Minifique e compacte payloads de rede com o brotli

Michael DiBlasio

Este codelab é uma extensão do codelab Minify and compress network payloads e pressupõe que você conheça os conceitos básicos de compactação. Em comparação com outros algoritmos de compactação, como gzip, este codelab explora como a compactação Brotli (br) pode reduzir ainda mais as taxas de compactação e o tamanho geral do app.

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No codelab anterior sobre como minificar e compactar payloads de rede, reduzimos o tamanho de main.js de 225 KB para 61,6 KB. Neste codelab, você vai descobrir como a compactação Brotli pode reduzir ainda mais o tamanho do pacote.

Compactação Brotli

Brotli é um algoritmo de compactação mais recente que pode oferecer resultados de compactação de texto ainda melhores do que gzip. De acordo com o CertSimple, a performance do Brotli é:

• 14% menor que gzip para JavaScript
• 21% menor que gzip para HTML
• 17% menor que gzip para CSS

Para usar o Brotli, seu servidor precisa oferecer suporte a HTTPS. O Brotli é compatível com todos os navegadores modernos. Os navegadores compatíveis com Brotli incluem br nos cabeçalhos Accept-Encoding:

Accept-Encoding: gzip, deflate, br

É possível determinar qual algoritmo de compactação é usado usando o campo Content-Encoding na guia "Rede" das Ferramentas para Desenvolvedores do Chrome (Command+Option+I ou Ctrl+Alt+I):

Como ativar o Brotli

A forma de configurar um servidor da Web para enviar recursos codificados em Brotli depende de como você planeja codificá-los. Você pode compactar os recursos dinamicamente com o Brotli no momento da solicitação (dinâmico) ou codificá-los com antecedência para que eles já estejam compactados quando o usuário solicitar (estático).

Compactação dinâmica

A compactação dinâmica envolve a compactação de recursos em tempo real conforme eles são solicitados pelo navegador.

Vantagens

• Não é necessário criar e atualizar versões compactadas salvas de recursos.
• A compactação on-the-fly funciona muito bem para páginas da Web geradas dinamicamente.

Desvantagens

• A compactação de arquivos em níveis mais altos para alcançar melhores proporções de compactação leva mais tempo. Isso pode causar uma queda de desempenho, já que o usuário espera que os recursos sejam compactados antes de serem enviados pelo servidor.

Compactação dinâmica com Node e Express

O arquivo server.js é responsável por configurar o servidor Node que hospeda o aplicativo.

const express = require('express');
const app = express();
app.use(express.static('public'));

const listener = app.listen(process.env.PORT, function() {
  console.log(`Your app is listening on port ${listener.address().port}`);
});

Isso importa express e usa o middleware express.static para carregar todos os arquivos estáticos de HTML, JS e CSS no public/directory. Esses arquivos são criados pelo webpack em cada build.

Para garantir que todos os recursos sejam compactados usando brotli sempre que forem solicitados, o módulo shrink-ray pode ser usado. Comece adicionando-o como um devDependency em package.json:

"devDependencies": {
  // ...
  "shrink-ray": "^0.1.3"
},

E importe-o para o arquivo do servidor, server.js:

const express = require('express');
const shrinkRay = require('shrink-ray');

E adicione como um middleware antes que express.static seja montado:

// ...
const app = express();

// Compress all requests
app.use(shrinkRay());
app.use(express.static('public'));

Agora, recarregue o app e confira o tamanho do pacote no painel "Rede":

Agora você pode ver que brotli é aplicado a partir de bz no cabeçalho Content-Encoding. O main.bundle.js foi reduzido de 225 KB para 53,1 KB. Isso é cerca de 14% menor em comparação com gzip (61,6 KB).

Compactação estática

A ideia por trás da compactação estática é ter recursos compactados e salvos com antecedência.

Vantagens

• A latência devido a níveis altos de compactação não é mais um problema. Nada precisa acontecer em tempo real para compactar arquivos, já que eles podem ser buscados diretamente.

