最近，YouMonitor.Us在做Web應(yīng)用性能優(yōu)化，在網(wǎng)上發(fā)現(xiàn)了文章High Performance Web Sites: The Importance of Front-End Performance，感覺其14條優(yōu)化法則很實(shí)用，操作性很強(qiáng)。因此翻譯出來，供大家參考。
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Web應(yīng)用性能優(yōu)化黃金法則：先優(yōu)化前端程序(front-end)的性能，因?yàn)檫@是80%或以上的最終用戶響應(yīng)時(shí)間的花費(fèi)所在。<o:p></o:p>
法則1. 減少HTTP請求次數(shù)
80%的最終用戶響應(yīng)時(shí)間花在前端程序上，而其大部分時(shí)間則花在各種頁面元素，如圖像、樣式表、腳本和Flash等，的下載上。減少頁面元素將會減少HTTP請求次數(shù)。這是快速顯示頁面的關(guān)鍵所在。
一種減少頁面元素個(gè)數(shù)的方法是簡化頁面設(shè)計(jì)。但是否存在其他方式，能做到既有豐富內(nèi)容，又能獲得快速響應(yīng)時(shí)間呢？以下是這樣一些技術(shù)：
Image maps組合多個(gè)圖片到一張圖片中。總文件大小變化不大，但減少了HTTP請求次數(shù)從而加快了頁面顯示速度。該方式只適合圖片連續(xù)的情況；同時(shí)坐標(biāo)的定義是煩人又容易出錯(cuò)的工作。
CSS Sprites是更好的方法。它可以組合頁面中的圖片到單個(gè)文件中，并使用CSS的background-image和background-position屬性來現(xiàn)實(shí)所需的部分圖片。
Inline images使用data: URL scheme來在頁面中內(nèi)嵌圖片。這將增大HTML文件的大小。組合inline images到你的（緩存）樣式表是既能較少HTTP請求，又能避免加大HTML文件大小的方法。
Combined files通過組合多個(gè)腳本文件到單一文件來減少HTTP請求次數(shù)。樣式表也可采用類似方法處理。這個(gè)方法雖然簡單，但沒有得到大規(guī)模的使用。10大美國網(wǎng)站每頁平均有7個(gè)腳本文件和2個(gè)樣式表。當(dāng)頁面之間腳本和樣式表變化很大時(shí)，該方式將遇到很大的挑戰(zhàn)，但如果做到的話，將能加快響應(yīng)時(shí)間。
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減少HTTP請求次數(shù)是性能優(yōu)化的起點(diǎn)。這最提高首次訪問的效率起到很重要的作用。據(jù)Tenni Theurer的文章Browser Cache Usage - Exposed!描述，40-60%的日常訪問是首次訪問，因此為首次訪問者加快頁面訪問速度是用戶體驗(yàn)的關(guān)鍵。
法則2. 使用CDN(Content Delivery Network, 內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò))
用戶離web server的遠(yuǎn)近對響應(yīng)時(shí)間也有很大影響。從用戶角度看，把內(nèi)容部署到多個(gè)地理位置分散的服務(wù)器上將有效提高頁面裝載速度。但是該從哪里開始呢？
作為實(shí)現(xiàn)內(nèi)容地理分布的第一步，不要試圖重構(gòu)web應(yīng)用以適應(yīng)分布架構(gòu)。改變架構(gòu)將導(dǎo)致多個(gè)周期性任務(wù)，如同步session狀態(tài)，在多個(gè)server之間復(fù)制數(shù)據(jù)庫交易。這樣縮短用戶與內(nèi)容距離的嘗試可能被應(yīng)用架構(gòu)改版所延遲，或阻止。
我們還記得80-90%的最終用戶響應(yīng)時(shí)間花在下載頁面中的各種元素上，如圖像文件、樣式表、腳本和Flash等。與其花在重構(gòu)系統(tǒng)這個(gè)困難的任務(wù)上，還不如先分布靜態(tài)內(nèi)容。這不僅能大大減少響應(yīng)時(shí)間，而且由于CDN的存在，分布靜態(tài)內(nèi)容非常容易實(shí)現(xiàn)。
CDN是地理上分布的web server的集合，用于更高效地發(fā)布內(nèi)容。通常基于網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)近來選擇給具體用戶服務(wù)的web server。
一些大型網(wǎng)站擁有自己的CDN，但是使用如Akamai Technologies, Mirror Image Internet, 或 Limelight Networks等CDN服務(wù)提供商的服務(wù)將是劃算的。在Yahoo!把靜態(tài)內(nèi)容分布到CDN減少了用戶影響時(shí)間20%或更多。切換到CDN的代碼修改工作是很容易的，但能達(dá)到提高網(wǎng)站的速度。
