React应用在产品环境下的性能优化

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只有10%~20%的最终用户响应时间花在了下载HTML文档上,其余的80%~90%时间花在了下载页面中的 所有组件 上。 - 性能黄金法则,Steve Souders

Steve Souders在2007年提出这样的“性能黄金法则”,我猜测当他看到React这样一项技术之后,一定会觉得自己的这个法则居然如此的准确,可能甚至觉得这个比例不够极致。(虽然此组件非React组件,但是我还是忍不住想笑)

所以,今天我们就来聊聊,React应用在产品环境下的性能优化问题。

Bundle大小分析

在开始做任何的优化之前,你需要知道痛点在什么地方?既然Steve说80%~90%时间花在了下载页面中的 所有组件 上,那么就从了解项目的模块组成开始。

1.Webpack运行时的输出

在没有任何外部力量帮助的情况下,我们可以直接阅读Webpack的输出

webpack --display-chunks

可以查看模块在哪个分块中出现,帮助我们查找分块中重复的依赖。

2.bundle-size-analyzer

webpack-bundle-size-analyzer是我个人比较喜欢的模块大小分析工具,使用起来非常简单,输出也非常清晰。

3.webpack-bundle-analyzer

webpack-bundle-analyzer在github上star人数更多,功能也相对更加齐全(fancy)。

代码分离(Code Splitting)

1.Vendor代码分离

代码分离是Webpack核心功能之一,典型的做法是将第三方依赖代码从应用代码中抽离出来,这样可以利用浏览器的缓存来提高性能(减少下载次数)。

Webpack官方文档有非常详细的介绍:code-splitting-libraries,我就不在这里赘述,下面是一个简单代码样例:

var webpack = require('webpack');
var path = require('path');

module.exports = function(env) {
   return {
       entry: {
           main: './index.js',
           vendor: 'react', 'react-dom', 'react-redux', 'babel-polyfill']
       },
       output: {
           filename: '[name].[chunkhash].js',
           path: path.resolve(__dirname, 'dist')
       },
       plugins: [
           new webpack.optimize.CommonsChunkPlugin({
               name: 'vendor' // Specify the common bundle's name.
           })
       ]
   }
}

2.CSS代码

也许你还会想要的就是将CSS文件分离,原因是一样的。官方文档也给出了非常详细的介绍:code-splitting-css,所以同样也不赘述了。

const extractCSS = new ExtractTextPlugin('styles.css');
module: {
 rules: [
   {
     test: /\.scss$/,
     use: extractCSS.extract(['css-loader', 'postcss-loader', 'sass-loader'])
   }
 ]
},
plugins: [
 extractCSS
]

3.React-Router按需分离

当应用逐渐变得复杂后,你会发现,仅仅将代码分离为vendor和app两个bundle,远远是不够的,要么vendor.js文件特别大,要么app.js文件特别大,这个时候你一定会想到,要按需加载(异步加载)。

ES2015 Loader spec中定义了一个import()方法来在运行时动态加载ES2015的模块,代码如下:

function determineDate() {
 import('moment').then(function(moment) {
   console.log(moment().format());
 }).catch(function(err) {
   console.log('Failed to load moment', err);
 });
}
determineDate();

Webpack会将import()方法看做一个“代码分离点”,将被加载的模块放在一个单独的文件块中。

那么,如果你的应用采用了React-Router,我们就可以根据路由,按需加载所使用的组件。

function errorLoading(error) {
 throw new Error(`Dynamic page loading failed: ${error}`);
}

function loadRoute(cb) {
 return module => cb(null, module.default);
}

<Router history={history} queryKey="false">
 <Route path="/user" name="UserPage" getComponent={(location, cb) => {
   System.import('./components/UserPage').then(loadRoute(cb, false)).catch(errorLoading)}}
 />
 <Route path="/data" name="DataPage" getComponent={(location, cb) => {
   System.import('./components/DataPage').then(loadRoute(cb, false)).catch(errorLoading)}}
 />
 <Route path="/about" name="AboutPage" getComponent={(location, cb) => {
   System.import('./components/AboutPage').then(loadRoute(cb, false)).catch(errorLoading)}}
 />
</Router>

