使用 gzip 压缩网络载荷

Houssein Djirdeh

此 Codelab 探讨了如何通过缩减应用的请求大小来缩减和压缩以下应用的 JavaScript 软件包，从而提高网页性能。

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。

  • 如需预览网站，请按查看应用，然后按全屏 全屏。

“移除未使用的代码”Codelab 中也介绍了此应用，可让您为喜爱的小猫投票。🐈

现在，我们来看看此应用的大小：

  1. 按 `Ctrl+Shift+J`（在 Mac 上，按 `Command+Option+J`）打开开发者工具。
  2. 点击网络标签页。
  3. 选中停用缓存复选框。
  4. 重新加载应用。

“网络”面板中的原始内容集大小

虽然在缩减此软件包大小方面的“移除未使用的代码”Codelab 中已经取得了很多进展，但 225 KB 仍然非常大。

缩减大小

请参考以下代码块。

function soNice() {
  let counter = 0;

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

如果此函数保存在它自己的文件中，则文件大小约为 112 B（字节）。

如果移除所有空格，生成的代码将如下所示：

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

现在，文件大小约为 83 B。如果因缩短变量名称的长度和修改某些表达式而导致其进一步损坏，最终代码可能如下所示：

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

文件大小现已达到 62 B。

每一步，代码的阅读难度都会增加。不过，浏览器的 JavaScript 引擎会以完全相同的方式解读上述每项信息。以这种方式混淆代码的优势有助于减小文件大小。一开始，112 B 确实很少，但大小仍然减少了 50%！

在该应用中，webpack 版本 4 用作模块打包器。具体版本可在 package.json 中查看。

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

默认情况下，版本 4 在生产模式下已缩减 bundle 的大小。它使用 TerserWebpackPlugin 这一 Terser 插件。Terser 是一种用于压缩 JavaScript 代码的常用工具。

如需了解缩减后代码的外观，请在开发者工具 Network 面板中点击 main.bundle.js。现在，点击响应标签页。

缩减响应大小

经过缩减和破坏的最终形式代码会显示在响应正文中。 如需了解软件包在不缩减大小的情况下的大小可能有多大，请打开 webpack.config.js 并更新 mode 配置。

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

重新加载应用，并通过开发者工具的 Network 面板再次查看软件包大小

媒体包大小为 767 KB

差异很大！😅

请务必先还原此处的更改，然后再继续。

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

在应用中加入缩减代码大小的流程取决于您使用的工具：

  • 如果使用 webpack v4 或更高版本，则无需执行任何额外操作，因为默认情况下，在生产模式下代码会缩减。👍
  • 如果使用旧版 Webpack，请安装 TerserWebpackPlugin 并将其添加到 Webpack 构建流程中。本文档详细介绍了这一点。
  • 您也可以使用其他缩减大小插件，例如 BabelMinifyWebpackPlugin 和 ClosureCompilerPlugin。
  • 如果根本未使用模块打包器，请使用 Terser 作为 CLI 工具或直接将其添加为依赖项。

压缩

虽然“压缩”这一术语有时会松散地用于解释在缩减过程中如何缩减代码，但它实际上并不是从字面意义上的压缩。

压缩通常是指使用数据压缩算法修改过的代码。与最终提供完全有效的代码的缩减大小不同的是，压缩代码在使用前需要先进行解压缩。

对于每个 HTTP 请求和响应，浏览器和网络服务器都可以添加headers，以包含有关正在提取或接收的资产的更多信息。在开发者工具 Network 面板的 Headers 标签页中，您可以看到此情况，该标签页显示了三种类型：

  • General 表示与整个请求-响应互动相关的常规标头。
  • 响应标头显示了特定于服务器实际响应的标头列表。
  • 请求标头显示了客户端附加到请求的标头列表。

查看 Request Headers 中的 accept-encoding 标头。

接受编码标头

浏览器使用 accept-encoding 来指定支持哪些内容编码格式或压缩算法。市面上有很多文本压缩算法，但下面只有三种算法支持压缩（和解压缩）HTTP 网络请求：

  • Gzip (gzip)：用于服务器和客户端交互的最广泛压缩格式。它基于 Deflate 算法构建而成，目前所有浏览器都支持该算法。
  • Deflate (deflate)：不常用。
  • Brotli (br)：一种较新的压缩算法，旨在进一步提高压缩比，从而进一步加快页面加载速度。大多数浏览器的最新版本都支持此功能。

本教程中的示例应用与移除未使用的代码 Codelab 中完成的应用完全相同，区别在于 Express 现在用作服务器框架。在接下来的几个部分中，我们将介绍静态压缩和动态压缩。

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需要更长的时间。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。

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，此操作只需导入 express 并使用 express.static 中间件加载 public/ 目录中的所有静态 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进行压缩，可以使用压缩中间件库。首先，在 package.json 中将其添加为 devDependency：

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

将其导入服务器文件 server.js：

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

在装载 express.static 之前，将其添加为中间件：

//...

const app = express();

app.use(compression());

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

//...

现在，重新加载应用，并在 Network 面板中查看 bundle 大小。

使用动态压缩的软件包大小

从 225 KB 到 61.6 KB！现在，在 Response Headers 中，content-encoding 标头表明服务器正在发送这个使用 gzip 编码的文件。

内容编码标头

静态压缩

静态压缩背后的理念是提前压缩并节省资源。

优点

  • 高压缩级别导致的延迟不再是问题。 无需实时进行压缩，因为现在可直接提取文件。

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

由于静态压缩涉及预先压缩文件，因此您可以在构建步骤中修改 webpack 设置，以压缩资源。您可以使用 CompressionPlugin 实现此目的。

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

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

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

const path = require("path");

//...

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

并将其包含在 plugins 数组中：

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

默认情况下，该插件会使用 gzip 压缩 build 文件。请查看此文档，了解如何添加选项以使用其他算法或包含/排除特定文件。

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 服务器处理的最终 public/ 目录中的内容。

  • 点击工具按钮。
  • 点击控制台按钮。
  • 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

最终输出的文件位于公共目录中

软件包的 gzip 版本 main.bundle.js.gz 现在也保存在此处。默认情况下，CompressionPlugin 还会压缩 index.html。

接下来，每当请求原始 JS 版本时，请告知服务器发送这些 gzip 压缩文件。为此，可以在使用 express.static 传送文件之前，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 + '.gz';
  res.set('Content-Encoding', 'gzip');
  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，.gz 会附加到请求的网址，并且 Content-Encoding 响应标头设置为 gzip。
  • 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。

应用重新加载后，请再次查看 Network 面板。

使用静态压缩缩减软件包大小

和以前一样，软件包大小显著减小！

总结

此 Codelab 介绍了缩减和压缩源代码的过程。 这两种技术成为当今许多工具的默认技术，因此请务必了解您的工具链是否已支持这两种技术，或者您是否应该开始自行应用这两个进程。