使用 gzip 壓縮網路酬載並壓縮

Houssein Djirdeh

本程式碼研究室會探討如何壓縮及壓縮下列應用程式的 JavaScript 套件，藉由縮減應用程式的要求大小，進而改善頁面效能。

應用程式螢幕截圖

測量

著手新增最佳化項目之前，最好先分析應用程式的目前狀態。

  • 如要預覽網站，請按下「View App」，然後按下「Fullscreen」全螢幕。

這個應用程式也包含在「移除未使用的程式碼」程式碼研究室中，可讓您投票選出喜愛的小貓。🐈

現在來看看這個應用程式的大小：

  1. 按下 Control+Shift+J 鍵 (或在 Mac 上為 Command+Option+J 鍵) 開啟開發人員工具。
  2. 按一下 [網路] 分頁標籤。
  3. 勾選「停用快取」核取方塊。
  4. 重新載入應用程式。

「網路」面板中的原始套件大小

雖然在「移除未使用的程式碼」程式碼研究室中，為了縮減這個套件大小而完成許多進度，但 225 KB 仍然是很大的。

壓縮

請考慮使用以下程式碼區塊。

function soNice() {
  let counter = 0;

  while (counter < 100) {
    console.log('nice');
    counter++;
  }
}

如果這個函式單獨儲存在檔案中，則檔案大小約為 112 B (位元組)。

如果移除所有空白字元，產生的程式碼如下所示：

function soNice(){let counter=0;while(counter<100){console.log("nice");counter++;}}

檔案大小現在約為 83 B。如果因縮減變數名稱長度並修改某些運算式而進一步破壞，最終程式碼最終可能會如下所示：

function soNice(){for(let i=0;i<100;)console.log("nice"),i++}

檔案大小現在達到 62 B。

每加入一個步驟，程式碼就會越難閱讀。不過，瀏覽器的 JavaScript 引擎會以完全相同的方式解讀這些函式。以這種方式模糊處理程式碼的優點有助於縮減檔案大小。112 B 的開端真的沒什麼好，但是大小仍減少了 50%！

在這個應用程式中，webpack 4 版會做為模組封裝器使用。您可以在 package.json 中查看特定版本。

"devDependencies": {
  //...
  "webpack": "^4.16.4",
  //...
}

第 4 版已在實際工作環境模式中預設壓縮套件。這會使用 Terser 的 TerserWebpackPlugin 外掛程式。Terser 是用來壓縮 JavaScript 程式碼的熱門工具。

如要瞭解經過壓縮的程式碼，請在開發人員工具的「Network」面板中按一下 main.bundle.js。現在，按一下「Response」分頁標籤。

壓縮回應

最終格式的程式碼會經過壓縮並破壞，顯示在回應主體中。如要確認未壓縮的套件大小，請開啟 webpack.config.js 並更新 mode 設定。

module.exports = {
  mode: 'production',
  mode: 'none',
  //...

重新載入應用程式，並透過開發人員工具的「Network」面板再次查看套件大小

套件大小 (767 KB)

比以前有點不同！😅

繼續操作前，請務必先還原這裡的變更。

module.exports = {
  mode: 'production',
  mode: 'none',
  //...

在應用程式中加入壓縮程式碼的程序取決於您使用的工具：

  • 如果使用 webpack v4 以上版本，由於程式碼在實際工作環境模式中預設為壓縮，因此不必執行其他作業。👍
  • 如果使用的是舊版 Webpack，請在 Webpack 建構程序中安裝 TerserWebpackPlugin。如需詳細說明，請參閱說明文件。
  • 此外，您也可以使用其他壓縮外掛程式，例如 BabelMinifyWebpackPlugin 和 ClosureCompilerPlugin。
  • 如果完全沒有使用模組組合工具，請使用 Terser 做為 CLI 工具，或直接將其納入為依附元件。

壓縮

雖然「壓縮」這個詞有時會略為用於說明壓縮過程中程式碼的減少方式，但實際上，這並非以常值為壓縮的方式。

壓縮通常是指使用資料壓縮演算法修改的程式碼。壓縮後通常會提供完全有效的程式碼，但壓縮程式碼必須在使用前進行解壓縮，才能使用。

針對每個 HTTP 要求和回應，瀏覽器和網路伺服器可以新增「標頭」headers，以納入有關擷取或接收資產的其他資訊。您可以在開發人員工具「Network」面板的「Headers」分頁中看到下列三種類型：

  • 「General」代表與整個要求/回應互動相關的一般標頭。
  • 回應標頭會顯示來自伺服器實際回應的專屬標頭清單。
  • 「Request Headers」(要求標頭) 會顯示用戶端附加至要求的標頭清單。

查看 Request Headers 中的 accept-encoding 標頭。

接受編碼標頭

瀏覽器會使用 accept-encoding 指定其支援的內容編碼格式 (或壓縮演算法)。那裡有許多文字壓縮演算法，但這裡只有三種支援 HTTP 網路要求的壓縮 (及解壓縮) 演算法：