法則3. 增加Expires Header
網(wǎng)頁內(nèi)容正變得越來越豐富，這意味著更多的腳本文件、樣式表、圖像文件和Flash。首次訪問者將不得不面臨多次HTTP請求，但通過使用Expires header，您可以在客戶端緩存這些元素。這在后續(xù)訪問中避免了不必要的HTTP請求。Expires header最常用于圖像文件，但是它也應(yīng)該用于腳本文件、樣式表和Flash。
瀏覽器（和代理）使用緩存來減少HTTP請求的次數(shù)和大小，使得網(wǎng)頁加速裝載。Web server通過Expires header告訴客戶端一個(gè)元素可以緩存的時(shí)間長度。
如果服務(wù)器是Apache的話，您可以使用ExpiresDefault基于當(dāng)期日期來設(shè)置過期日期，如：
ExpiresDefault “access plus 10 years” 設(shè)置過期時(shí)間為從請求時(shí)間開始計(jì)算的10年。
請記住，如果使用超長的過期時(shí)間，則當(dāng)內(nèi)容改變時(shí)，您必須修改文件名稱。在Yahoo!我們經(jīng)常把改名作為release的一個(gè)步驟：版本號內(nèi)嵌在文件名中，如yahoo_<st1:chsdate month="12" islunardate="False" day="30" year="1899" w:st="on" isrocdate="False">2.0.6</st1:chsdate>.js。
法則4. 壓縮頁面元素
通過壓縮HTTP響應(yīng)內(nèi)容可減少頁面響應(yīng)時(shí)間。從HTTP/1.1開始，web客戶端在HTTP請求中通過Accept-Encoding頭來表明支持的壓縮類型，如：
Accept-Encoding: gzip, deflate.
如果Web server檢查到Accept-Encoding頭，它會使用客戶端支持的方法來壓縮HTTP響應(yīng)，會設(shè)置Content-Encoding頭，如：Content-Encoding: gzip。
Gzip是目前最流行及有效的壓縮方法。其他的方式如deflate，但它效果較差，也不夠流行。通過Gzip，內(nèi)容一般可減少70%。如果是Apache，在1.3版本下需使用mod_gzip模塊，而在2.x版本下，則需使用mod_deflate。
Web server根據(jù)文件類型來決定是否壓縮。大部分網(wǎng)站對HTML文件進(jìn)行壓縮。但對腳本文件和樣式表進(jìn)行壓縮也是值得的。實(shí)際上，對包括XML和JSON在內(nèi)的任務(wù)文本信息進(jìn)行壓縮都是值得的。圖像文件和PDF文件不應(yīng)該被壓縮，因?yàn)樗鼈儽緛砭褪菈嚎s格式保存的。對它們進(jìn)行壓縮，不但浪費(fèi)CPU，而且還可能增加文件的大小。
因此，對盡量多的文件類型進(jìn)行壓縮是一種減少頁面大小和提高用戶體驗(yàn)的簡便方法。
法則5. 把樣式表放在頭上
我們發(fā)現(xiàn)把樣式表移到HEAD部分可以提高界面加載速度，因此這使得頁面元素可以順序顯示。
在很多瀏覽器下，如IE，把樣式表放在document的底部的問題在于它禁止了網(wǎng)頁內(nèi)容的順序顯示。瀏覽器阻止顯示以免重畫頁面元素，那用戶只能看到空白頁了。Firefox不會阻止顯示，但這意味著當(dāng)樣式表下載后，有些頁面元素可能需要重畫，這導(dǎo)致閃爍問題。
HTML規(guī)范明確要求樣式表被定義在HEAD中，因此，為避免空白屏幕或閃爍問題，最好的辦法是遵循HTML規(guī)范，把樣式表放在HEAD中。
法則6. 把腳本文件放在底部
與樣式文件一樣，我們需要注意腳本文件的位置。我們需盡量把它們放在頁面的底部，這樣一方面能順序顯示，另方面可達(dá)到最大的并行下載。
瀏覽器會阻塞顯示直到樣式表下載完畢，因此我們需要把樣式表放在HEAD部分。而對于腳本來說，腳本后面內(nèi)容的順序顯示將被阻塞，因此把腳本盡量放在底部意味著更多內(nèi)容能被快速顯示。
腳本引起的第二個(gè)問題是它阻塞并行下載數(shù)量。HTTP/1.1規(guī)范建議瀏覽器每個(gè)主機(jī)的并行下載數(shù)不超過2個(gè)。因此如果您把圖像文件分布到多臺機(jī)器的話，您可以達(dá)到超過2個(gè)的并行下載。但是當(dāng)腳本文件下載時(shí)，瀏覽器不會啟動(dòng)其他的并行下載，甚至其他主機(jī)的下載也不啟動(dòng)。
在某些情況下，不是很容易就能把腳本移到底部的。如，腳本使用document.write方法來插入頁面內(nèi)容。同時(shí)可能還存在域的問題。不過在很多情況下，還是有一些方法的。
