前端性能优化实践# 知识体系与小册格局
## 写给读者
提起性能优化，大家现在脑海里第一时间会映射出什么内容呢？
可能是类似[“雅虎军规”](https://developer.yahoo.com/performance/rules.html?guccounter=1)和[《高性能 JavaScript》](https://book.douban.com/subject/5362856/)这样历久弥香的经典之作，也可能是搜索引擎聚合给你的一篇又一篇以性能优化为主题的个人或团队实践而来的“私货”。至少当我确定自己的研发方向、并接到第一个性能优化任务时，我做的第一件事是向搜索引擎求助，第二件事是买书，然后开始了摸着石头过河，前后花费了大量的时间和精力。我深感性能优化实在是前端知识树中特别的一环——当你需要学习前端框架时，文档和源码几乎可以告诉你所有问题的答案，当你需要学习 Git 时，你也可以找到放之四海皆准的实践方案。但性能优化却不一样，它好像只能是一个摸索的过程。
这个摸索的过程是痛苦的、漫长的，也是紧要的。因为在如今的互联网环境下，一个前端团队如果只把性能优化这个任务写在纸上，而不投入实践，它将缺失最基本的竞争力。
笔者写这本小册，是希望通过短短十数个章节的讲解，尽可能降低一些大家学习性能优化的成本。
一方面，这本小册为没有接触过性能优化的新同学建立起一个正确的前端性能优化的“世界观”，知道性能优化是什么、为什么、怎么做，从而使性能优化这件事情有迹可循，有路可走。这样在面试现场被问到性能优化层面的问题时，能够做到滔滔不绝、言之有物，而非像背书一样罗列干巴巴的知识点，最终淹没在茫茫的求职大军中。另一方面，小册可以为在职的工程师们提供一线团队已经实践过的“方法论”，知道什么场景下该做什么事情，最终在脑海中留下一张涵盖核心原理和实践的、可随时查阅并且高度可扩展的性能优化思路索引表。然后在今后的开发生活中可以去践行它，更进一步去挖掘它。把性能优化变作你前端工程师生涯的一门必修课，进而演化为自己研发方面的核心竞争力。
同时，相信大家可以明确这样一个学习观念：任何技术的掌握，都离不开一定比例的理论基础和实际操作的支撑。
具体到前端性能优化这件事情上，我认为它是 20% 的理论，加上至少 80% 的实践，甚至很多理论本身也都是我们在具体的业务场景中实践出来的。所以希望大家阅读本小册时，能够读到一些“书本之外的东西”——最好是一边读一边回忆自己既有的开发经历，尝试去留意哪些知识是已知的，哪些是未知的。
这样读完之后，就可以有的放矢地把这些知识转换为自己的项目实践——前端技术日新月异，性能方案永远都在更迭，所以一定要形成自己的学习思路。
建议每一位读者都带着“学了就要用”的心态去读这本小册。如果阅读结束，能够为你带来哪怕一个小小的开发习惯或者优化观念上的改变，这数小时的阅读时间就算没有白费。
## 知识体系： 从一道面试题说起
在展开性能优化的话题之前，我想先抛出一个老生常谈的面试问题：
> 从输入 URL 到页面加载完成，发生了什么？
这个问题非常重要，因为我们后续的内容都将以这个问题的答案为骨架展开。我希望正在阅读这本小册的各位可以在心里琢磨一下这个问题——无须你调动太多计算机的专业知识，只需要你用最快的速度在脑海中架构起这个抽象的过程——我们接下来所有的工作，就是围绕这个过程来做文章。
我们现在站在性能优化的角度，一起简单地复习一遍这个经典的过程：首先我们需要通过 DNS（域名解析系统）将 URL 解析为对应的 IP 地址，然后与这个 IP 地址确定的那台服务器建立起 TCP 网络连接，随后我们向服务端抛出我们的 HTTP 请求，服务端处理完我们的请求之后，把目标数据放在 HTTP 响应里返回给客户端，拿到响应数据的浏览器就可以开始走一个渲染的流程。渲染完毕，页面便呈现给了用户，并时刻等待响应用户的操作（如下图所示）。
