WEB前端如何优化？

前端是庞大的，包括HTML、CSS、Javascript、Image等等各种各样的资源。前端优化是复杂的，针对方方面面的资源都有不同的方式。

前端优化的途径有很多，按粒度大致可以分为两类，第一类是页面级别的优化，例如HTTP请求数、脚本的无阻塞加载、内联脚本的位置优化等;第二类则是代码级别的优化，例如Javascript中的DOM操作优化、CSS选择符优化、图片优化以及HTML结构优化等等。另外，本着提高投入产出比的目的，后文提到的各种优化策略大致按照投入产出比从大到小的顺序排列。

一、页面级优化

1. 减少HTTP请求数
   这条策略基本上所有前端人都知道，而且也是最重要最有效的。都说要减少HTTP请求，那请求多了到底会怎么样呢?首先，每个请求都是有成本的，既包含时间成本也包含资源成本。一个完整的请求都需要经过DNS寻址、与服务器建立连接、发送数据、等待服务器响应、接收数据这样一个“漫长”而复杂的过程。时间成本就是用户需要看到或者“感受”到这个资源是必须要等待这个过程结束的，资源上由于每个请求都需要携带数据，因此每个请求都需要占用带宽。另外，由于浏览器进行并发请求的请求数是有上限的(具体参见此处)，因此请求数多了以后，浏览器需要分批进行请求，因此会增加用户的等待时间，会给用户造成站点速度慢这样一个印象，即使可能用户能看到的第一屏的资源都已经请求完了，但是浏览器的进度条会一直存在。
   减少HTTP请求数的主要途径包括：
   (1). 从设计实现层面简化页面
   如果你的页面像百度首页一样简单，那么接下来的规则基本上都用不着了。保持页面简洁、减少资源的使用时最直接的。如果不是这样，你的页面需要华丽的皮肤，则继续阅读下面的内容。
   (2). 合理设置HTTP缓存
   缓存的力量是强大的，恰当的缓存设置可以大大的减少HTTP请求。怎样才算合理设置?原则很简单，能缓存越多越好，能缓存越久越好。例如，很少变化的图片资源可以直接通过HTTP Header中的Expires设置一个很长的过期头;变化不频繁而又可能会变的资源可以使用Last-Modifed来做请求验证。尽可能的让资源能够在缓存中待得更久。
   (3). 资源合并与压缩
   如果可以的话，尽可能的将外部的脚本、样式进行合并，多个合为一个。另外，CSS、Javascript、Image都可以用相应的工具进行压缩，压缩后往往能省下不少空间。
   (4). CSS Sprites
   合并CSS图片，减少请求数的又一个好办法。
   (5). Inline Images
   使用data:URL scheme的方式将图片嵌入到页面或CSS中，如果不考虑资源管理上的问题的话，不失为一个好办法。如果是嵌入页面的话换来的是增大了页面的体积，而且无法利用浏览器缓存，使用在CSS中的图片则更为理想一些。
   (6). Lazy Load Image
   这条策略实际上并不一定能减少HTTP请求数，但是却能在某些条件下或者页面刚加载时减少HTTP请求数。对于图片而言，在页面刚加载的时候可以只加载第一屏，当用户继续往后滚屏的时候才加载后续的图片。这样一来，假如用户只对第一屏的内容感兴趣时，那剩余的图片请求就都节省了。
2. 将外部脚本置底
   前文有谈到，浏览器是可以并发请求的，这一特点使得其能够更快的加载资源，然而外链脚本在加载时却会阻塞其他资源，例如在脚本加载完成之前，它后面的图片、样式以及其他脚本都处于阻塞状态，直到脚本加载完成后才会开始加载。如果将脚本放在比较靠前的位置，则会影响整个页面的加载速度从而影响用户体验。解决这一问题的方法有很多，而最简单可依赖的方法就是将脚本尽可能的往后挪，减少对并发下载的影响。
3. 异步执行inline脚本
   inline脚本对性能的影响与外部脚本相比，是有过之而无不及。首页，与外部脚本一样，inline脚本在执行的时候一样会阻塞并发请求，除此之外，由于浏览器在页面处理方面是单线程的，当inline脚本在页面渲染之前执行时，页面的渲染工作则会被推迟。简而言之，inline脚本在执行的时候，页面处于空白状态。鉴于以上两点原因，建议将执行时间较长的inline脚本异步执行。
4. Lazy Load Javascript
   随着Javascript框架的流行，越来越多的站点也使用起了框架。不过，一个框架往往包括了很多的功能实现，这些功能并不是每一个页面都需要的，如果下载了不需要的脚本则算得上是一种资源浪费-既浪费了带宽又浪费了执行花费的时间。目前的做法大概有两种，一种是为那些流量特别大的页面专门定制一个专用的mini版框架，另一种则是Lazy Load。YUI则使用了第二种方式，在YUI的实现中，最初只加载核心模块，其他模块可以等到需要使用的时候才加载。
5. 将CSS放在HEAD中
   如果将CSS放在其他地方比如BODY中，则浏览器有可能还未下载和解析到CSS就已经开始渲染页面了，这就导致页面由无CSS状态跳转到CSS状态，用户体验比较糟糕。除此之外，有些浏览器会在CSS下载完成后才开始渲染页面，如果CSS放在靠下的位置则会导致浏览器将渲染时间推迟。
6. 减少不必要的HTTP跳转
   对于以目录形式访问的HTTP链接，很多人都会忽略链接最后是否带’/'，假如你的服务器对此是区别对待的话，那么你也需要注意，这其中很可能隐藏了301跳转，增加了多余请求。具体参见下图，其中第一个链接是以无’/'结尾的方式访问的，于是服务器有了一次跳转。
7. 避免重复的资源请求
   这种情况主要是由于疏忽或页面由多个模块拼接而成，然后每个模块中请求了同样的资源时，会导致资源的重复请求。

