等待頁面加載的用戶來說都可以作為可視化的反饋。這從整體上改善瞭用戶體驗。

把樣式表放在文檔底部的問題是在包括Internet Explorer在內的很多瀏覽器中這會中 止內容的有序呈現。瀏覽器中止呈現是為瞭避免樣式改變引起的頁面元素重繪。用戶不 得不面對一個空白頁面。

HTML規范清楚指出樣式表要放包含在頁面的<head />區域內:”和<a />不同,<link /> 隻能出現在文檔的<head />區域內,盡管它可以多次使用它”。無論是引起白屏還是出 現沒有樣式化的內容都不值得去嘗試。最好的方案就是按照HTML規范在文檔<head />內加載你的樣式表。

2、避免使用CSS表達式(Expression)

CSS表達式是動態設置CSS屬性的強大(但危險)方法。Internet Explorer從第5個版 本開始支持CSS表達式。下面的例子中,使用CSS表達式可以實現隔一個小時切換一次背景顏色:

background-color: expression( (new Date()).getHours()%2 ? “#B8D4FF” : “#F08A00″ );

如上所示,expression中使用瞭JavaScript表達式。CSS屬性根據JavaScript表達式的 計算結果來設置。expression方法在其它瀏覽器中不起作用,因此在跨瀏覽器的設計中

單獨針對Internet Explorer設置時會比較有用。 表達式的問題就在於它的計算頻率要比我們想象的多。不僅僅是在頁面顯示和縮放時,就是在頁面滾動、乃至移動鼠標時都會要重新計算一次。給CSS表達式增加一個計數器可以跟蹤表達式的計算頻率。在頁面中隨便移動鼠標都可以輕松達到 10000 次以上的計算量。

一個減少CSS表達式計算次數的方法就是使用一次性的表達式,它在第一次運行時將結 果賦給指定的樣式屬性,並用這個屬性來代替CSS表達式。如果樣式屬性必須在頁面周 期內動態地改變,使用事件句柄來代替CSS表達式是一個可行辦法。如果必須使用CSS表達式,一定要記住它們要計算成千上萬次並且可能會對你頁面的性能產生影響。

3、使用外部JavaScript和CSS

很多性能規則都是關於如何處理外部文件的。但是,在你采取這些措施前你可能會問到 一個更基本的問題:JavaScript和CSS是應該放在外部文件中呢還是把它們放在頁面本 身之內呢?

在實際應用中使用外部文件可以提高頁面速度,因為JavaScript和CSS文件都能在瀏覽 器中產生緩存。內置在HTML文檔中的JavaScript和CSS則會在每次請求中隨HTML文檔重 新下載。這雖然減少瞭HTTP請求的次數,卻增加瞭HTML文檔的大小。從另一方面來說, 如果外部文件中的JavaScript和CSS被瀏覽器緩存,在沒有增加HTTP請求次數的同時可 以減少HTML文檔的大小。

關鍵問題是,外部JavaScript和CSS文件緩存的頻率和請求HTML文檔的次數有關。雖然 有一定的難度,但是仍然有一些指標可以一測量它。如果一個會話中用戶會瀏覽你網站 中的多個頁面,並且這些頁面中會重復使用相同的腳本和樣式表,緩存外部文件就會帶 來更大的益處。

許多網站沒有功能建立這些指標。對於這些網站來說,最好的堅決方法就是把 JavaScript和CSS作為外部文件引用。比較適合使用內置代碼的例外就是網站的主頁, 如Yahoo!主頁和My Yahoo!。主頁在一次會話中擁有較少(可能隻有一次)的瀏覽量,你可以發現內置JavaScript和CSS對於終端用戶來說會加快響應時間。

對於擁有較大瀏覽量的首頁來說,有一種技術可以平衡內置代碼帶來的HTTP請求減少與 通過使用外部文件進行緩存帶來的好處。其中一個就是在首頁中內置JavaScript和CSS, 但是在頁面下載完成後動態下載外部文件,在子頁面中使用到這些文件時,它們已經緩 存到瀏覽器瞭。

4、削減JavaScript和CSS

精簡是指從去除代碼不必要的字符減少文件大小從而節省下載時間。消減代碼時,所有 的註釋、不需要的空白字符(空格、換行、tab縮進)等都要去掉。在JavaScript中, 由於需要下載的文件體積變小瞭從而節省瞭響應時間。精簡JavaScript中目前用到的最 廣泛的兩個工具是JSMin和YUI Compressor。YUI Compressor還可用於精簡CSS。

混淆是另外一種可用於源代碼優化的方法。這種方法要比精簡復雜一些並且在混淆的過 程更易產生問題。在對美國前 10 大網站的調查中發現,精簡也可以縮小原來代碼體積 的 21%,而混淆可以達到 25%。盡管混淆法可以更好地縮減代碼,但是對於JavaScript 來說精簡的風險更小。

除消減外部的腳本和樣式表文件外,<script>和<style>代碼塊也可以並且應該進行消 減。即使你用Gzip壓縮過腳本和樣式表,精簡這些文件仍然可以節省 5%以上的空間。由於JavaScript和CSS的功能和體積的增加,消減代碼將會獲得益處。

