為新型瀏覽器提供新程式碼,加快網頁載入速度

在本程式碼研究室中,您將改善這個簡單應用程式的效能,讓使用者評分隨機貓咪。瞭解如何盡量減少轉譯的程式碼量,以便最佳化 JavaScript 套件。

應用程式螢幕截圖

在範例應用程式中,您可以選取特定字詞或表情符號,藉此傳達每隻貓的喜好程度。您點選按鈕後,應用程式會在目前的貓咪圖片下方顯示按鈕的值。

測量

在新增任何最佳化功能之前,建議先檢查網站:

  1. 如要預覽網站,請按下「View App」。然後按下「Fullscreen」圖示 全螢幕
  2. 按下 `Control+Shift+J` 鍵 (在 Mac 上為 `Command+Option+J` 鍵) 開啟開發人員工具。
  3. 按一下 [網路] 分頁標籤。
  4. 勾選「停用快取」核取方塊。
  5. 重新載入應用程式。

原始套裝組合大小要求

此應用程式已使用超過 80 KB!找出套件的部分內容是否未使用:

  1. 按下 Control+Shift+P 鍵 (在 Mac 上為 Command+Shift+P 鍵) 即可開啟「Command」選單。 指令選單

  2. 輸入 Show Coverage 並按下 Enter,即可顯示「涵蓋範圍」分頁標籤。

  3. 在「涵蓋率」分頁中,按一下「重新載入」,即可在擷取涵蓋率時重新載入應用程式。

    重新載入程式碼涵蓋率的應用程式

  4. 請查看已使用的程式碼數量與主要套件載入的資料量:

    套件的程式碼涵蓋率

超過一半的套裝組合 (44 KB) 甚至未使用。這是因為其中的許多程式碼都包含了 polyfill,可確保應用程式可在舊版瀏覽器中運作。

使用 @babel/preset-env

JavaScript 語言的語法符合 ECMAScript 或 ECMA-262 標準。每年都會發布較新版本的規格,內含已通過提案程序的新功能。每個主要瀏覽器都在支援這些功能的不同階段。

應用程式使用下列 ES2015 功能:

也使用下列 ES2017 功能:

您可以在 src/index.js 中深入瞭解原始碼,瞭解上述所有功能的使用方式。

最新版本的 Chrome 支援這些功能,但其他瀏覽器是否支援這些功能?應用程式隨附的 Babel 是最常用的程式庫,可用於將包含較新語法的程式碼編譯成舊版瀏覽器和環境能理解的程式碼。這項功能有兩種運作方式:

  • 內含 Polyfill 可用來模擬較新的 ES2015+ 函式,即使瀏覽器不支援這些函式,仍然可以使用其 API。以下是 Array.includes 方法的polyfill 範例。
  • 外掛程式可用於將 ES2015 以上版本的程式碼轉換為舊版 ES5 語法。由於這些是語法相關變更 (例如箭頭函式),因此無法使用 polyfill 模擬。

查看 package.json 以瞭解其中包含哪些 Babel 程式庫:

"dependencies": {
  "@babel/polyfill": "^7.0.0"
},
"devDependencies": {
  //...
  "babel-loader": "^8.0.2",
  "@babel/core": "^7.1.0",
  "@babel/preset-env": "^7.1.0",
  //...
}
  • @babel/core 是核心 Babel 編譯器。這樣一來,所有 Babel 設定都會在專案根目錄的 .babelrc 中定義。
  • babel-loader 會在 webpack 建構程序中加入 Babel。

接著來看看 webpack.config.js,瞭解 babel-loader 如何納入為規則:

module: {
  rules: [
    //...
    {
      test: /\.js$/,
      exclude: /node_modules/,
      loader: "babel-loader"
    }
  ]
},
  • @babel/polyfill 會為所有較新的 ECMAScript 功能提供所有必要的 polyfill,讓這些功能能夠在不支援的環境中運作。已匯入至 src/index.js. 最上方
import "./style.css";
import "@babel/polyfill";
  • @babel/preset-env 會指出哪些轉換和 polyfill 是任何選為目標的瀏覽器或環境所需。