Webpack会根据分离点生成对应的JS文件

4.大文件异步加载

笔者遇到过这样的需求,采用了某图表库来做地图绘制,但是地图库JS文件或者JSON文件特别的大,即便压缩之后也有400+KB。所以,我将该依赖放在应用(SPA)的首页,并采用了异步加载,这样,首屏加载速度不会依赖于它,而用户从首页到需要使用该地图的部分还存在一些操作过程,所以留存了一些时间来异步加载地图数据。

System.import('./map/china.js').then().catch(errorLoading);
System.import('./map/world.js').then().catch(errorLoading);

当首页需要的JS加载完成之后,才开始加载:

运行webpack -p

Webpack的官方文档有详细的说明,对于产品环境的构建应该运行webpack -p:production-build

webpack --optimize-minimize --define process.env.NODE_ENV="'production'"

此时,Webpack会做几件事情,我们也需要根据这些事情做相关的配置:

1.对JS代码进行压缩

–optimize-minimize 标签会对JS代码用UglifyJsPlugin做压缩,并根据Webpack中配置的devtool配置SourceMap

2.SourceMap

即便在产品环境下,仍然建议使用SourceMap,方便产品环境的bug定位,但是对于开发环境和产品环境,我们需要使用不同力度的SourceMap,才能既方便开发也兼容产品环境性能。

const config = {
 // webpack config
 devtool: isProd ? 'cheap-source-map' : 'cheap-module-inline-source-map',
}

官方提供了7种Devtool,而且有更详细的关于devtool的配置,请详见 devtool。 3.Node环境变量production

将redux的中间件和开发环境使用的devtool通过变量分离 –define process.env.NODE_ENV=“‘production’” 标签会以下面的方式使用DefinePlugin:

const webpack = require('webpack');
module.exports = {
 /*...*/
 plugins:[
   new webpack.DefinePlugin({
     'process.env.NODE_ENV': JSON.stringify('production')
   })
 ]
};

这个时候,就可以在产品代码里面获取到此环境变量。这个时候我们要做的就是根据环境变量的不同,来进行不同的配置,比如:这样写log

if (process.env.NODE_ENV !== 'production') console.log('...')

对于产品环境就等价于:

if (false) console.log('...')

此时UglifyJS插件就会将它去除掉。

又比如:在react-redux开发中,我们一般都会配置开发插件DevTool,或者log中间件,但其实,在产品环境中,我们不需要,这个时候就需要根据环境变量来动态配置:

import { applyMiddleware, compose, createStore } from 'redux';
import thunkMiddleware from 'redux-thunk';
import { createLogger } from 'redux-logger';
import rootReducer from './reducers';
import promiseMiddleware from 'redux-promise-middleware';

export default () => {
 let finalCreateStore;
 if (process.env.NODE_ENV === 'production') {
   finalCreateStore = compose(
     applyMiddleware(promiseMiddleware(), thunkMiddleware)
   )(createStore);
 } else {
   finalCreateStore = compose(
     applyMiddleware(promiseMiddleware(), thunkMiddleware, createLogger()),
     window.devToolsExtension ? window.devToolsExtension() : f => f
   )(createStore);
 }
 return finalCreateStore(rootReducer);
};

Tree Shaking

Webpack TreeShake

清理无用的JS代码,真实导入有用的模块。配置起来非常简单:

"presets": [["es2015", {"modules": false}], "react", "stage-0"]

Babel对React代码的优化

除了从产品环境模块架构上优化,Babel也在编译阶段优化React应用性能作出了巨大贡献。

1.transform-react-constant-elements插件

transform-react-constant-elements,自从React0.14版本,我们可以将React元素以及他们的属性对象当做普通的值对象看待。这时候我们就可以重用那些输入是immutable的React元素。

const Hr = () => {
 return <hr className="hr" />;
};

const _ref = <hr className="hr" />;

const Hr = () => {
 return _ref;
};

