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LsLoader——通用移动端Web App离线化方案

环宇 ·2017-07-06 20:26

背景

由于JavaScript(以下简称JS)语言的特性,前端作用域拆分一直是前端开发中的首要关卡。从简单的全局变量分配,到RequireJS实现的AMD模块方式,browserify/webpack实现的静态引用方式。前端的业务逻辑也从一个个精心按顺序排好的CSS、JS变成了入口文件为根的有向无环图。图上的节点可能是JS方法/CSS糖/.vue单文件模块。我们的开发源文件到浏览器一般经历下图的过程:

传统打包流程图

细化拆分是前端趋势,有利于代码的分割和维护。但是现有构建工具的一揽子打包过程,会造成如下性能冲突:包打大了多页面间模块文件重复下载,时间浪费,页面加载时间也变长;包小了缓存率提高,但是HTTP请求又过多,同样影响加载时间。下图为RequireJS/webpack打包后浏览器运行的文件:

传统打包工具浏览器端结构图

性能优化

要提高Web App的性能,我们需要这样的一个工具,它能实现如下特性:

1) JS按照模块拆开缓存。

2) 每次更新通过线上combo合并成一个HTTP请求。

3) 最好缓存过程和原来技术栈分离,即插即用。

结合业内其它离线化方案,我们在业务开发中推出了LsLoader.js解决缓存问题,把模块文件缓存到浏览器localStorage中,用JS控制模块文件更新与运行。

用localStorage缓存的优劣势有哪些呢?

首先优势:

1) localStorage对于移动端兼容好,主流手机浏览器、WebView都有支持,且没有iOS UIWebView的退出进程缓存失效bug。

2) 完全JS控制,前端代码不依赖宿主环境配合。

3) 弱网情况下对加载速度提升明显,3G信号较差情况下,100K的前端代码加载block页面能达到1~3秒。

4) 对比类似的Progressive Web App(PWA)和微信小程序,localStorage可应用业务线广,环境如微信/客户端WebView/浏览器,业务形式如单页/多页Web/H5活动页。

高兼容、高效率缓存就是localStorage缓存体系的核心优势。

但是localStorage也不是万能,其劣势如下:

1) 鉴于执行机制问题,append JS代码执行速度略低于script标签运行JS文件,append解析文件内容需要额外耗费时间。

2) PC环境网络条件好,模块级别更新节省的时间收益不明显,不如不用。

LsLoader的实现原理与分层结构

为了兼容各种业务线的前端构建栈,从原始的全局作用域分块,到RequireJS的AMD格式,再到现如今的webpack1/2,LsLoader采用了3层分离式设计。

3层结构包括了:

1) 前端构建层:你业务原有的gulp、webpack构建流。

2) LsLoader处理层/编译层:通过UglifyJS或者Babylon.js,分析你JS源码里的依赖关系,提取成Lsloader能识别的格式。

3) 构建结果层:一个压缩后2K的内联脚本,定义了如何缓存/加载/更新模块文件的浏览器库,支持iOS/安卓各种浏览器、WebView,对禁用localStorage的环境,写满localStorage的情况也都做了兼容。

前端构建层和LsLoader加工层互相隔离,业务代码不需要调整模块依赖方式,只需要原来构建流程的模式上在外加个转换流程即可。LsLoader转换过程会分析源码把模块文件的依赖关系归纳成数组形式,在浏览器端缓存/加载后按顺序执行。

lsloader2.001

这种设计不同于美团移动版i.meituan.com的TruckJS或者Scrat.js等构建工具,使用前面两种构建方案需要使用它的一整套构建配置,LsLoader只做一个中间件形式的构建工具,方便从你的业务代码中接入/去除。

上面的3层结构中,前端构建流程不多赘述,对应RequireJS或者webpack的文档指南。

LsLoader处理层做的工作原理图如下:

对于RequireJS构建:首先把源文件用Babylon或者Uglify处理成语法文档树,然后找到对应的define函数和参数,递归寻找去除重复引用,最后排列成按依赖顺序的模块数组。

AMD打包

对于webpack构建:首先把源文件用Babylon或者Uglify处理成语法文档树,遍历入口JS的import依赖,把公用依赖的JS提取成数组传给commonChunksPlugin配置,让webpack进行文件拆分。同时依赖关系传递给LsLoader前端部分,让页面按照依赖关系加载运行webpackJSONP包。

webpack2打包

经过处理后,对应的文件列表在浏览器端以数组的方式运行/缓存,流程如下:

LsLoader运行流程图

每个模块文件通过/combojs/注释来分割,支持各种格式的前端包裹格式如define、webpackJSONP。

LsLoader线上效果

宏观效果:

美团外卖红包完全加载时间从3s下降到2s,下降30%;可交互2.2s下降到1.2s,下降了45%。

美团外卖i版首页完全加载2.8s下降到1.8s。

每天静态资源加载大小为80K*450万=343G,CDN请求大小为78G,节省流量为265G。

微观效果:

线上运行示例

https://i.waimai.meituan.com/node/demo/vue

localStorage:

屏幕快照 2017-06-02 下午5.16.06

我们可以看到,这个页面有1个入口文件、3个依赖包,都被分别缓存在了localStorage里面,每次更新也只有一个模块文件的下载过程。

网络请求:

屏幕快照 2017-06-02 下午5.17.39

屏幕快照 2017-06-02 下午5.19.03

3个模块文件被合并成一个请求,返回结果用注释符做切割。

通用的页面,如果我们不用拆分缓存的方案,打大包的话,结果是生成一个80K的单文件。这仅仅是个简单的Vue列表,如果多页多组件应用下载浪费会更严重。

下面我再带来个复杂点的页面:

一个Vue实现的2页面切换的单页手机界面,使用LsLoader和不使用LsLoader的区别有多大?

屏幕快照 2017-06-06 下午6.47.49

从上图我们可以看出,这个App依赖了4个组件文件、2个类库、3个功能JS模块、总共9个包,120K。

采用单一大包,每次上线的代价是120K;使用Lsloader,每次模块级别更新,通常迭代修改影响1~2个文件,更新代价约为10K~20K。

而且这9个文件中,6个文件可以页面间公用,包括2个类库(Vue、Zepto);3个JS模块(getURLParams、historyState、WebView API)通用的逻辑函数;1个公共Vue组件(no-data.vue)兜底页面的组件。

这些模块在用户打开此页面后同域名其他引用模块的页面也得到了提前加速页面的效果。开发保证逻辑清晰的同时也提升了整站的性能。

LsLoader可以扩展应用的方向

由于有着对各种Web构建的天生兼容,LsLoader可以自己定制扩展附加功能。比如单页应用的按需分割加载/缓存的支持。在Hybird开发中,我们可以把关键页面的资源列表生成个预加载的空页面,让客户端进入后提前打开隐藏的WebView加载这个页面,利用localStorage缓存实现预加载静态资源提升首屏H5的预加载功能。

作者简介

环宇,美团外卖高级前端研发工程师。2016年加入美团外卖,负责外卖i版、外卖红包页、外卖客户端Hybird页面等用户端页面开发。对组件化开发、页面提速、页面体验提升等较为关注。主导了外卖H5页面从gulp+Requirejs到webpack 2+Vue 2+LsLoader技术栈的一步步升级迁移。希望用最小的开发代价来解决业务线性能问题,把最便捷的方案和同行分享。




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