一個(gè)備選方法是使用延遲腳本（deferred script）。DEFER屬性表明腳本未包含document.write，指示瀏覽器刻繼續(xù)顯示。不幸的是，Firefox不支持DEFER屬性。在IE中，腳本可能被延遲執(zhí)行，但不一定得到需要的長時(shí)間延遲。不過從另外角度來說，如果腳本能被延遲執(zhí)行，那它就可以被放在底部了。
法則7. 避免CSS表達(dá)式
CSS表達(dá)式是功能強(qiáng)大的(同時(shí)也是危險(xiǎn)的)用于動(dòng)態(tài)設(shè)置CSS屬性的方式。IE，從版本5開始支持CSS表達(dá)式，如backgourd-color: expression((new Date()).getHours()%2?”#B8D4FF”:”#F<st1:chmetcnv w:st="on" hasspace="False" negative="False" numbertype="1" sourcevalue="8" unitname="a" tcsc="0">08A</st1:chmetcnv><st1:chmetcnv w:st="on" hasspace="False" negative="False" numbertype="1" sourcevalue="0" unitname="”" tcsc="0">00”</st1:chmetcnv>)，即背景色每個(gè)小時(shí)切換一次。
CSS表達(dá)式的問題是其執(zhí)行次數(shù)超過大部分人的期望。不僅頁面顯示和resize時(shí)計(jì)算表達(dá)式，而且當(dāng)頁面滾屏，甚至當(dāng)鼠標(biāo)在頁面上移動(dòng)時(shí)都會重新計(jì)算表達(dá)式。
一種減少CSS表達(dá)式執(zhí)行次數(shù)的方法是一次性表達(dá)式，即當(dāng)?shù)谝淮螆?zhí)行時(shí)就以明確的數(shù)值代替表達(dá)式。如果必須動(dòng)態(tài)設(shè)置的話，可使用事件處理函數(shù)代替。如果您必須使用CSS表達(dá)式的話，請記住它們可能被執(zhí)行上千次，從而影響頁面性能。
法則8. 把JavaScript和CSS放到外部文件中
上述很多性能優(yōu)化法則都基于外部文件進(jìn)行優(yōu)化。現(xiàn)在，我們必須問一個(gè)問題：JavaScript和CSS應(yīng)該包括在外部文件，還是在頁面文件中？
在現(xiàn)實(shí)世界中，使用外部文件會加快頁面顯示速度，因?yàn)橥獠课募粸g覽器緩存。如果內(nèi)置JavaScript和CSS在頁面中雖然會減少HTTP請求次數(shù)，但增大了頁面的大小。另外一方面，使用外部文件，會被瀏覽器緩存，則頁面大小會減小，同時(shí)又不增加HTTP請求次數(shù)。
因此，一般來說，外部文件是更可行的方式。唯一的例外是內(nèi)嵌方式對主頁更有效，如Yahoo!和My Yahoo!都使用內(nèi)嵌方式。一般來說，在一個(gè)session中，主頁訪問此時(shí)較少，因此內(nèi)嵌方式可以取得更快的用戶響應(yīng)時(shí)間。
法則9. 減少DNS查詢次數(shù)
DNS用于映射主機(jī)名和IP地址，一般一次解析需要20～120毫秒。為達(dá)到更高的性能，DNS解析通常被多級別地緩存，如由ISP或局域網(wǎng)維護(hù)的caching server，本地機(jī)器操作系統(tǒng)的緩存（如windows上的DNS Client Service），瀏覽器。IE的缺省DNS緩存時(shí)間為30分鐘，Firefox的缺省緩沖時(shí)間是1分鐘。
減少主機(jī)名可減少DNS查詢的次數(shù)，但可能造成并行下載數(shù)的減少。避免DNS查詢可減少響應(yīng)時(shí)間，而減少并行下載數(shù)可能增加響應(yīng)時(shí)間。一個(gè)可行的折中是把內(nèi)容分布到至少2個(gè)，最多4個(gè)不同的主機(jī)名上。
法則10. 最小化JavaScript代碼
最小化JavaScript代碼指在JS代碼中刪除不必要的字符，從而降低下載時(shí)間。兩個(gè)流行的工具是JSMin 和YUI Compressor。
混淆是最小化于源碼的備選方式。象最小化一樣，它通過刪除注釋和空格來減少源碼大小，同時(shí)它還可以對代碼進(jìn)行混淆處理。作為混淆的一部分，函數(shù)名和變量名被替換成短的字符串，這使得代碼更緊湊，同時(shí)也更難讀，使得難于被反向工程。Dojo Compressor (ShrinkSafe)是最常見的混淆工具。
最小化是安全的、直白的過程，而混淆則更復(fù)雜，而且容易產(chǎn)生問題。從對美國10大網(wǎng)站的調(diào)查來看，通過最小化，文件可減少21%，而混淆則可減少25%。
除了最小化外部腳本文件外，內(nèi)嵌的腳本代碼也應(yīng)該被最小化。即使腳本根據(jù)法則4被壓縮后傳輸，最小化腳本刻減少文件大小5%或更高。
法則11. 避免重定向
重定向功能是通過301和302這兩個(gè)HTTP狀態(tài)碼完成的，如：
