使用 brotli 缩减和压缩网络载荷

Michael DiBlasio
Michael DiBlasio

此 Codelab 是“缩减和压缩网络载荷”Codelab 的延伸,并假定您熟悉压缩的基本概念。与其他压缩算法(如 gzip)相比,本 Codelab 探讨了 Brotli 压缩 (br) 如何进一步降低压缩比和应用的整体大小。

应用屏幕截图

测量

在开始添加优化之前,最好先分析应用的当前状态。

  1. 点击 Remix to Edit(改换风格以编辑)使项目可编辑。
  2. 如需预览网站,请按查看应用。然后按全屏 全屏。

在之前的缩减和压缩网络载荷 Codelab 中,我们将 main.js 的大小从 225 KB 缩减到了 61.6 KB。在本 Codelab 中,您将探索 Brotli 压缩如何进一步缩减此 bundle 的大小。

Brotli 压缩

Brotli 是一种较新的压缩算法,可以提供比 gzip 更好的文本压缩结果。根据 CertSimple 的数据,Brotli 的性能如下:

  • 比 gzip(JavaScript 版)小 14%
  • 比 gzip 的 HTML 格式小 21%
  • 比 gzip(CSS 格式)小 17%

如需使用 Brotli,您的服务器必须支持 HTTPS。所有现代浏览器都支持 Brotli。支持 Brotli 的浏览器将在 Accept-Encoding 标头中包含 br:

Accept-Encoding: gzip, deflate, br

您可以使用 Chrome 开发者工具“网络”标签页中的 Content-Encoding 字段(Command+Option+I 或 Ctrl+Alt+I)来确定所使用的压缩算法:

“网络”面板。“Content-encoding”列会显示用于各种资源的编码,包括 gzip 和 brotli (br)。

如何启用 Brotli

如何设置 Web 服务器以发送 Brotli 编码的资源取决于您计划如何对资源进行编码。您可以选择在请求时使用 Brotli 动态压缩资源(动态),也可以提前对资源进行编码,以便在用户请求时资源已经压缩(静态)。

动态压缩

动态压缩是指在浏览器请求资源时实时压缩资源。

优点

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

缺点

  • 在较高级别压缩文件以实现更好的压缩率需要更长时间。这可能会导致性能下降,因为用户需要等待资源压缩后,服务器才会发送资源。

使用 Node 和 Express 进行动态压缩

server.js 文件负责设置托管应用的 Node 服务器。

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}`);
});

此操作只是导入 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)。

为确保每次请求时都使用 brotli 压缩所有资源,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"
},

并将其导入到服务器文件 server.js 中:

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

并在装载 express.static 之前将其添加为中间件:

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

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

现在,重新加载应用,并在“网络”面板中查看软件包大小:

采用动态 Brotli 压缩后的软件包大小。

现在,您可以在 Content-Encoding 标头中看到 brotli 是从 bz 应用的。 main.bundle.js 从 225 KB 缩减到了 53.1 KB!这比 gzip (61.6 KB) 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问题已不复存在。无需实时压缩文件,因为现在可以直接提取文件。

缺点

  • 每次构建时都需要压缩资源。如果使用高压缩级别,构建时间可能会显著增加。

使用 Node 和 Express 以及 webpack 进行静态压缩

由于静态压缩涉及提前压缩文件,因此可以修改 webpack 设置,以便在构建步骤中压缩资源。brotli-webpack-plugin 可用于此目的。

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,在配置文件 webpack.config.js 中导入它:

var path = require("path");

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

并将其添加到 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:目标资产名称。
  • [file] 会替换为原始素材资源文件名。
  • test:系统会处理与此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 将重命名为 main.js.br。

当应用重新加载和重新构建时,系统会创建主 bundle 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 bundle 的 brotli 压缩版本 main.bundle.js.br 现在也保存在此处,其大小比 main.bundle.js 小约 76%(225 KB 与 53 KB)。

接下来,指示服务器在收到对原始 JS 版本的请求时,发送这些经过 Brotli 压缩的文件。为此,您可以在使用 express.static 提供文件之前,在 server.js 中定义一个新路由。

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 用于告知服务器如何响应针对特定端点的 GET 请求。然后,使用回调函数来定义如何处理此请求。该路线的工作原理如下:

  • 将 '*.js' 指定为第一个参数意味着,这适用于为提取 JS 文件而触发的每个端点。
  • 在回调中,.br 会附加到请求的网址,并且 Content-Encoding 响应标头会设置为 br。
  • Content-Type 标头设置为 application/javascript; charset=UTF-8,以指定 MIME 类型。
  • 最后,next() 可确保序列继续执行可能紧随其后的任何回调。

由于某些浏览器可能不支持 brotli 压缩,因此在返回 brotli 压缩文件之前,请检查 Accept-Encoding 请求标头是否包含 br,以确认是否支持 brotli:

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'));

应用重新加载后,再次查看“网络”面板。

软件包大小为 53.1 KB(之前为 225 KB)

大功告成!您已使用 Brotli 压缩技术进一步压缩了素材资源!

总结

此 Codelab 介绍了 brotli 如何进一步缩减应用的总体大小。在受支持的情况下,brotli 是比 gzip 更强大的压缩算法。