請查看 Babel 設定檔 .babelrc,瞭解如何納入:

{
  "presets": [
    [
      "@babel/preset-env",
      {
        "targets": "last 2 versions"
      }
    ]
  ]
}

這是 Babel 和 Webpack 設定。如果您使用的是與 webpack 不同的模組套件組合器,請參閱這篇文章,瞭解如何在應用程式中加入 Babel。

.babelrc 中的 targets 屬性會指出要指定哪些瀏覽器。@babel/preset-env 會與 browserslist 整合,因此您可以在 browserlist 說明文件中,找到可在這個欄位中使用的相容查詢完整清單。

"last 2 versions" 值會為每個瀏覽器的最後兩個版本,轉譯應用程式中的程式碼。

偵錯

如要全面瞭解瀏覽器的所有 Babel 目標,以及所有包含的轉換和 polyfill,請在 .babelrc: 中新增 debug 欄位

{
  "presets": [
    [
      "@babel/preset-env",
      {
        "targets": "last 2 versions",
        "debug": true
      }
    ]
  ]
}
  • 按一下「工具」
  • 按一下「Logs」(記錄檔)

重新載入應用程式,並查看編輯器底部的 Glitch 狀態記錄。

指定的瀏覽器

Babel 將多項有關編譯程序的詳細資料記錄到主控台,包括已編譯程式碼的所有目標環境。

指定的瀏覽器

請注意,這份清單中包含已停用的瀏覽器,例如 Internet Explorer。這會造成問題,因為不支援的瀏覽器不會新增較新的功能,而 Babel 會繼續為這些瀏覽器轉譯特定語法。如果使用者未使用這個瀏覽器存取您的網站,組合大小就不會增加。

Babel 也會記錄所使用的轉換外掛程式清單:

使用的外掛程式清單

這份清單相當長!這些是 Babel 需要使用的所有外掛程式,可針對所有指定瀏覽器將任何 ES2015 以上語法轉換為舊版語法。

不過,Babel 不會顯示任何已使用的 polyfill:

未新增任何 polyfill

這是因為要直接匯入整個 @babel/polyfill

個別載入 polyfill

根據預設,當 @babel/polyfill 匯入檔案時,Babel 會納入完整 ES2015+ 環境所需的每個 polyfill。如要匯入目標瀏覽器所需的特定 polyfill,請在設定中新增 useBuiltIns: 'entry'

{
  "presets": [
    [
      "@babel/preset-env",
      {
        "targets": "last 2 versions",
        "debug": true
        "useBuiltIns": "entry"
      }
    ]
  ]
}

重新載入應用程式。您現在可以查看所包含的所有特定 polyfill:

已匯入的 polyfill 清單

雖然現在只包含 "last 2 versions" 所需的 polyfill,但仍是超長的清單!這是因為每個新功能仍包含目標瀏覽器所需的 polyfill。將屬性值變更為 usage,只包含程式碼中使用的功能所需的屬性。

{
  "presets": [
    [
      "@babel/preset-env",
      {
        "targets": "last 2 versions",
        "debug": true,
        "useBuiltIns": "entry"
        "useBuiltIns": "usage"
      }
    ]
  ]
}

這樣一來,系統會在需要時自動納入 polyfill。也就是說,您可以移除 src/index.js. 中的 @babel/polyfill 匯入內容

import "./style.css";
import "@babel/polyfill";

系統現在只會納入應用程式所需的必要 polyfill。

自動納入的 polyfill 清單

應用程式套件大小大幅縮減。

套件大小縮減至 30.1 KB

縮小支援的瀏覽器清單

其中所含的瀏覽器目標數量仍然很大,也沒有太多使用者使用停用的瀏覽器 (例如 Internet Explorer)。請將設定更新為以下內容:

