摘要:鉴于目前通行的做法就是在所有浏览器中一致同仁地加载,相比而言条件可以让大部分现代浏览器用户避免加载代码。
原文地址: Modern Script Loading, 文章作者是Preact作者Jason Miller
背景知识先简单介绍一下模块script(Module script), 它指的是现代浏览器支持通过来加载现代的ES6模块. 现代浏览器对ES6现代语法有良好的支持,这意味着我们可以给这些现代浏览器提供更紧凑的‘现代代码’,一方面可以减小打包的体积,减少网络传输的带宽,另外还可以提高脚本解析的效率和运行效率.
下图来源于module/nomodule pattern, 对比了模块script和传统(legacy) script的性能:
体积对比:
Version | Size (minified) | Size (minified + gzipped) |
---|---|---|
ES2015+ (main.mjs) | 80K | 21K |
ES5 (main.es5.js) | 175K | 43K |
解析效率:
Version | Parse/eval time (individual runs) | Parse/eval time (avg) |
---|---|---|
ES2015+ (main.mjs) | 184ms, 164ms, 166ms | 172ms |
ES5 (main.es5.js) | 389ms, 351ms, 360ms | 367ms |
Ok,为了兼容旧浏览器, module/nomodule pattern这篇文章介绍了一种module/nomodule 模式, 简单说就是同时提供两个script, 由浏览器来决定加载哪个文件:
看起来很美好是吧? 现实是:中间存在一些浏览器,它们可以识别模块script但是不认识nomodule属性, 这就导致了这些浏览器会同时加载这两个文件(下文统一称为‘双重加载’(over-fetching)).
OK,正式进入正文. 给正确的浏览器交付正确代码是一件棘手的事情。本文会介绍几种方式, 来解决上述的问题:
给现代浏览器伺服"现代的代码"对性能有很大的帮助。所以你应该针对现代浏览器提供包含更紧凑和优化的现代语法的Javascript包,同时又可以保持对旧浏览器的支持
现有的工具链的生态系统基本都是在module/nomodule模式上整合的,它声明式加载现代和传统代码(legacy code),即给浏览器提供两个源代码,让它来自己来决定用哪个:
然而现实总是给你当头一棒,它没我们期望的那么简单直接。上述基于HTML的加载方式在Edge和Safari中会被同时加载!
怎么办?怎么办?我们想依赖浏览器来交付不同的编译目标,但是一些旧浏览器并不能优雅地支持这种简洁的写法。
首先,Safari 在10.1开始支持JS模块, 但不支持nomodule属性。值得庆幸的是,Sam找到了一种方法,可以通过Safari 10和11中非标准的beforeload事件来模拟 nomodule, 也就是可以认为Safari 10.1开始是可以支持module/nomodule模式
选项1: 动态加载我们可以实现一个小型script加载器来规避这个问题,工作原理类似于LoadCSS。只不过这里需要依靠浏览器的来实现ES模块和nomodule属性.
我们首先尝试执行一个模块script进行"石蕊试验"(litmus test), 然后由这个试验的结果来决定加载现代代码还是传统代码:
然而,这个解决方案必须等待进行‘石蕊试验’模块script执行完成, 才能开始注入script。这是因为始终是异步的,所以别无它法(延迟到load事件后)。
另一种实现方式是检查浏览器是否支持nomodule, 这是方式可以避免上述的延迟加载问题, 只不过这意味着像Safari 10.1这些支持模块, 却不支持nomodule的浏览器也会被当做传统浏览器,这也许可能是好事(相对于两个脚本都加载以及有一些bug),代码如下:
var s = document.createElement("script") if ("noModule" in s) { // 注意这里的大小写 s.type = "module" s.src = "/modern.js" } else s.src = "/legacy.js" } document.head.appendChild(s)
现在把它们封装成函数,并确保两种方式都统一使用异步的方式加载(上文提到模块script是异步的,而传统script不是):
看起来已经很完美了,还有什么问题呢?我们还没考虑预加载(preloading)
这个有点蛋疼, 因为一般浏览器只会静态地扫描HTML,然后查找它可以预加载的资源。 我们上面介绍的模块加载器是完全动态的,所以浏览器在没有运行我们的代码之前,是没办法发现我们要预加载现代还是传统的Javascript资源的。
不过有一个解决办法,就是不完美:就是使用来预加载现代版本的包, 旧浏览器会忽略这条规则,然而目前只有Chrome支持这么做:
其实预加载这种技术是否有效,取决于嵌入你的脚本的HTML文档的大小。
如果你的HTML载荷很小, 比如只是一个启动屏或者只是简单启动客户端应用,那么放弃预加载扫描对你的应用性能影响很小。
如果你的应用使用服务器渲染大量有意义的HTML, 并以流(stream)的方式传输给浏览器,那么预加载扫描就是你的朋友,但这也未必是最佳方法。
译注: 现代浏览器都支持分块编码传输,等服务端完全输出html可能有一段空闲时间,这时候可以通过预加载技术,让浏览器预先去请求资源
大概代码如下:
还要指出的是,支持JS模块的浏览器一般也支持。对于某些网站,相比依靠modulepreload, 使用可能更有意义。不过性能上面可能欠点,因为传统的脚本预加载不会像modulepreload一样随着时间的推移而去展开解析工作(rel=preload只是下载,不会尝试去解析脚本)。
选项2: 用户代理嗅探我办法拿出一个简洁的代码示例,因为用户代理检测不在本文的范围之内,推荐阅读这篇Smashing Magazine文章
本质上,这种技术在每个浏览器上都使用来加载代码,当bundle.js被请求时,服务器会解析浏览器的用户代理,并选择返回现代代码还是传统代码,取决于浏览器是否能被识别为现代浏览器.
