雅虎团队经验:网站页面性能优化的 34条黄金守则
1、尽量减少HTTP请求次数
终端用户响应的时间中,有80%用于下载各项内容。这部分时间包括下载页面中的图像、样式表、脚本、Flash等。通过减少页面中的元素可以减少 HTTP请求的次数。这是提高网页速度的关键步骤。
减少页面组件的方法其实就是简化页面设计。那么有没有一种方法既能保持页面内容的丰富性又能达到加快响应时间的目的呢?这里有几条减少HTTP请求次数同时又可能保持页面内容丰富的技术。
合并文件是通过把所有的脚本放到一个文件中来减少HTTP请求的方法,如可以简单地把所有的CSS文件都放入一个样式表中。当脚本或者样式表在不同页面中使用时需要做不同的修改,这可能会相对麻烦点,但即便如此也要把这个方法作为改善页面性能的重要一步。
CSS Sprites是减少图像请求的有效方法。把所有的背景图像都放到一个图片文件中,然后通过CSS的background-image和 background-position属性来显示图片的不同部分;
图片地图是把多张图片整合到一张图片中。虽然文件的总体大小不会改变,但是可以减少HTTP请求次数。图片地图只有在图片的所有组成部分在页面中是紧挨在一起的时候才能使用,如导航栏。确定图片的坐标和可能会比较繁琐且容易出错,同时使用图片地图导航也不具有可读性,因此不推荐这种方法;
内联图像是使用data:URL scheme的方法把图像数据加载页面中。这可能会增加页面的大小。把内联图像放到样式表(可缓存)中可以减少HTTP请求同时又避免增加页面文件的大小。但是内联图像现在还没有得到主流浏览器的支持。
减少页面的HTTP请求次数是你首先要做的一步。这是改进首次访问用户等待时间的最重要的方法。如同Tenni Theurer的他的博客Browser Cahe Usage - Exposed!中所说,HTTP请求在无缓存情况下占去了40%到60%的响应时间。让那些初次访问你网站的人获得更加快速的体验吧!
2、减少DNS查找次数
域名系统(DNS)提供了域名和IP的对应关系,就像电话本中人名和他们的电话号码的关系一样。当你在浏览器地址栏中输入www.dudo.org 时,DNS解析服务器就会返回这个域名对应的IP地址。DNS解析的过程同样也是需要时间的。一般情况下返回给定域名对应的IP地址会花费20到120毫秒的时间。而且在这个过程中浏览器什么都不会做直到DNS查找完毕。
缓存DNS查找可以改善页面性能。这种缓存需要一个特定的缓存服务器,这种服务器一般属于用户的ISP提供商或者本地局域网控制,但是它同样会在用户使用的计算机上产生缓存。DNS信息会保留在操作系统的DNS缓存中(微软Windows系统中DNS Client Service)。大多数浏览器有独立于操作系统以外的自己的缓存。由于浏览器有自己的缓存记录,因此在一次请求中它不会受到操作系统的影响。
Internet Explorer默认情况下对DNS查找记录的缓存时间为30分钟,它在注册表中的键值为DnsCacheTimeout。Firefox对DNS的查找记录缓存时间为1分钟,它在配置文件中的选项为network.dnsCacheExpiration(Fasterfox把这个选项改为了1小时)。
当客户端中的DNS缓存都为空时(浏览器和操作系统都为空),DNS查找的次数和页面中主机名的数量相同。这其中包括页面中URL、图片、脚本文件、样式表、Flash对象等包含的主机名。减少主机名的数量可以减少DNS查找次数。
减少主机名的数量还可以减少页面中并行下载的数量。减少DNS查找次数可以节省响应时间,但是减少并行下载却会增加响应时间。我的指导原则是把这些页面中的内容分割成至少两部分但不超过四部分。这种结果就是在减少DNS查找次数和保持较高程度并行下载两者之间的权衡了。
3、避免跳转
跳转是使用301和302代码实现的。下面是一个响应代码为301的HTTP头:
HTTP/1.1 301 Moved Permanently
Location: http://example.com/newuri