{
  "presets": [
    [
      "@babel/preset-env",
      {
        "targets": "last 2 versions",
        "targets": [">0.25%", "not ie 11"],
        "debug": true,
        "useBuiltIns": "usage",
      }
    ]
  ]
}

查看擷取的軟體包詳細資料。

套件大小為 30.0 KB

由於應用程式很小,因此這些變更並沒有太大差異。不過,建議您使用瀏覽器市占率百分比 (例如 ">0.25%"),並排除您確信使用者不會使用的特定瀏覽器。請參閱 James Kyle 撰寫的「Last 2 versions」被視為有害文章,進一步瞭解這項功能。

使用 <script type="module">

但仍有改進空間。雖然已移除許多未使用的 polyfill,但仍有許多 polyfill 正在出貨,但某些瀏覽器並不需要這些 polyfill。使用模組後,您可以直接編寫並傳送較新的語法至瀏覽器,而無需使用任何不必要的 polyfill。

JavaScript 模組所有主要瀏覽器支援的相對較新的功能。您可以使用 type="module" 屬性建立模組,藉此定義從其他模組匯入及匯出的指令碼。例如:

// math.mjs
export const add = (x, y) => x + y;

<!-- index.html -->
<script type="module">
  import { add } from './math.mjs';

  add(5, 2); // 7
</script>

支援 JavaScript 模組的環境已支援許多新版 ECMAScript 功能,無須使用 Babel。這表示您可以修改 Babel 設定,將兩個不同版本的應用程式傳送至瀏覽器:

  • 這個版本必須在支援模組的新版瀏覽器中運作,且內含的模組大多未轉譯,但檔案大小較小
  • 包含較大且已轉譯的指令碼,可在任何舊版瀏覽器中運作

使用 Babel 搭配 ES 模組

如要為兩個應用程式版本設定不同的 @babel/preset-env,請移除 .babelrc 檔案。您可以為每個應用程式版本指定兩種不同的編譯格式,藉此將 Babel 設定加入 webpack 設定。

請先為 webpack.config.js 新增舊版指令碼的設定:

const legacyConfig = {
  entry,
  output: {
    path: path.resolve(__dirname, "public"),
    filename: "[name].bundle.js"
  },
  module: {
    rules: [
      {
        test: /\.js$/,
        exclude: /node_modules/,
        loader: "babel-loader",
        options: {
          presets: [
            ["@babel/preset-env", {
              useBuiltIns: "usage",
              targets: {
                esmodules: false
              }
            }]
          ]
        }
      },
      cssRule
    ]
  },
  plugins
}

請注意,系統會使用 esmodules 的值 false,而非 "@babel/preset-env" 的值 targets。也就是說,Babel 會納入所有必要的轉換和 polyfill,以便針對尚未支援 ES 模組的每個瀏覽器進行轉換。

entrycssRulecorePlugins 物件新增至 webpack.config.js 檔案的開頭。這些都會在模組和瀏覽器提供的舊版指令碼之間共用。

const entry = {
  main: "./src"
};

const cssRule = {
  test: /\.css$/,
  use: ExtractTextPlugin.extract({
    fallback: "style-loader",
    use: "css-loader"
  })
};

const plugins = [
  new ExtractTextPlugin({filename: "[name].css", allChunks: true}),
  new HtmlWebpackPlugin({template: "./src/index.html"})
];

同樣地,為下方定義 legacyConfig 的模組指令碼建立設定物件:

const moduleConfig = {
  entry,
  output: {
    path: path.resolve(__dirname, "public"),
    filename: "[name].mjs"
  },
  module: {
    rules: [
      {
        test: /\.js$/,
        exclude: /node_modules/,
        loader: "babel-loader",
        options: {
          presets: [
            ["@babel/preset-env", {
              useBuiltIns: "usage",
              targets: {
                esmodules: true
              }
            }]
          ]
        }
      },
      cssRule
    ]
  },
  plugins
}

