Velocity New York 2015 - 前端篇
这是一篇迟到的总结。2015 年 10 月有幸代表淘宝前端参加了 Velocity New York 性能大会，回来后马不停蹄的忙完双十一、双十二两个大促，终于有时间完成这篇总结。阿里每年都会参加将近 30 场国外会议，和前端相关的主要就是 Velocity（纽约）和 QCon（旧金山）了。这次纽约之行我们一共五人，分别来自 5 个不同的部门和岗位：前端、运维、中间件、测试、云计算。为期三天的会议每天都有至少 5 个会场同时开讲，大家根据自己的方向分别选择参加。先来几张张会场照片。
分享介绍
一、 There is a client-side proxy (ServiceWorker) in your browser!
serviceWorker 是浏览器提供的一层 proxy，介于 renderer 和 network 之间拥有独立的进程。所有的 request 和 response 都要经过这一层，但没有操作 DOM 的权限。它可以通过 script 脚本来进行操作，可以加载、修改、缓存、管理所有的 request 和 response，看到这里是不是觉得想象空间非常巨大。直接上原 PPT 的大图。
浏览器支持情况
目前支持最好的当然是 Chrome，下面是更详细的浏览器支持情况：
- 需要浏览器原生支持 Promise：Chrome 36+、Firefox 29+、Opera 23+、Safari 7.1+、Edge
- ServiceWorker 支持：Chrome 、Firefox 、Opera 、Edge
- 调试支持：Chrome 40+、Opera
如何使用
- 注册 ServiceWorker，是一个异步过程，页面不会被阻塞
- 几个事件：
- oninstall：表示注册成功，之后可以管理自己的 Cache 了，比如对一些 HTML，JS，CSS 资源文件进行预加载和缓存
- onactivate：在 ServiceWorker 创建成功后，并且所有之前的版本都不活跃时触发，主要用来更新逻辑、净化 Cache 。
- onfetch：render 发出的每一个请求都可以在这里被拦截，进行处理
能做什么
- 完全控制 request 路由、cacheing、response 内容
- 按照需要修改 response 的内容
- 请求返回异常时，可降级到之前 cache 的较旧的数据
- 网络处于离线状态时页面可用，直接调取 cache 的数据
- local template + remote data
- 在 ServiceWorkder 完成 HTML 片段的生成，减少数据传输量
- 可以是后台生成、Node.js 生成、JS 生成的一个替代选择
- 本地绘制图片，减少服务器绘制图片的资源消耗，只传输数据，由 ServiceWorker 完成。
- 类似的工作也可以由 SVG，Canvas 来实现
- 但 ServiceWorker 另一个特点是可以在浏览器启动后在 background 运行，与浏览器插件的运行机制有些类似，既有当前页面的运行时，又有浏览器启动后的 background 运行时。
- 资源部分更新
- 比如 CSS 文件，30 天后的版本和之前版本可能 97% 是相似的，完全下载有较大的资源消耗
- 可以根据缓存中之前的版本，再获取新旧版本间的 diff 数据，在 ServiceWorkder 更新后推给 render
- 预先加载下一个页面的资源
- 知道下一个页面的相关资源，在空闲时提前下载。当用户点击到下一个页面时，网络请求带来的时间消耗可以极大的减少。
二、 Modern performance best practices
性能的最佳实践，主要分三个部分：
- 一些优化点方向：减少 cookie 大小、域名收敛、空闲时预加载、CSS 选择器优化、web font 等
- 衡量标准：Chrome Dev Tools，Google PageSpeed 等可衡量的标准
- 工具自动化：将标准自动化执行，解放自己的双手， http://www.webpagetest.org/ ， https://www.sitespeed.io/
做为对照，简单介绍一下淘系无线页面的性能监控体系。
- 首先制定标准，我们对所有影响性能的关键指标都进行了梳理，包含但不限于以下几条，根据重要性都有不同的分数设定，检查类目和评分标准必要时可以随时调整
- 禁止发出 woff 字体请求
- 禁止发出 ttf 字体请求
- 接口请求数量检查
- 图片尺寸检查
- CSS 数量检查
