Jekyll 网站性能优化

近来，突然觉博客项目的 CSS 内容越来越多，多次在 HTML 与 CSS 之间增减内容，就会增加残留无效 CSS 的概率，人工筛除颇为费神。经过查找资料，发现 Chrome 的 DevTools 自带的 Coverage 功能可以很好的解决这个问题。好奇心驱使下，自然想着寻找更多玩法，能不能借助 DevTools 提高网站性能呢？答案是肯定的。Lighthouse 是 Chrome 的性能审查扩展程序，位置在 DevTools 的 Audits 选项栏。根据自动化审查结果，可以知道网站性能短板所在，再由报告提供的建议去优化缺陷。

Lighthouse 审查

Audits 有五项审查内容，分别是 Performance，Progressive Web App，Best parctices，Accessibility，SEO 等，可以根据自己的需要选择。本文针对其中的 Performance（性能）开聊。Chrome 打开目标网页，启动 Audits，十几秒内即可完成审查。 网站的性能优化大概有以下几个方向：

• 跨域资源预处理
• JS 异步加载
• 按业务分拆 JS/CSS 的调用
• 本地资源压缩
• 图片懒加载

下面将逐项叙述每个优化过程细节。

跨域资源预处理

对于跨域的静态资源引用，譬如字体、图标资源的引用，在 <link> 标签中使用属性 preconnect 和 dns-prefetch 可以告诉浏览器对跨域资源给予最高优先级，在页面加载一开始就进行处理。

dns-prefetch

告诉浏览器在后台自动获取目标网址的 DNS 信息，这样在页面使用所需资源时就可以减少网络请求的时间。

preconnect

更进一步，除了完成上述工作，还进行 TLS 判断以及 TCP 三次握手，是更为重量级的操作。示例：

<link href="https://cdn.domain.com" rel="preconnect" crossorigin>

实际应用时，两者会合并使用：

<link href="https://cdn.domain.com" rel="preconnect" crossorigin>
<link href="https://cdn.domain.com" rel="dns-prefetch">

两者合用，可以减少后续的跨域延迟。另外，对于不支持 preconnect 的浏览器引擎，还有 dns-prefetch 作后备，dns-prefetch 对浏览器种类和版本的支持比前者要更广¹。

JS 加载优化

默认情况下，DOM 解析和 JS 执行 会同步进行，当浏览器解析到 <script> 标签时，会阻塞 DOM 树的解析，直至 script 内容下载完毕并执行，才会继续 DOM 树的构建 ²：

gantt
  dateformat ss
  axisformat %S ms

  title  Basic situation

  section HTML
  build DOM: active, dom, 00, 20s
  build DOM: active, dom-2, after js-run, 10s

  section JS
  fetch script: js-dl, after dom, 10s
  run script: crit, js-run, after js-dl, 5s

浏览器之所以赋予 <script> 标签最高优先级，是因为 JS 代码可以修改 HTML/CSS 的结构及内容，从而对最终渲染结果发生影响，所以必须等候它执行完成才会继续构建 DOM/CSS 树。

JS 资源的下载可以和 DOM 树构建异步进行，从而减少或者避免 JS 代码增加页面加载时长。实现方式为：对 <script> 使用属性 async 或 defer。请注意异步属性只能在外部调用的 JS 资源里使用，即 <script> 标签中必须提供 src 属性。

Async 属性

对页面样式展示非必要的 JS 代码，可以在 <script> 内部添加属性 async 来异步下载 script 内容，减少对 DOM 构建的阻塞。如：

<script src="/assets/js/common.js" async></script>

即便使用 async 还是会对 DOM 树解析造成阻塞，因为 JS 内容下载完毕后，会被立即执行，若此时 DOM 解析还没完成，就会被阻塞³:

gantt
  dateformat ss
  axisformat %S ms

  title With async

  section HTML
  build DOM: active, dom, 00, 20s
  build DOM: active, dom2, after js-run, 10s

  section JS
  fetch script:  js-dl, 10, 10s
  run script: crit, js-run, after js-dl, 5s

另外，还有个特点，如果同时存在几个 async 的 JS 链接，那么它们被执行的次序是随机的，不受控制。

Defer 属性

如果要保障 JS 放在 DOM 完成解析后执行，可以使用 defer 属性：

gantt
  dateformat ss
  axisformat %S ms

  title  With defer

  section HTML
  build DOM: active, dom, 00, 30s

  section JS
  fetch script: js-dl, 10, 10s
  run script: crit, js-run, after dom, 5s

defer 还有一个与 async 不同的地方是：当多个 defer 资源同时存在时，它们会依照声明次序被执行。

分场景调用 JS/CSS

在 Jekyll 中，{% include %} 的应用可以增加代码的简洁性，也可能造成页面的 JS/CSS 冗余。一般 Jekyll 项目的习惯是，项目所有的 JS/CSS 都在 _includes/head.html 中引入，然后通过 {% include head.html %} 导入每个下层 layout。很多时候，部分 JS/CSS 并不是每个页面都必须的。

例如，本站的 post 布局需要 bootstrap-toc.js，此外的 page 布局，home 布局都不需要 toc 相关的 JS/CSS。 这时应该把 bootstrap-toc 相关的 JS/CSS 单独放置到 post 布局上引用，从而增加了其他布局的加载及渲染速度。