我们将这个过程切分为如下的过程片段：
1. DNS 解析
2. TCP 连接
3. HTTP 请求抛出
4. 服务端处理请求，HTTP 响应返回
5. 浏览器拿到响应数据，解析响应内容，把解析的结果展示给用户
大家谨记，我们任何一个用户端的产品，都需要把这 5 个过程滴水不漏地考虑到自己的性能优化方案内、反复权衡，从而打磨出用户满意的速度。
## 从原理到实践：各个击破
我们接下来要做的事情，就是针对这五个过程进行分解，各个提问，各个击破。
具体来说，DNS 解析花时间，能不能尽量减少解析次数
在前端开发中，性能优化是一个永恒的话题，它涉及到许多细节和技术点，其中Event Loop（事件循环）与异步更新策略是提升页面渲染效率的关键技术之一。本小册将着重于这两方面的探讨，特别是针对Vue框架的异步更新机制，帮助开发者更好地理解前端性能优化的原理和实践。
Event Loop是JavaScript运行环境的一个重要组成部分，它负责协调执行任务的顺序。在浏览器环境中，事件循环主要包括宏任务（Macro-Task）和微任务（Micro-Task）两种任务队列。宏任务包括整体的脚本代码（script），I/O操作，UI渲染等，而微任务则包括如Promise的then方法、MutationObserver接口等。事件循环的关键在于，它先执行一个宏任务，然后执行该宏任务产生的所有微任务，接着进行UI渲染，然后开始下一个宏任务，如此往复。
在性能优化的实践中，了解何时进行DOM更新至关重要。通常，我们会希望将DOM操作尽量靠近渲染时机进行，以减少无效渲染。对于异步任务中的DOM修改，将其包装成微任务是较为理想的选择。因为微任务可以确保在宏任务执行完毕后、UI渲染之前得到执行，这样可以在不需要额外渲染周期的情况下，快速更新界面。
异步更新策略是Vue等现代前端框架中常见的性能优化手段。以Vue为例，当开发者通过Vue实例修改数据时，Vue不会立即更新DOM，而是将这些更新操作放入一个队列中，并在适当的时候批量触发，这样做可以避免不必要的DOM操作，从而提升性能。Vue实现的异步更新策略，正是依赖于JavaScript的事件循环机制。
那么，如何理解Vue的异步更新策略呢？Vue通过依赖收集系统来追踪数据的变化，当数据发生变化时，Vue会将相关的组件标记为需要更新。接着，Vue会等到当前代码执行完毕，再将所有需要更新的组件一次性地推入更新队列，而这个队列的处理时机，正是依赖于事件循环机制。在Vue的生命周期中，nextTick方法是一个非常重要的工具，它允许我们在下一个DOM更新循环结束之后执行延迟回调。在多次数据更新时，nextTick保证只调用一次DOM更新，进一步优化性能。
在实践中，掌握Event Loop机制和异步更新策略对于前端工程师来说至关重要。我们不仅需要了解它们的运行原理，还要在实际的开发中，合理安排代码逻辑，减少不必要的DOM操作，提升用户体验。无论是对于新手入门，还是资深工程师深入学习，都应该将性能优化作为前端知识体系中不可或缺的一部分。
在前端性能优化的实践中，我们还需要考虑许多其他因素，比如使用CDN来加速静态资源的加载，合理使用CSS和JavaScript的懒加载技术，优化Web Workers的使用策略等。这些技术的共同目的都是为了减少主线程的阻塞时间，优化页面的渲染效率，最终达到提升用户体验的目标。
性能优化需要结合理论与实践，通过不断的学习和实践来掌握前端性能优化的核心知识和技能。本小册的目的是希望帮助读者建立起前端性能优化的系统知识体系，无论是应对面试中的问题，还是在实际工作中提升自己的编码能力，都能够有所参考和指导。