5、用<link>代替@import

前面的最佳實現中提到 CSS 應該放置在頂端以利於有序加載呈現。

在 IE 中,頁面底部@import 和使用<link>作用是一樣的,因此最好不要使用它。

6、避免使用濾鏡

IE 獨有屬性 AlphaImageLoader 用於修正 7.0 以下版本中顯示 PNG 圖片的半透明效果。 這個濾鏡的問題在於瀏覽器加載圖片時它會終止內容的呈現並且凍結瀏覽器。在每一個 元素(不僅僅是圖片)它都會運算一次,增加瞭內存開支,因此它的問題是多方面的。 完全避免使用 AlphaImageLoader 的最好方法就是使用 PNG8 格式來代替,這種格式能在 IE 中很好地工作。如果你確實需要使用 AlphaImageLoader,請使用下劃線_filter 又使之對 IE7 以上版本的用戶無效。

7、把腳本置於頁面底部

腳本帶來的問題就是它阻止瞭頁面的平行下載。HTTP/1.1 規范建議,瀏覽器每個主機 名的並行下載內容不超過兩個。如果你的圖片放在多個主機名上,你可以在每個並行下 載中同時下載 2 個以上的文件。但是當下載腳本時,瀏覽器就不會同時下載其它文件瞭, 即便是主機名不相同。

在某些情況下把腳本移到頁面底部可能不太容易。比如說,如果腳本中使用瞭 document.write來插入頁面內容,它就不能被往下移動瞭。這裡可能還會有作用域的問 題。很多情況下,都會遇到這方面的問題。 一個經常用到的替代方法就是使用延遲腳本。DEFER屬性表明腳本中沒有包含 document.write,它告訴瀏覽器繼續顯示。不幸的是,Firefox並不支持DEFER屬性。在 Internet Explorer中,腳本可能會被延遲但效果也不會像我們所期望的那樣。如果腳

本可以被延遲,那麼它就可以移到頁面的底部。這會讓你的頁面加載的快一點。

8、剔除重復腳本

在同一個頁面中重復引用 JavaScript 文件會影響頁面的性能。你可能會認為這種情況

並不多見。對於美國前 10 大網站的調查顯示其中有兩傢存在重復引用腳本的情況。有 兩種主要因素導致一個腳本被重復引用的奇怪現象發生:團隊規模和腳本數量。如果真 的存在這種情況,重復腳本會引起不必要的 HTTP 請求和無用的 JavaScript 運算,這降 低瞭網站性能。

在 Internet Explorer 中會產生不必要的 HTTP 請求,而在 Firefox 卻不會。在 Internet Explorer 中,如果一個腳本被引用兩次而且它又不可緩存,它就會在頁面加載過程中產 生兩次 HTTP 請求。即時腳本可以緩存,當用戶重載頁面時也會產生額外的 HTTP 請求。

除增加額外的 HTTP 請求外,多次運算腳本也會浪費時間。在 Internet Explorer 和 Firefox 中不管腳本是否可緩存,它們都存在重復運算 JavaScript 的問題。 一個避免偶爾發生的兩次引用同一腳本的方法是在模板中使用腳本管理模塊引用腳本。 在 HTML 頁面中使用<script />標簽引用腳本的最常見方法就是:

<script type=”text/javascript” src=”menu_1.0.17.js”></script>

在 PHP 中可以通過創建名為 insertScript 的方法來替代:

<?php insertScript(“menu.js”) ?>

為瞭防止多次重復引用腳本,這個方法中還應該使用其它機制來處理腳本,如檢查所屬 目錄和為腳本文件名中增加版本號以用於 Expire 文件頭等。

9、減少 DOM 訪問

使用 JavaScript 訪問 DOM 元素比較慢,因此為瞭獲得更多的應該頁面,應該做到:

• 緩存已經訪問過的有關元素

• 線下更新完節點之後再將它們添加到文檔樹中

• 避免使用 JavaScript 來修改頁面佈局

有關此方面的更多信息請查看Julien Lecomte在YUI專題中的文章”高性能Ajax應該程序”。

10、開發智能事件處理程序

有時候我們會感覺到頁面反應遲鈍,這是因為DOM樹元素中附加瞭過多的事件句柄並且 些事件句病被頻繁地觸發。這就是為什麼說使用event delegation(事件代理)是一種 好方法瞭。如果你在一個div中有 10 個按鈕,你隻需要在div上附加一次事件句柄就可 以瞭,而不用去為每一個按鈕增加一個句柄。事件冒泡時你可以捕捉到事件並判斷出是 哪個事件發出的。

你同樣也不用為瞭操作DOM樹而等待onload事件的發生。你需要做的就是等待樹結構中 你要訪問的元素出現。你也不用等待所有圖像都加載完畢。 你可能會希望用DOMContentLoaded事件來代替onload,但是在所有瀏覽器都支持它之前 你可使用YUI 事件應用程序中的onAvailable方法。

有關此方面的更多信息請查看Julien Lecomte在YUI專題中的文章”高性能Ajax應該程序”。

延伸閱讀:

  • Web程序優化的最佳實踐(網站內容篇)
  • Web程序優化的最佳實踐(服務器篇)
  • Web程序優化的最佳實踐:Cookie、圖片及移動應用篇