Content-Type: text/html
浏览器会把用户指向到Location中指定的URL。头文件中的所有信息在一次跳转中都是必需的,内容部分可以为空。不管他们的名称,301和302 响应都不会被缓存除非增加一个额外的头选项,如Expires或者Cache-Control来指定它缓存。
区域内,尽管它可以多次使用它”。无论是引起白屏还是出现没有样式化的内容都不值得去尝试。最好的方案就是按照HTML规范在文档
内加载你的样式表。
18、避免使用CSS表达式(Expression)
CSS表达式是动态设置CSS属性的强大(但危险)方法。Internet Explorer从第5个版本开始支持CSS表达式。下面的例子中,使用CSS表达式可以实现隔一个小时切换一次背景颜色:
background-color: expression( (new Date()).getHours()%2 ? "#B8D4FF" : "#F08A00" );
如上所示,expression中使用了JavaScript表达式。CSS属性根据JavaScript表达式的计算结果来设置。 expression方法在其它浏览器中不起作用,因此在跨浏览器的设计中单独针对Internet Explorer设置时会比较有用。
表达式的问题就在于它的计算频率要比我们想象的多。不仅仅是在页面显示和缩放时,就是在页面滚动、乃至移动鼠标时都会要重新计算一次。给CSS表达式增加一个计数器可以跟踪表达式的计算频率。在页面中随便移动鼠标都可以轻松达到10000次以上的计算量。
一个减少CSS表达式计算次数的方法就是使用一次性的表达式,它在第一次运行时将结果赋给指定的样式属性,并用这个属性来代替CSS表达式。如果样式属性必须在页面周期内动态地改变,使用事件句柄来代替CSS表达式是一个可行办法。如果必须使用CSS表达式,一定要记住它们要计算成千上万次并且可能会对你页面的性能产生影响。
19、使用外部JavaScript和CSS
很多性能规则都是关于如何处理外部文件的。但是,在你采取这些措施前你可能会问到一个更基本的问题:JavaScript和CSS是应该放在外部文件中呢还是把它们放在页面本身之内呢?
在实际应用中使用外部文件可以提高页面速度,因为JavaScript和CSS文件都能在浏览器中产生缓存。内置在HTML文档中的 JavaScript和CSS则会在每次请求中随HTML文档重新下载。这虽然减少了HTTP请求的次数,却增加了HTML文档的大小。从另一方面来说,如果外部文件中的JavaScript和CSS被浏览器缓存,在没有增加HTTP请求次数的同时可以减少HTML文档的大小。
关键问题是,外部JavaScript和CSS文件缓存的频率和请求HTML文档的次数有关。虽然有一定的难度,但是仍然有一些指标可以一测量它。如果一个会话中用户会浏览你网站中的多个页面,并且这些页面中会重复使用相同的脚本和样式表,缓存外部文件就会带来更大的益处。
许多网站没有功能建立这些指标。对于这些网站来说,最好的坚决方法就是把JavaScript和CSS作为外部文件引用。比较适合使用内置代码的例外就是网站的主页,如Yahoo!主页和My Yahoo!。主页在一次会话中拥有较少(可能只有一次)的浏览量,你可以发现内置JavaScript和CSS对于终端用户来说会加快响应时 间。
对于拥有较大浏览量的首页来说,有一种技术可以平衡内置代码带来的HTTP请求减少与通过使用外部文件进行缓存带来的好处。其中一个就是在首页中内置 JavaScript和CSS,但是在页面下载完成后动态下载外部文件,在子页面中使用到这些文件时,它们已经缓存到浏览器了。
20、削减JavaScript和CSS
精简是指从去除代码不必要的字符减少文件大小从而节省下载时间。消减代码时,所有的注释、不需要的空白字符(空格、换行、tab缩进)等都要去掉。在 JavaScript中,由于需要下载的文件体积变小了从而节省了响应时间。精简JavaScript中目前用到的最广泛的两个工具是JSMin和YUI Compressor。YUI Compressor还可用于精简CSS。