尽管这种方法比较通用,但它也有一些严重的缺点:
因为依赖于服务端实现,所以前端资源不能被静态部署(例如静态网站生成器(如github page),Netlify等等)
很难进行有效的缓存. 现在这些JavaScript URL的缓存会因用户代理而异,这是非常不稳定的, 而很多缓存机制只是将URL作为缓存键,现在这些缓存中间件可能就没办法工作了。
UA检测很难,容易出现误报
用户代理字符串容易被篡改,而且每天都有新的UA出现
解决这些限制的一种方法就是将module/nomodule模式与"用户代理区分"结合起来,首先这可以避免单纯的module/nomodule模式需要发送多个软件包问题,尽管这种方法仍然会降低页面(这时候指HTML,而不是Javascript包)的可缓存性,但是它可以有效地触发预加载,因为生成HTML的服务器根据用户代理知道应该使用modulepreload还是preload:
function renderPage(request, response) { let html = `...`; const agent = request.headers.userAgent; const isModern = userAgent.isModern(agent); if (isModern) { html += ` `; } else { html += ` `; } response.end(html); }
对于那些已经在使用服务端渲染的网站来说,用户代理嗅探是一个比较有效的解决方案
选项 3:不考虑旧版本浏览器注意这里的‘旧版本浏览器’特指那些出现双重加载的浏览器. 对于module/nomodule模式支持比较差(即双重加载)的主要是一些旧版本的Chrome、Firefox和Safari. 幸运的是这部分浏览器的市场范围通常是比较窄,因为用户会自动升级到最新的版本。Edge 16-18是例外, 但还有希望: 新版本的Edge会使用基于Chromium的渲染器,可以不受该问题的影响.
对于某些应用程序来说,接受这一点妥协是完全合理的:你可以给90%的浏览器中提供现代代码,让他们获得更好的体验,而极少数旧浏览器不得不抛弃它们,它们只是付出的额外带宽(即双重加载),并不影响功能。值得注意的是,占据移动端主要市场份额的用户代理不会有双重加载问题,所以这些流量不太可能来自于低速或者高昂流量费的手机。
如果你的网站用户主要使用移动设备或较新版本的浏览器,那么最简单的module/nomodule模式将适用于你的绝大多数用户, 其他用户就不考虑了,反正也是可以跑起来的, 优先考虑大多数用户的体验。
选项 4: 使用条件包
nomodule可以巧妙地用来条件加载那些现代浏览器不需要的代码, 例如polyfills。通过这种方法,最坏的情况就是polyfill和bundle都会被加载(例如Safari 10.1),但这毕竟是少数。鉴于目前通行的做法就是在所有浏览器中一致同仁地加载polyfills,相比而言, 条件polyfills可以让大部分现代浏览器用户避免加载polyfill代码。
Angular CLI支持配置这种方式来加载polyfill, 查看Minko Gechev的代码示例.
了解了这种方式之后,我决定在preact-cli中支持自动polyfill注入,你可以查看这个PR
如果你使用Webpack,这里有一个html-webpack-plugin插件可以方便地为polyfill包添加nomodule属性.
你应该怎么做?答案取决于你的使用场景, 选择和你们的架构匹配的选项:
如果你的应用只是客户端渲染, 而且你的HTML不超过一个,选项1比较合适;
如果你的应用使用服务端渲染,而且可以接受缓存问题,那么可以选择选项2;
如果你开发的是同构应用,预加载的功能可能对你很重要,这时你可以考虑选项3和4.
就我个人而言,相比考虑桌面端浏览器资源下载成本,我更倾向于优化移动设备解析时间. 移动用户体验会受到数据解析、流量费用,电池消耗等因素的影响,而桌面用户往往不需要考虑这些因素。
另外这些优化适用于90%的用户,比如我工作面对的大部分用户都是使用现代或移动浏览器的。
有兴趣继续深入?可以从下面的文章开始挖掘:
Phil的webpack-esnext-boilerplate的一些附加的背景.
Ralph在Next.js中实现了module/nomodule, 并努力解决了上面的问题.
感谢Phil, Shubhie, Alex, Houssein, Ralph 以及 Addy 的反馈.
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