从而减少对React.createElement的调用。

2.transform-react-inline-elements插件

transform-react-inline-elements,自从React0.14版本,可以将React元素内联为对象,Babel将React.createElement方法替换成babelHelpers.jsx来转换元素为对象。

<Baz foo="bar" key="1"></Baz>;
babelHelpers.jsx(Baz, {
 foo: "bar"
}, "1");

output:
{type: Baz,props:{foo:"bar"},key:"1"}

3.其他开源Babel插件

除了以上两个官方插件,在开源世界还有许多其他Babel插件可以优化代码,而且非常实用,这里留给大家自己去探索:transform-react-remove-prop-types, transform-react-pure-class-to-function, babel-react-optimize(综合所有优化的插件,此处应该有掌声)

代码本身的优化

除了利用工具和构建,以及模块按需加载,来提高产品环境下的代码性能,最最基础的还是开发在平时写代码的需要注意的一些基础原则

1.只导入需要的包

以Lodash为例,比如:如果你只用到isEqual,那么就不要把整个lodash都引入

import isEqual from 'lodash/isEqual';

通过babel-plugin-lodashlodash-webpack-plugin来缩小应用所需要的lodash的模块

用高阶函数Flow来代替Chain,以避免将整个ladash都加载。

2.使用ESLint

合理的使用ESLint,除了帮助团队指导代码风格,也可以告诉你如何正确的写React应,比如,当组件是纯presentational组件时,就应该使用PureComponent或者纯函数组件,这些eslint都会告诉你。

3.利用React官方的Perf工具

Perf.start()
// ...
Perf.stop()

服务器端优化

使用Gzip压缩倒不是React应用才有的性能优化策略,但还是要提一下,因为确实有用。

1.Nginx服务器端配置

我猜测大部分的情况下,都会用Nginx来部署静态资源,斗胆提供一个nginx的gzip配置。

gzip on; //仅仅配置这一行是不会起作用的
gzip_types  text/plain application/javascript application/x-javascript text/javascript text/xml text/css;
gzip_proxied    no-cache no-store private expired auth;
gzip_min_length 1000;

2.手动压缩

另外一种方式,就是我们自己手动压缩Gzip,这样可以减少Nginx编码带来的性能消耗,Webpack插件 compression-webpack-plugin可以做到。

还有什么别的提高性能的办法呢?

1.服务器端渲染如何

有人会说,服务器端渲染如何? 这个要看情况。服务器端渲染一般主要用来处理首屏渲染性能(注意是首次加载)和搜索引擎爬虫问题。如果你的JS文件特别大,那么服务器端渲染能够,让用户在加载完HTML和CSS之后立刻看到页面。如果不是首次加载,那么其实JS是可以缓存在客户端的,所以即便不用服务器端渲染,之后也不会很慢。

相对的缺点是:配置起来比较麻烦,但如果是一劳永逸的事情,还是值得一做的。

2.ServiceWork

渐进式 Web 应用程序思想(PWA)最近可火了,2017年ThoughtWorks技术雷达将“Progressive Web Applications”放在了试验阶段。

简单介绍什么是service worker:

在2014年,W3C公布了service worker的草案,service worker提供了很多新的能力,使得web app拥有与native app相同的离线体验、消息推送体验。 service worker是一段脚本,与web worker一样,也是在后台运行。 作为一个独立的线程,运行环境与普通脚本不同,所以不能直接参与web交互行为。native app可以做到离线使用、消息推送、后台自动更新,service worker的出现是正是为了使得web app也可以具有类似的能力。

Github: Google sw-toolbox, sw-precache-webpack-plugin和offline-plugin

3.Preload

Preload 作为一个新的web标准,旨在提高性能和为web开发人员提供更细粒度的加载控制。Preload使开发者能够自定义资源的加载逻辑,且无需忍受基于脚本的资源加载器带来的性能损失。

<link rel=“preload”>

作为新的标准,浏览器兼容性是你有必要考虑的一个方面:


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