混淆是另外一种可用于源代码优化的方法。这种方法要比精简复杂一些并且在混淆的过程更易产生问题。在对美国前10大网站的调查中发现,精简也可以缩小原来代码体积的21%,而混淆可以达到25%。尽管混淆法可以更好地缩减代码,但是对于JavaScript来说精简的风险更小。
除消减外部的脚本和样式表文件外,
在PHP中可以通过创建名为insertScript的方法来替代:
为了防止多次重复引用脚本,这个方法中还应该使用其它机制来处理脚本,如检查所属目录和为脚本文件名中增加版本号以用于Expire文件头等。
25、减少DOM访问
使用JavaScript访问DOM元素比较慢,因此为了获得更多的应该页面,应该做到:
缓存已经访问过的有关元素
线下更新完节点之后再将它们添加到文档树中
避免使用JavaScript来修改页面布局
有关此方面的更多信息请查看Julien Lecomte在YUI专题中的文章“高性能Ajax应该程序”。
26、开发智能事件处理程序
有时候我们会感觉到页面反应迟钝,这是因为DOM树元素中附加了过多的事件句柄并且些事件句病被频繁地触发。这就是为什么说使用event delegation(事件代理)是一种好方法了。如果你在一个div中有10个按钮,你只需要在div上附加一次事件句柄就可以了,而不用去为每一个按钮增加一个句柄。事件冒泡时你可以捕捉到事件并判断出是哪个事件发出的。
你同样也不用为了操作DOM树而等待onload事件的发生。你需要做的就是等待树结构中你要访问的元素出现。你也不用等待所有图像都加载完毕。
你可能会希望用DOMContentLoaded事件来代替onload,但是在所有浏览器都支持它之前你可使用YUI 事件应用程序中的onAvailable方法。
27、减小Cookie体积
HTTP coockie可以用于权限验证和个性化身份等多种用途。coockie内的有关信息是通过HTTP文件头来在web服务器和浏览器之间进行交流的。因此保持coockie尽可能的小以减少用户的响应时间十分重要。
有关更多信息可以查看Tenni Theurer和Patty Chi的文章“When the Cookie Crumbles”。这们研究中主要包括:
去除不必要的coockie
使coockie体积尽量小以减少对用户响应的影响
注意在适应级别的域名上设置coockie以便使子域名不受影响
设置合理的过期时间。较早地Expire时间和不要过早去清除coockie,都会改善用户的响应时间。
28、对于页面内容使用无coockie域名
当浏览器在请求中同时请求一张静态的图片和发送coockie时,服务器对于这些coockie不会做任何地使用。因此他们只是因为某些负面因素而创建的网络传输。所有你应该确定对于静态内容的请求是无coockie的请求。创建一个子域名并用他来存放所有静态内容。
如果你的域名是www.example.org,你可以在static.example.org上存在静态内容。但是,如果你不是在 www.example.org上而是在顶级域名example.org设置了coockie,那么所有对于static.example.org的请求都包含coockie。在这种情况下,你可以再重新购买一个新的域名来存在静态内容,并且要保持这个域名是无coockie的。Yahoo!使用的是 ymig.com,YouTube使用的是ytimg.com,Amazon使用的是images-anazon.com等等。
使用无coockie域名存在静态内容的另外一个好处就是一些代理(服务器)可能会拒绝对coockie的内容请求进行缓存。一个相关的建议就是,如果你想确定应该使用example.org还是www.example.org作为你的一主页,你要考虑到coockie带来的影响。忽略掉www会使你除了把coockie设置到*.example.org(*是泛域名解析,代表了所有子域名译者dudo注)外没有其它选择,因此出于性能方面的考虑最好是使用带有www的子域名并且在它上面设置coockie。