HTTP/1.1 301 Moved Permanently
Location: http://example.com/newuri
Content-Type: text/html
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瀏覽器自動(dòng)重定向請求到Location指定的URL上，重定向的主要問題是降低了用戶體驗(yàn)。
一種最耗費(fèi)資源、經(jīng)常發(fā)生而很容易被忽視的重定向是URL的最后缺少/，如訪問http://astrology.yahoo.com/astrology將被重定向到http://astrology.yahoo.com/astrology/。在Apache下，可以通過Alias，mod_rewrite或DirectorySlash等方式來解決該問題。
法則12. 刪除重復(fù)的腳本文件
在一個(gè)頁面中包含重復(fù)的JS腳本文件會影響性能，即它會建立不必要的HTTP請求和額外的JS執(zhí)行。
不必要的HTTP請求發(fā)生在IE下，而Firefox不會產(chǎn)生多余的HTTP請求。額外的JS執(zhí)行，不管在IE下，還是在Firefox下，都會發(fā)生。
一個(gè)避免重復(fù)的腳本文件的方式是使用模板系統(tǒng)來建立腳本管理模塊。除了防止重復(fù)的腳本文件外，該模塊還可以實(shí)現(xiàn)依賴性檢查和增加版本號到腳本文件名中，從而實(shí)現(xiàn)超長的過期時(shí)間。
法則13. 配置ETags
ETags是用于確定瀏覽器緩存中元素是否與Web server中的元素相匹配的機(jī)制，它是比last-modified date更靈活的元素驗(yàn)證機(jī)制。ETag是用于唯一表示元素版本的字符串，它需被包括在引號中。Web server首先在response中指定ETag：
HTTP/1.1 200 OK
10c24bc-4ab-457e<st1:chmetcnv w:st="on" hasspace="False" negative="False" numbertype="1" sourcevalue="1" unitname="C" tcsc="0">1c</st1:chmetcnv><st1:chmetcnv w:st="on" hasspace="False" negative="False" numbertype="1" sourcevalue="1" unitname="F" tcsc="0">1f</st1:chmetcnv>"
Content-Length: 12195
后來，如果瀏覽器需要驗(yàn)證某元素，它使用If-None-Match頭回傳ETag給Web server，如果ETag匹配，則服務(wù)器返回304代碼，從而節(jié)省了下載時(shí)間：
GET /i/yahoo.gif HTTP/1.1
Host: us.yimg.com
10c24bc-4ab-457e<st1:chmetcnv w:st="on" hasspace="False" negative="False" numbertype="1" sourcevalue="1" unitname="C" tcsc="0">1c</st1:chmetcnv><st1:chmetcnv w:st="on" hasspace="False" negative="False" numbertype="1" sourcevalue="1" unitname="F" tcsc="0">1f</st1:chmetcnv>"
HTTP/1.1 304 Not Modified
<o:p> </o:p>
ETags的問題在于它們是基于服務(wù)器唯一性的某些屬性構(gòu)造的，如Apache1.3和2.x，其格式是inode-size-timestamp，而在IIS5.0和6.0下，其格式是Filetimestamp:ChangeNumber。這樣同一個(gè)元素在不同的web server上，其ETag是不一樣的。這樣在多Web server的環(huán)境下，瀏覽器先從server1請求某元素，后來向server2驗(yàn)證該元素，由于ETag不同，所以緩存失效，必須重新下載。
因此，如果您未用到ETags系統(tǒng)提供的靈活的驗(yàn)證機(jī)制，最好刪除ETag。刪除ETag會減少http response及后續(xù)請求的HTTP頭的大小。微軟支持文章描述了如何刪除ETags，而在Apache下，只要在配置文件中設(shè)置FileETag none即可。
法則14. 緩存Ajax
性能優(yōu)化法則同樣適用于web 2.0應(yīng)用。提高Ajax的性能最重要的方式是使得其response可緩存，就象“法則3增加Expires Header”討論的那樣。以下其他法則同樣適用于Ajax，當(dāng)然法則3是最有效的方式:
法則4. 壓縮頁面元素
法則9. 減少DNS查詢次數(shù)
法則10. 最小化腳本文件
法則11. 避免重定向
法則13. 配置ETags.