- 图片懒加载检查
- 404 页面检查
- 首屏请求数量检查
- 首屏请求大小检查
- 图片域名收敛检查
- 图片大小检查
- 禁止使用 gif 图片
- 禁止发出 woff 字体请求
- 一个页面发布之前，强制自动跑分，满足一定的分数才能发布上线。满分 100，低于 93 分的页面不允许发布。每不满足一项扣减相应的分数，比如一个图片链接没有域名收敛扣 5 分，并且单项会重复累加积分，基本有 2 项不合格就无法发布。
- 真机测评，每次跑分都会随机连接到一个真实的手机上跑分
- 所有的无线页面在同一平台发布，保证有统一的入口。这点很重要，这样就可以在这个入口统一处理，保证所有页面都通过测试验证。另外一个好处是如果标准有调整也可以及时传递个开发人员，解决宣导不及时的问题。
PS：关于监控，除了性能监控，还有 UI 监控（JS 错误检测、静态资源可访问检测、空链检测等），前端单元测试（前端框架、核心逻辑、Node.js 测试等），感兴趣的同学可以查看 淘宝前端团队（FED）前两天的文章。
三、 WebPageTest
这次 Velocity 分享中，基本上每个演讲者提到性能分析工具的时候都会提到 WebPageTest。下面做一个简单的介绍。
实例
下面以淘宝 PC 首页为例，介绍一下 WebPageTest 的主要内容。PS：国外地址访问淘宝和国内相比还是有相当差距的。
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首先是一些关键数据信息的展示，包含 Load Time、First Byte、Start Render、DOM Elements 等，最大特点就是会分 首次加载和再次加载的对比 。
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和 Chrome 浏览器提供的瀑布流类似，每个请求的有详细的不同阶段占用时间对比，以及每个请求的 detail、request、response、object 信息。
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必要的性能检查，包含 Keep-Alive、Gzip、Compress Img、Progressive、Cache Static、CDN Detected。
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Content Breakdown，不同类型资源的请求数、大小分析。
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Domains，域名分析，域名越多消耗的 DNS 查询时间就越长。
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关键帧的分解图，并可以录制视频
优点
个人认为最大的好处有下面几点：
- 有首次加载和再次加载的全数据对比，性能优化更有针对性
- 所有的数据可保留，作为优化前后的对比依据，可以节约很多时间和资源
- 已有的最佳实践检测，比如请求是否全部 Gzip 压缩、静态资源是否全部 Cache、JPG 图片优化等
- 非 Chrome 浏览器也可以跟踪到，并按照 Chrome 的形式展现
进阶
WebPageTest 有很多更细致的配置选项，可以根据各自情况选择。另外还有一些高端功能，需要注册或者收费后才能使用，涉及的就是更专业、更深入的分析了。
- TCP Dump，可以下载相应的文件，进行分析。
- Processing breakdown。
- 包含主要 Thread 的消耗占比，消耗时间，如 Scripting、Layout、Painting、Loading 等；
- Processing Events 包含更细致的分类占比，消耗时间，如 FunctionCall、EvaluateScript、Layout、Program、CompositeLayer、ParseHTML、 RecalculateStyle、TimerFire 等、
- Trace，对应 Chrome://tracing 的功能。
- https://www.chromium.org/developers/how-tos/trace-event-profiling-tool
- It records C++ or JavaScript method signatures in a hierarchical view for each thread in each process.