本地资源压缩体积

SASS 压缩

Jekyll 提供的 SASS Pipeline 可以把存放在 _sass 目录下的文件自动压缩，使用时只需在项目 _config.yml 文件添加 SASS 配置：

sass:
  style: compressed

接着就可以在汇总 SCSS 文件导入所需的文件。例如，在文件 assets/css/styles.scss 里面引入 _sass/main.scss 和 _sass/syntax.scss 两个文件，styles.scss 应添加以下内容：

---
---

@import "main";
@import "syntax";

JS 压缩

项目中自己编写的 JS 以及第三方的 JS 文件（未压缩），可使用 YUI Compressor 压缩，压缩结果命名可以在 .js 后缀前添加 min 标识。如原文件 tools.js 压缩后命名为 tools.min.js。

$ java -jar yuicompressor.jar tools.js -o tools.min.js

接着使用 Jekyll 的 Assest 特征合并引用所需的 JS，在 JS 目录下新建文件 common.js，使用 {% include %} 引入其他 JS，如本站内容为：

---
---

{% include_relative dist/back-to-top.min.js %}
{% include_relative dist/category-collapse.min.js %}
{% include_relative dist/search-display.min.js %}
{% include_relative dist/sidebar-toggle.min.js %}

项目 HTML 的 head 中使用合并文件替代分开的几个文件引用：

<script src="/assets/js/common.js" async></script>

HTML 压缩

对于 Jekyll，有一个 Liquid 实现的开源方案提供解决：Jekyll HTML Compressor。

安装很简单，首先到 Release 下载最新版的 compress.html，拷贝到项目的 _layouts 目录下。然后修改最顶级的默认样式 _layouts/default.html，在它的头部添加 YAML:

---
layout: compress
---

然后，在 _config.yml 添加配置：

compress_html:
  clippings: all
  comments: ["<!-- ", " -->"]
  endings: [html, head, body, li, dt, dd, rt, rp, optgroup, option, colgroup, caption, thead, tbody, tfoot, tr, td, th]
  profile: false
  blanklines: false
  ignore:
    envs: []

具体每个参数的含义可以参考项目 README 介绍，经过几步即完成了插件的安装。该注意的是，如果 post 使用了 Jekyll 的 linenos，则需要额外解决内嵌 <pre> 压缩错乱的 BUG。

具体表现为，原始状态使用 {% highlight LANGUAGE linenos %} 时，生成的代码格式为：

<figure class="highlight">
  <pre>
    <code class="..." data-lang="...">
     Code snippet
    </code>
  </pre>
</figure>

当压缩 HTML 时，会把最外层的 <pre> 及 </pre> 删除，但是不完整，残留 />，见下列码第二行：

<figure class="highlight">
  />
  <code class="..." data-lang="...">
    Code snippet
  </code>
</figure>

即使这会造成页面 HTML 结构大错乱，但是项目维护者不打算修改这个 bug：他们认为这样会增加对 HTML 扫描的层数，大大增加项目 build 的时间。上述 issue#71 中，已经有用户提供了解决方法：

在 _includes/ 中新建文件 fixlinenos.html，添加内容：

{% if _code contains '<pre class="lineno">' %}
  {% assign _code = _code | replace: "<pre><code", "<code" %}
  {% assign _code = _code | replace: "</code></pre>", "</code>" %}
{% endif %}

在每篇 post 源码中，调用 {% highlight LANGUAGE linenos %} 的地方作出修改。

原始代码：

{% highlight AnyLanguage linenos %}
  Some code
{% endhighlight %}

应修改为：

{% capture _code %}
{% highlight AnyLanguage linenos %}
  Some code
{% endhighlight %}
{% endcapture %}
{% include fixlinenos.html %}{{ _code }}

这样压缩就不会出现问题了。

此外，Jekyll HTML Compressor 这个插件还有个局限：对于内嵌在 HTML 页面的 JavaScript 代码，注释若使用 // 会导致压缩错误，需要用 /* */ 替代。

JSON 压缩

这个是个意外发现，和上一步 HTML 压缩 一样，文件头部加 YAML 声明调用压缩的 layout 即可：

---
layout: compress
---

服务器 GZIP 压缩

传输过程可以开启 Web 服务器的 GZIP 选项，如果博客是部署在 GitHub Pages 或 Coding Pages，则默认开启了 GZIP 压缩传输。若是自己个人部署的 Web 服务器，如 Nginx，Apache 等，则需要跟进此点优化。

懒加载图片

图片是重要的内容资源，但是却不能忽略图片体积对网络带宽带来的负面影响。解决的策略就是对无需立即展示的图片，进行懒加载，也就是当网页滑动到图片所在位置时才进行加载。这个过程可以通过第三方库来完成，如 Lozad.js，轻量级，支持自定义加载过程细节。

结语

上述只是针对本站的优化，并没有覆盖常规网站的所有优化点，更加全面细致的性能建议，可参考 Google 开发者文档。

参考资料

• Building the DOM faster: speculative parsing, async, defer and preload
• Resource Hints - What is Preload, Prefetch, and Preconnect?
• Resource Prioritization – Getting the Browser to Help You
• async and defer

引用

1. MDN: dns-prefetch ↩

2. Adding Interactivity with JavaScript ↩

3. <script>: The Script element ↩