  • Gzip (gzip)：最常用於伺服器和用戶端互動的壓縮格式。以「防禦」演算法為基礎，且所有目前的瀏覽器都支援此功能。
  • 延遲 (deflate)：不常用。
  • Brotli (br)：新的壓縮演算法可進一步改善壓縮率，因此能加快頁面載入速度。多數瀏覽器皆支援這項功能。

本教學課程中的範例應用程式與「移除未使用的程式碼」程式碼研究室中完成的應用程式相同，唯一差別在於 Express 現已做為伺服器架構使用。後續章節將介紹靜態和動態壓縮。

動態壓縮

「動態」壓縮是指在瀏覽器要求的資產時，即時壓縮資產。

優點

  • 您不需要建立與更新已儲存的資產壓縮版本。
  • 對於動態產生的網頁而言，即時壓縮效果尤佳。

缺點

  • 壓縮在較高層級的檔案可以達到更好的壓縮比率，需要較長的時間。這可能會導致效能命中，因為使用者等待素材資源在伺服器送出之前先壓縮。

使用 Node/Express 動態壓縮

server.js 檔案負責設定託管應用程式的節點伺服器。

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);
});

目前只會匯入 express，並使用 express.static 中介軟體在 public/ 目錄中載入所有靜態 HTML、JS 和 CSS 檔案 (而且這些檔案是由 webpack 與每個版本建立)。

為了確保所有資產在每次發出請求時都會經過壓縮，可以使用壓縮中介軟體程式庫。第一步，是將其新增為 package.json 中的 devDependency：

"devDependencies": {
  //...
  "compression": "^1.7.3"
},

並匯入伺服器檔案 server.js：

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

並在掛接 express.static「之前」將其新增為中介軟體：

//...

const app = express();

app.use(compression());

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

//...

現在，請重新載入應用程式，然後查看「Network」面板中的套件大小。

包含動態壓縮的軟體包大小

從 225 KB 到 61.6 KB！現在 Response Headers 中的 content-encoding 標頭會顯示伺服器傳送此檔案編碼為 gzip 的檔案。

內容編碼標頭

靜態壓縮

「static」壓縮的概念是預先壓縮並儲存資產。

優點

  • 再也不必擔心因為壓縮等級造成延遲問題。現在可以直接擷取檔案，不需要採取任何行動。

缺點

  • 每個版本都需要壓縮資產。如果使用高壓縮率，建構時間可能會大幅增加。

使用 Node/Express 和 webpack 進行靜態壓縮

由於靜態壓縮需要預先壓縮檔案，因此您可以在建構步驟中修改 webpack 設定來壓縮資產。CompressionPlugin 可用於此操作。

第一步，是將其新增為 package.json 中的 devDependency：

"devDependencies": {
  //...
  "compression-webpack-plugin": "^1.1.11"
},

如同任何其他 webpack 外掛程式，請將其匯入設定檔 webpack.config.js:

const path = require("path");

//...

const CompressionPlugin = require("compression-webpack-plugin");

並在 plugins 陣列中加入這個字串：

module.exports = {
  //...
  plugins: [
    //...
    new CompressionPlugin()
  ]
}

根據預設，外掛程式會使用 gzip 壓縮建構檔案。請參閱說明文件，瞭解如何新增使用其他演算法的選項，或加入/排除特定檔案。

當應用程式重新載入並重新建構時，現在系統會建立主要套件的壓縮版本。開啟 Glitch 主控台，查看由節點伺服器提供的最終 public/ 目錄內的內容。

  • 按一下「工具」按鈕。
  • 按一下「Console」按鈕。
  • 在主控台中執行下列指令，變更為 public 目錄，以查看當中的所有檔案：
cd public
ls

公開目錄中的最終輸出檔案

經過 gzip 壓縮的套件 main.bundle.js.gz 現已儲存在這裡。根據預設，CompressionPlugin 也會壓縮 index.html。

接下來，只要指示伺服器在收到原始 JS 版本時，就傳送這些 gzip 壓縮檔案。方法是在檔案透過 express.static 提供之前，在 server.js 中定義新路徑。

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

app.get('*.js', (req, res, next) => {
  req.url = req.url + '.gz';
  res.set('Content-Encoding', 'gzip');
  next();
});

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

//...

app.get 用於指示伺服器如何回應特定端點的 GET 要求。接著，回呼函式會用於定義處理這項要求的方式。路線的運作方式如下：

  • 將 '*.js' 指定為第一個引數，表示每個觸發端點都會執行此方法，以擷取 JS 檔案。
  • 在回呼中，.gz 會附加至要求的網址，Content-Encoding 回應標頭則設為 gzip。
  • 最後，next() 可確保該序列繼續進行任何可能的回呼。

應用程式重新載入後，請再次查看 Network 面板。

使用靜態壓縮來縮減套件大小

和先前一樣，套裝組合的套裝組合有大幅縮減！

結論

本程式碼研究室涵蓋了壓縮及壓縮原始碼的程序。目前許多工具都會採用這兩種技術，因此請務必確認您的工具鍊是否已支援這些工具，或是您是否應該自行套用這兩個程序。