- Net Log，对应 Chrome 的 network logging system。
四、基础研究
歪果仁对于标准和基础技术的研究热情很高，相较于国内更加务实一些，这类分享大约占 1/4 的比例。
预处理： Resource hints
各种 W3C 标准的预处理，但不是所有浏览器都支持
<link rel=dns-prefetch href="//example.com"> <link rel=preconnect href="https://fonts.example.com" crossorigin> <link rel=preload href="https://3rdparty.com/dependency.js" as=script> <link rel=prerender href="https://example.com/article/page_2" pr=0.8>
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web font： The performance and usability of web fonts
- web fonts 加载完成后会导致已加载的 DOM 回流，解决方式有 2 个维度：
- 减少文件大小：no use no download；使用 woff 2 比 woff 小 30%
- 尽早的触发 fonts 下载
- 但仍然无法根本解决延迟下载导致的回流问题，只是尽可能的将时间缩短。尤其是使用 iconfont 时，性能较低的机型会先展示一个方框，加载完后才显示正确的图形
- web fonts 加载完成后会导致已加载的 DOM 回流，解决方式有 2 个维度：
- flexbox： Better front-end performance with Flexbox
- flexbox 的性能，pageload 时间对比 float 快大约 40%，resize，scroll 时的性能消耗都有较大提升
- SVG： Tips for avoiding common SVG pitfalls
五、参会感受
- 阿里在前端性能方面的积累还是不错的，很多大会中分享的方法、工具、理念都已经应用在我厂的日常工作中了。
- 性能提升的参与者越来越多，设计师也参与其中，从页面的设计源头屏蔽掉性能的潜在瓶颈，包括图片的选择、font 的处理，复杂设计对性能的影响，如何针对性能做设计决策，用户主流程/视觉焦点的流畅性跟踪、梳理等。
- 云服务大热，很多围绕云进行的生态系统建设，包括性能监控、分析、压力测试、文件存储、CDN 服务、发布&框架服务等。云服务 AWS 一家独大，怪不得亚马逊的股票蹭蹭的涨
- Docker 也很热，虽然不了解，但还是在会场感受到了强烈的气息。
Velocity北京 VS Velocity 纽约
淘宝前端团队在北京也有一个 team（欢迎帝都的小伙伴们加入）。借助地利也参加了今年 8 月的 Velocity 北京会议。北京和纽约这两场听下来还是有很大的不同。
业务 VS 基础
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北京场注重业务结合，从业务瓶颈找到解决办法。
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纽约场注重基础、标准。深入技术细节寻找最佳实践。
- Tips for avoiding common SVG pitfalls
- The performance and usability of web fonts
- Better front-end performance with Flexbox
- Resource hints </ul> </li> </ul>
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北京场的演讲者基本来自国内各大互联网公司，包括 BAT、360、京东、58 等，其中阿里占到了 1/4。基本国内顶尖的互联网公司都有参与。
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纽约场的演讲者则基本不是来自知名互联网公司，只有一个来自 Google，还有就是 IBM、HP 这两家。一方面可能是地处纽约，与硅谷和西雅图相距太远；另一方面可能是美国的创业环境优异，一批高成长的企业还不为国人所知，比如 Akamai 实际是 CDN 技术的发明者，并且是全球最大的 CDN 供应商。
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北京场各大互联网公司各自搭建的解决方案，相对来说还是比较封闭，目前只能供内部使用，定制化比较强。对外只能提供思路，无法提供服务。
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纽约场的演讲接近一半来自云服务商，每一项技术都能通过云服务，npm 等方式让更多开发者使用并不断改进（虽然很多是收费的）。
- 地点：肯尼迪机场。一行五人，分批到达纽约，其中一组人出航站楼没有看到 Taxi，打了一辆美帝的黑车，送达后收费 200 刀，实际应该 50 刀左右。
- 地点：时代广场。一个小伙伴在时代广场闲逛，一会近 10 个穿着各种造型的服饰的歪果仁要和他合影，美国人民好热情啊，自我感觉相当棒。照相完毕每人要收费 10 刀，经过砍价最终花费 20 刀逃脱。
- 地点：时代广场。拜访了 MongoDB，MongoDB 是极罕见的把核心工程师团队放在纽约曼哈顿中心的技术公司，办公室就在时代广场，楼上还有雅虎在纽约的办公室！都是任性的主。MangoDB 目前一共就 500 人规模，在纽约有 150 来号人，其中大半是工程师。选择时代广场的很大原因是很多客户都在这里（例如花旗银行），相关的各种人才也非常多（这里应该不包含程序员）。
大公司 VS 小团队
封闭 VS 开放
后记