二、代码级优化

1. Javascript
   (1). DOM
   DOM操作应该是脚本中最耗性能的一类操作，例如增加、修改、删除DOM元素或者对DOM集合进行操作。如果脚本中包含了大量的DOM操作则需要注意以下几点：
   a. HTML Collection
   在脚本中document.images、document.forms、getElementsByTagName()返回的都是HTMLCollection类型的集合，在平时使用的时候大多将它作为数组来使用，因为它有length属性，也可以使用索引访问每一个元素。不过在访问性能上则比数组要差很多，原因是这个集合并不是一个静态的结果，它表示的仅仅是一个特定的查询，每次访问该集合时都会重新执行这个查询从而更新查询结果。所谓的“访问集合”包括读取集合的length属性、访问集合中的元素。
   因此，当你需要遍历HTML Collection的时候，尽量将它转为数组后再访问，以提高性能。即使不转换为数组，也请尽可能少的访问它，例如在遍历的时候可以将length属性、成员保存到局部变量后再使用局部变量。
   b. Reflow & Repaint
   除了上面一点之外，DOM操作还需要考虑浏览器的Reflow和Repaint，因为这些都是需要消耗资源的。
   (2). 减少作用域链查找
   如果在循环中需要访问非本作用域下的变量时请在遍历之前用局部变量缓存该变量，并在遍历结束后再重写那个变量，这一点对全局变量尤其重要，因为全局变量处于作用域链的最顶端，访问时的查找次数是最多的。
   低效率的写法：

//全局变量  
var globalVar = 1;  
function myCallback(info){  
   for( var i = 100000; i--;){  
      //每次访问globalVar都需要查找到作用域链最顶端，本例中需要访问100000次  
      globalVar += i;  
   } 
}  

更高效的写法：

var globalVar = 1;  
function myCallback(info){  
   //局部变量缓存全局变量  
   var localVar = globalVar;  
   for( var i = 100000; i--;){  
      //访问局部变量是最快的  
      localVar += i;  
   }  
   //本例中只需要访问2次全局变量  
   globalVar = localVar;  
}

此外，要减少作用域链查找还应该减少闭包的使用。
(3). 数据访问
Javascript中的数据访问包括直接量(字符串、正则表达式)、变量、对象属性以及数组，其中对直接量和局部变量的访问是最快的，对对象属性以及数组的访问需要更大的开销。当出现以下情况时，建议将数据放入局部变量：
a. 对任何对象属性的访问超过1次
b. 对任何数组成员的访问次数超过1次
另外，还应当尽可能的减少对对象以及数组深度查找。
(4). 字符串拼接
在Javascript中使用"+"号来拼接字符串效率是比较低的，因为每次运行都会开辟新的内存并生成新的字符串变量，然后将拼接结果赋值给新变量。与之相比更为高效的做法是使用数组的join方法，即将需要拼接的字符串放在数组中最后调用其join方法得到结果。不过由于使用数组也有一定的开销，因此当需要拼接的字符串较多的时候可以考虑用此方法。

2. CSS选择符
   浏览器对选择符的解析是从右往左进行的，避免写入过多的层级关系，尽可能精简规则。
3. Image压缩
   图片压缩是个技术活，不过现如今这方面的工具也非常多，压缩之后往往能带来不错的效果。
4. HTML
   (1).使用HTML 来构造页面结构，CSS修饰页面呈现，JavaScript实现页面功能。
   (2).如果能用CSS或JavaScript实现就少用HTML代码。
   (3).将CSS和JavaScript文件与HTML 分开存放。这可有助于缓存和调试。
   总结
   本文从页面级以及代码级两个粒度对前端优化的各种方式做了一个总结，这些方法基本上都是前端开发人员在开发的过程中可以借鉴和实践的。