Desvantagens

• Os recursos precisam ser compactados em cada build. Os tempos de build podem aumentar significativamente se níveis de compactação altos forem usados.

Compressão estática com Node e Express com webpack

Como a compactação estática envolve a compactação de arquivos com antecedência, as configurações do webpack podem ser modificadas para compactar recursos como parte da etapa de build. O brotli-webpack-plugin pode ser usado para isso.

Comece adicionando-o como um devDependency em package.json:

"devDependencies": {
  // ...
 "brotli-webpack-plugin": "^1.1.0"
},

Como qualquer outro plug-in do webpack, importe-o no arquivo de configurações, webpack.config.js:

var path = require("path");

//...
var BrotliPlugin = require('brotli-webpack-plugin');

E inclua na matriz de plug-ins:

module.exports = {
  // ...
  plugins: [
    // ...
    new BrotliPlugin({
      asset: '[file].br',
      test: /\.(js)$/
    })
  ]
},

A matriz do plug-in usa os seguintes argumentos:

• asset: o nome do recurso de destino.
• [file] é substituído pelo nome do arquivo de recurso original.
• test: todos os recursos que correspondem a essa RegExp (ou seja, recursos JavaScript que terminam em .js) são processados.

Por exemplo, main.js seria renomeado como main.js.br.

Quando o app é recarregado e recriado, uma versão compactada do pacote principal é criada. Abra o Glitch Console para conferir o que está dentro do diretório public/ final que é servido pelo servidor Node.

1. Clique no botão Ferramentas.
2. Clique no botão Console.
3. No console, execute os comandos abaixo para mudar para o diretório public e conferir todos os arquivos:

cd public
ls -lh

A versão compactada do pacote, main.bundle.js.br, agora é salva neste local e é cerca de 76% menor (225 KB em comparação com 53 KB) do que main.bundle.js.

Em seguida, diga ao servidor para enviar esses arquivos compactados com brotli sempre que as versões originais do JS estiverem sendo solicitadas. Isso pode ser feito definindo uma nova rota em server.js antes que os arquivos sejam veiculados com express.static.

const express = require('express');
const app = express();

app.get('*.js', (req, res, next) => {
  req.url = req.url + '.br';
  res.set('Content-Encoding', 'br');
  res.set('Content-Type', 'application/javascript; charset=UTF-8');
  next();
});

app.use(express.static('public'));

app.get é usado para informar ao servidor como responder a uma solicitação GET para um endpoint específico. Uma função de callback é usada para definir como processar essa solicitação. O trajeto funciona assim:

• Especificar '*.js' como o primeiro argumento significa que isso funciona para todos os endpoints acionados para buscar um arquivo JS.
• No callback, .br é anexado ao URL da solicitação, e o cabeçalho de resposta Content-Encoding é definido como br.
• O cabeçalho Content-Type é definido como application/javascript; charset=UTF-8 para especificar o tipo MIME.
• Por fim, next() garante que a sequência continue para qualquer callback que possa ser o próximo.

Como alguns navegadores podem não oferecer suporte à compactação Brotli, confirme se o Brotli é compatível antes de retornar o arquivo compactado com Brotli verificando se o cabeçalho de solicitação Accept-Encoding inclui br:

const express = require('express');
const app = express();

app.get('*.js', (req, res, next) => {
  if (req.header('Accept-Encoding').includes('br')) {
    req.url = req.url + '.br';
    console.log(req.header('Accept-Encoding'));
    res.set('Content-Encoding', 'br');
    res.set('Content-Type', 'application/javascript; charset=UTF-8');
  }

  next();
});

app.use(express.static('public'));

Quando o app for recarregado, confira o painel de rede novamente.

Pronto. Você usou a compactação Brotli para compactar ainda mais seus recursos.

Conclusão

Este codelab ilustra como brotli pode reduzir ainda mais o tamanho geral do app. Quando houver suporte, brotli é um algoritmo de compactação mais eficiente do que gzip.