29、优化图像
设计人员完成对页面的设计之后,不要急于将它们上传到web服务器,这里还需要做几件事:
你可以检查一下你的GIF图片中图像颜色的数量是否和调色板规格一致。 使用imagemagick中下面的命令行很容易检查:
identify -verbose image.gif
如果你发现图片中只用到了4种颜色,而在调色板的中显示的256色的颜色槽,那么这张图片就还有压缩的空间。
尝试把GIF格式转换成PNG格式,看看是否节省空间。大多数情况下是可以压缩的。由于浏览器支持有限,设计者们往往不太乐意使用PNG格式的图片,不过这都是过去的事情了。现在只有一个问题就是在真彩PNG格式中的alpha通道半透明问题,不过同样的,GIF也不是真彩格式也不支持半透明。因此GIF能做到的,PNG(PNG8)同样也能做到(除了动画)。下面这条简单的命令可以安全地把GIF格式转换为PNG格式:
convert image.gif image.png
“我们要说的是:给PNG一个施展身手的机会吧!”
在所有的PNG图片上运行pngcrush(或者其它PNG优化工具)。例如:
pngcrush image.png -rem alla -reduce -brute result.png
在所有的 JPEG图片上运行jpegtran。这个工具可以对图片中的出现的锯齿等做无损操作,同时它还可以用于优化和清除图片中的注释以及其它无用信息(如 EXIF信息):
jpegtran -copy none -optimize -perfect src.jpg dest.jpg
30、优化CSS Spirite
在Spirite中水平排列你的图片,垂直排列会稍稍增加文件大小;
Spirite 中把颜色较近的组合在一起可以降低颜色数,理想状况是低于256色以便适用PNG8格式;
便于移动,不要在Spirite的图像中间留有较大空隙。这虽然不大会增加文件大小但对于用户代理来说它需要更少的内存来把图片解压为像素地图。100x100的图片为1万像素,而 1000x1000就是100万像素。
31、不要在HTML中缩放图像
不要为了在HTML中设置长宽而使用比实际需要大的图片。如果你需要:
那么你的图片(mycat.jpg)就应该是100x100像素而不是把一个500x500像素的图片缩小使用。
32、favicon.ico要小而且可缓存
favicon.ico是位于服务器根目录下的一个图片文件。它是必定存在的,因为即使你不关心它是否有用,浏览器也会对它发出请求,因此最好不要返回一个404 Not Found的响应。由于是在同一台服务器上,它每被请求一次coockie就会被发送一次。这个图片文件还会影响下载顺序,例如在IE中当你在 onload中请求额外的文件时,favicon会在这些额外内容被加载前下载。
因此,为了减少favicon.ico带来的弊端,要做到:
文件尽量地小,最好小于1K
在适当的时候(也就是你不要打算再换 favicon.ico的时候,因为更换新文件时不能对它进行重命名)为它设置Expires文件头。你可以很安全地把Expires文件头设置为未来的几个月。你可以通过核对当前favicon.ico的上次编辑时间来作出判断。
Imagemagick可以帮你创建小巧的 favicon。
33、保持单个内容小于25K
这条限制主要是因为iPhone不能缓存大于25K的文件。注意这里指的是解压缩后的大小。由于单纯gizp压缩可能达不要求,因此精简文件就显得十分重要。
查看更多信息,请参阅Wayne Shea和Tenni Theurer的文件“Performance Research, Part 5: iPhone Cacheability - Making it Stick”。
34、打包组件成复合文本
把页面内容打包成复合文本就如同带有多附件的Email,它能够使你在一个HTTP请求中取得多个组件(切记:HTTP请求是很奢侈的)。当你使用这条规则时,首先要确定用户代理是否支持(iPhone就不支持)。