這裡的主要差異在於,輸出檔案名稱會使用 .mjs 副檔名。此處將 esmodules 值設為 true,表示輸出至此模組的程式碼較小,編譯次數較少,且不會經過任何轉換 (因為使用到的所有功能都已在支援模組的瀏覽器中支援)。

在檔案最末端,將兩個設定匯出到單一陣列中。

module.exports = [
  legacyConfig, moduleConfig
];

這項功能現在會為支援的瀏覽器建立較小的模組,並為舊版瀏覽器建立較大的轉譯指令碼。

支援模組的瀏覽器會忽略具有 nomodule 屬性的指令碼。相反地,不支援模組的瀏覽器會忽略含有 type="module" 的腳本元素。這表示您可以納入模組和編譯的備用方案。在理想情況下,兩個應用程式版本應位於 index.html 中,如下所示:

<script type="module" src="main.mjs"></script>
<script nomodule src="main.bundle.js"></script>

支援模組的瀏覽器會擷取及執行 main.mjs,並忽略 main.bundle.js.。不支援模組的瀏覽器則會執行相反的動作。

請注意,與一般指令碼不同,模組指令碼預設一律會延後執行。如果您希望等同的 nomodule 指令碼也能延後執行,並僅在剖析後執行,則需要新增 defer 屬性:

<script type="module" src="main.mjs"></script>
<script nomodule src="main.bundle.js" defer></script>

最後,您需要分別在模組和舊版指令碼中新增 modulenomodule 屬性,並在 webpack.config.js 最頂端匯入 ScriptExtHtmlWebpackPlugin

const path = require("path");

const webpack = require("webpack");
const HtmlWebpackPlugin = require("html-webpack-plugin");
const ScriptExtHtmlWebpackPlugin = require("script-ext-html-webpack-plugin");

現在,請更新設定中的 plugins 陣列,加入這個外掛程式:

const plugins = [
  new ExtractTextPlugin({filename: "[name].css", allChunks: true}),
  new HtmlWebpackPlugin({template: "./src/index.html"}),
  new ScriptExtHtmlWebpackPlugin({
    module: /\.mjs$/,
    custom: [
      {
        test: /\.js$/,
        attribute: 'nomodule',
        value: ''
    },
    ]
  })
];

這些外掛程式設定會為所有 .mjs 指令碼元素新增 type="module" 屬性,以及為所有 .js 指令碼模組新增 nomodule 屬性。

在 HTML 文件中提供模組

最後,您需要將舊版和新型指令碼元素輸出至 HTML 檔案。很抱歉,建立最終 HTML 檔案的 HTMLWebpackPlugin 外掛程式目前不支援模組和 nomodule 指令碼的輸出內容。雖然有解決方法和專門用來解決這個問題的獨立外掛程式 (例如 BabelMultiTargetPluginHTMLWebpackMultiBuildPlugin),但為了方便說明,本教學課程會使用手動新增模組指令碼元素的簡單方法。

在檔案結尾的 src/index.js 中加入下列內容:

    ...
    </form>
    <script type="module" src="main.mjs"></script>
  </body>
</html>

接著,請在支援模組的瀏覽器中載入應用程式,例如最新版本的 Chrome。

5.2 KB 模組會透過網路擷取,適用於較新的瀏覽器

系統只會擷取模組,且由於大部分未經過轉譯,因此套件大小會大幅縮小!瀏覽器會完全忽略其他指令碼元素。

如果您在舊版瀏覽器上載入應用程式,則只會擷取包含所有必要 polyfill 和轉換的較大轉譯腳本。以下是舊版 Chrome (38 版) 提出的所有要求螢幕截圖。

為舊版瀏覽器擷取的 30 KB 指令碼

結論

您現在已瞭解如何使用 @babel/preset-env,只提供指定瀏覽器所需的必要 polyfill。您也知道 JavaScript 模組如何透過提供兩個不同的應用程式轉譯版本,進一步提升效能。瞭解這兩種技巧如何大幅縮減套件大小後,請繼續進行最佳化!