使用 brotli 缩减和压缩网络载荷

Michael DiBlasio
Michael DiBlasio

此 Codelab 是对“缩减和压缩网络载荷”Codelab 的扩展,并假定您熟悉压缩的基本概念。与 gzip 等其他压缩算法相比,此 Codelab 探讨了 Brotli 压缩如何进一步降低压缩比并减小应用的总大小。

应用屏幕截图

测量

在深入了解如何添加优化之前,最好先分析应用的当前状态。

  1. 点击 Remix to Edit 以使项目可修改。
  2. 如需预览网站,请按查看应用,然后按全屏 全屏

在前面的缩减网络载荷大小 Codelab 中,我们将 main.js 的大小从 225 KB 减小到了 61.6 KB。在此 Codelab 中,您将探索 Brotli 压缩如何进一步减小此软件包的大小。

Brotli 压缩

Brotli 是一种更新的压缩算法,可提供比 gzip 更好的文本压缩结果。根据 CertSimple,Brotli 性能为:

  • gzip(对于 JavaScript)小 14%
  • gzip (HTML) 小 21%
  • 对于 CSS 而言,比 gzip 小 17%

要使用 Brotli,您的服务器必须支持 HTTPS。大多数浏览器的最新版本都支持 Brotli。支持 Brotli 的浏览器将在 Accept-Encoding 标头中添加 br

Accept-Encoding: gzip, deflate, br

您可以通过 Chrome 开发者工具网络标签页(Command+Option+ICtrl+Alt+I)中的 Content-Encoding 字段确定使用哪种压缩算法:

“网络”面板

启用 Brotli

动态压缩

动态压缩涉及在浏览器请求时对资源进行即时压缩。

优点

  • 您无需创建和更新已保存的压缩版资源。
  • 实时压缩效果特别适合动态生成的网页。

缺点

  • 在更高的级别压缩文件以获得更好的压缩比所需的时间更长。如果用户在服务器发送素材资源之前需要等待压缩,这可能会导致性能下降。

使用 Node/Express 进行动态压缩

server.js 文件负责设置托管应用的节点服务器。

var express = require('express');

var app = express();

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

var listener = app.listen(process.env.PORT, function() {
  console.log('Your app is listening on port ' + listener.address().port);
});

目前,此操作只需导入 express 并使用 express.static 中间件加载 public/directory 中的所有静态 HTML、JS 和 CSS 文件(这些文件由 webpack 在每次构建时创建)。

为了确保所有资源在每次收到请求时都会使用 brotli 进行压缩,可以使用 shrink-ray 模块。首先,在 package.json 中将其添加为 devDependency

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

将其导入服务器文件 server.js

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

在装载 express.static 之前,将其添加为中间件:

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

// compress all requests
app.use(shrinkRay());

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

现在重新加载应用,并在 Network 面板中查看 bundle 大小:

使用动态 Brotli 压缩的软件包大小

现在,您可以看到从 Content-Encoding 标头中的 bz 应用了 brotlimain.bundle.js225 KB 减少到 53.1 KB!与 gzip (61.6 KB) 相比,此大小要小约 14%。

静态压缩

静态压缩背后的理念是提前压缩并保存资源。

优点

  • 高压缩级别导致的延迟不再是问题。压缩文件不需要即时执行,因为现在可以直接提取这些文件。

缺点

  • 每次构建时都需要压缩资源。如果使用较高的压缩级别,构建时间可能会明显增加。

使用 Node/Express 和 webpack 进行静态压缩

由于静态压缩涉及提前压缩文件,因此您可以在构建步骤中修改 webpack 设置,以压缩资源。为此,可以使用 brotli-webpack-plugin

首先,在 package.json 中将其添加为 devDependency

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

与任何其他 webpack 插件一样,将其导入配置文件 webpack.config.js 中:

var path = require("path");

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

并将其包含在 plugins 数组中:

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

插件数组使用以下参数:

  • asset:目标素材资源名称。
  • 系统会将 [file] 替换为原始素材资源文件名。
  • test:系统会处理与该正则表达式匹配的所有资源(即以 .js 结尾的 JavaScript 资源)。

例如,main.js 会重命名为 main.js.br

在应用重新加载并重新构建时,现在会创建主软件包的压缩版本。打开 Glitch 控制台,查看 Node 服务器提供的最终 public/ 目录中的内容。

  1. 点击工具按钮。
  2. 点击控制台按钮。
  3. 在控制台中,运行以下命令以切换到 public 目录并查看其所有文件:
cd public
ls -lh
使用静态 Brotli 压缩时的软件包大小

该软件包的 brotli 压缩版本 main.bundle.js.br 现在也保存在此处,与 main.bundle.js 相比,体积小约 76%(225 KB 与 53 KB)。

接下来,告知服务器每当请求原始 JS 版本时发送这些 brotli 压缩文件。为此,您可以在使用 express.static 传送文件之前,在 server.js 中定义一个新路由。

var express = require('express');

var 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 用于告知服务器如何响应对特定端点的 GET 请求。然后,系统将使用回调函数来定义如何处理此请求。路线的运作方式如下:

  • 指定 '*.js' 作为第一个参数意味着这适用于每个为提取 JS 文件而触发的端点。
  • 在回调中,.br 会附加到请求的网址,并且 Content-Encoding 响应标头设置为 br
  • Content-Type 标头设置为 application/javascript; charset=UTF-8,以指定 MIME 类型。
  • 最后,next() 可确保相应序列继续执行下一个可能发生的任何回调。

由于某些浏览器可能不支持 brotli 压缩,因此请在返回 brotli 压缩文件之前确认 brotli 受支持,方法是检查 Accept-Encoding 请求标头是否包含 br

var express = require('express');

var 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'));

应用重新加载后,请再次查看 Network 面板。

捆绑包大小为 53.1 KB(原为 225 KB)

成功!您已使用 Brotli 压缩功能进一步压缩了资源!

总结

此 Codelab 说明了 brotli 如何进一步缩减应用的总大小。在支持的情况下,brotli 是比 gzip 更强大的压缩算法。