preconnect & prefetch & preload

背景

一个web page通常由两部分组成:

  • HTML document
  • optional resource(css, image, icon, font, video, js..)

当浏览器拿到HTML page的时候,就会立刻开始parse页面,通常下面这些资源会在浏览器parse到资源所属的DOM时,才会开始fetch流程。

通常处理外部资源的步骤如下:

  • resolve the origin(IP) of the resource in DNS
  • connect to the origin server
  • fetch the resource from the origin server
  • 浏览器render获取到的资源

这些资源会经过上述步骤拿到之后才render到页面上,但是有一些资源比如图片,如果迟迟不出来可能会影响到用户对网站的使用体验,如果想要提高用户体验(减少资源处理时间)那么就要考虑这些这些资源的fetch以及执行的顺序。

换言之,就是改变浏览器对资源处理的优先级,
因此就有了Rourses Hits 以及 preload

如何优化

通常我们使用prefetch dns-prefetch preconnect 以及preload这些指令提前对资源进行处理和加载 。

我们将这些指令称为Resource Hits, 但是通常会把preload单独提出来,因为preload 对浏览器来说并不是hints(暗示)而是强制指令,接下来让我们分别看看每一种指令是如何对资源的loading过程进行优化的:

在上面一部分我们讲过一个资源的loading过程,这些不同的指令恰恰就是对资源的loading过程中的不同阶段进行优化。

    1. DNS: 通过DNS服务找到资源IP地址

通过使用指令dns-prefetch, 告诉浏览器在真正开始load资源的之前,提前将找到资源的域名对应的IP地址。
也就是pre(提前)完成DNS解析。

    1. Connection:浏览器和资源服务器之间建立连接

通过使用指令preconnect,告诉浏览器在真正开始load资源之前,完成对资源服务器的DNS解析,并且和资源服务器之间建立TCP连接。

也就是说pre(提前)建立好和资源服务器之间的连接,当然其实preconnect中也包括了dns-prefetch

    1. Fetch: 从服务器load资源

接下来让我们单独解释prefetch vs preload

prefetch和preload的共同点是:

告诉浏览器可以在没有parse到相应资源之前,提前将该资源直接取回。

但是不同点在于优先级:

  • prefetch:当浏览器空闲的时候可以提前将资源取回,当然浏览器如果一直繁忙,那么可以不对资源进行prefetch, 因为prefetch的指令对浏览器来说优先级较低。

由于prefetch本身没有强制作用,所以通常用于提高下一个页面的performance,比如用户还在登录页面的时候, 提前将下一个页面的资源取回。

  • preload:无论浏览器是否空闲,一旦执行到这个指令就需要尽快将资源preload回来,因为preload指令优先级很高。

因此对于一些本身优先级比较低但是你又急切需要的资源(font、img..)可以使用preload,修改这些资源的优先级,提前将这些资源load回来。

对于使用了async的script,可以使用preload指令,在不占用主线程的前提下,提前拿回script,并执行。

因为区别在于 prefetch是可选的,但是preload是强制的。

如何运用Resource Hits和Preload

两种方案,第一种是通过使用HTML link标签,还有一种是使用response header。

Link 标签

<link href="resource-url" 
      rel="preconnect" // resource hits directive/preload
      as="script" //resource-type
      crossorigin=""
      
/>
  • href:指定了资源的地址
  • rel: 写明要使用的resource hits类型或者要使用preload
  • as: 只有在link标签的rel属性是resource hit或者preload时才必须设置,规定了link元素加载的资源的类型。

![[Pasted image 20220302205711.png]]

  • crossorigin:是否对即将要fetch的资源应用CORS策略。

crossorigin

浏览器对于大多数资源(fonts)都是有同源限制的, 也就是:

当你请求一个和当前域不同的资源时,或者向一个非同源的服务器发送请求的时候,浏览器为了保证安全性,发出的请求会受到浏览器同源策略的限制,浏览器会在请求的header中在字段Origin带上当前页面的域名,并要求响应的header中需要带有来自服务器设置的CORS header,比如Access-Controller-Allowed-Header

但是有一些资源,比如

  • 图片,
  • css文件
  • 非ESmodule的JS script
    等,不会受到同源策略的限制,但是如果你想要这些资源也能被同源策略约束,那么你可以在相应的标签,或者请求上带上crossorigin属性。

但是请注意本身就有CORS限制的资源就不需要单独加这个字段了。

crossorigin属性只有两个value:

  • anonymous: 代表需要该资源的响应中带有Access-Controller-Allowed-Header,并且这个响应头的value中必须包含当前的origin
  • use-credentials:代表需要该资源的获取需要用户凭证。
  • "": 这个作用和anonymous一致

Caveats

虽然这些resource hit看起来能够帮助网站提升performance,但是请谨慎使用这些resource hit。让我们来看看过度使用不同resource hit可能造成的问题:

  1. prefetch

虽然prefetch不是对资源的强制获取,但是如果过度使用可能导致:

  • 服务器的流量增加。也许本来并不需要被render的资源,被提前fetch,但其实并不会被使用,造成了服务器的无用流量增加。
  • 浏览器需要增加不必要的data fetching process
  1. preload

由于preload一旦被使用,相应的资源的优先级就会被提到最高,因此相当于强制修改了浏览器render的优先级,导致本来重要的工作被打断。

  1. preconnect

虽然preconnect花费较低,但是提前建立好的TCP connect只能开放一定的时间,如果在这个时间内都没有fetching 数据,那么相当于这个connect就白白建立了,浪费CPU

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