新一代 Web 预渲染技术!

发表于 5天以前  | 总阅读数:49 次

大家好,我是 ConardLi。今天我们一起来聊聊预渲染技术。

预渲染技术

什么是预渲染呢?

很好理解,就是当我们还没有访问页面是提前对页面进行渲染,等到我们真正访问页面时就不需要再花费额外的时间去渲染页面了。

在当今网页最重要的性能指标 Core Web Vitals 中,Largest Contentful Paint (LCP)(最大内容渲染)占据着最重要的位置,这个指标也很好理解,也就是一个网页当前视口中可见的最大元素的渲染时间。

当我们访问一个网页时,浏览器首先会从服务器请求 HTML。服务器返回 HTML 响应,然后 HTML 会告诉浏览器下一步的工作,包括请求 CSS、JavaScript 等资源。等待这些资源返回后,浏览器才会进行真正的渲染动作。

所以,在以前,想要实现预渲染可能会通过下面两种方式:

第一种是预取下个页面的资源,根据 Google Chrome 的统计显示,网页大约 40% 的可见延迟都花费在浏览器等待服务器返回的第一个字节上了,所以提前把页面的资源预取回来也可以极大的提高页面的渲染性能:

<link rel="prefetch" href="/next-page/">

另外一种方式,不仅会预取资源,还会提前进行一定的渲染:

<link rel="prerender" href="/next-page/">

但除了 Chrome 之外,这种方式并没有得到广泛支持,而且它不是一个表达能力很强的 API

后来,Chrome 又实现了 NoState Prefetch,它和 <link rel="prefetch" href="/next-page/"> 这种方式类似,会提前获取未来需要加载的页面所需的资源,但不会完全预渲染页面,也不会执行 JavaScript

NoState Prefetch 确实可以通过改善资源加载来帮助我们提高页面性能,但它不会像完整预渲染那样提供即时的页面加载能力。

最近,Chrome 团队引入一套全新的完整页面预渲染的能力。

为了避免现有用法的复杂性,并且能够让预渲染技术的未来继续发展,新的预渲染机制将不使用 <link rel="prerender"...> 以及 NoState Prefetch 的保留的语法,未来也可能在某些节点禁用这些用法。

新一代预渲染

Chrome 提出的新一代预渲染技术将通过以下三种方式提供:

当你在 Chrome 地址栏中输入 URL 时,如果 Chrome 推测你会访问某个页面,它可能会自动为你预渲染这个页面。

当你在 Chrome 地址栏中输入一个关键词时,Chrome 可能会根据搜索引擎的提示自动为你预渲染页面。

这意味着啥呢?当你在地址栏输入几个关键字,还没点进去,浏览器已经在帮你渲染了!

大家可以通过 chrome://predictors 来看一下 Chrome 对你页面中 URL 的预测:

绿色的代表 Chrome 认为你有大于 80% 的概率会访问该页面,让你还没开始访问时,Chrome 已经开始为你渲染这个页面了。

黄色代表 Chrome 认为你有大于 50% 的概率会访问该页面,这时候 Chrome 不会进行预渲染,但是会提前帮你预取资源。

那么在 Web 开发中,我们怎么主动控制我们的网页的预渲染能力呢?

Speculation Rules API 可以以编程的方式告诉 Chrome 需要预渲染哪些页面。这就取代了之前的 <link rel="prerender"...> 写法,它们可以是静态配置,也可以由 JavaScript 动态注入。

后面我们会详细介绍。

以上是 web.dev 开启预渲染之前和之后的性能对比 LCP(最大内容渲染) 这个指标有了非常大的提升。

Speculation Rules API

数据预取

将下面的 JSON 添加到网页中,可以触发浏览器对 next.htmlnext17.html 的数据预取:

<script type="speculationrules">
  {
    "prefetch": [
      {
        "source": "list",
        "urls": ["next.html", "next17.html"]
      }
    ]
  }
</script>

Prefetch 的推测规则只会对 HTML 文档进行预取,而不会预取页面上的子资源。

与旧的 <link rel="prefetch"> (预取的数据存放在 HTTP 缓存)机制不同,通过 Speculation Rules 进行的预取,数据是保存在内存中的,所以浏览器一旦需要可以更快的访问到这些资源。

我们可以直接在 Network 看板中看到通过 Speculation Rules 进行预取的资源请求:

其对应的资源类型为 prefetch,并且此类请求还会添加一个 Sec-Purpose: prefetch HTTP Header,服务端可以通过这个 Header 来识别这些请求。

另外,在 Application 看板中也专门新增了一个 Preloading 部分来帮助我们调试和查看推测规则,这里我们可以看到当前页面配置的预渲染规则集是怎样的,以及对哪些页面进行了数据预取:

打开一个在推测规则中的页面,我们也可以看到这个页面是成功被预取的:

预渲染

如果要实现完整页面的预渲染,将下面的 JSON 添加到网页中,语法和预取是一样的:

<script type="speculationrules">
  {
    "prerender": [
      {
        "source": "list",
        "urls": ["next.html", "next17.html"]
      }
    ]
  }
</script>

目前浏览器只能支持同站站点的预渲染,例如 https://1.conardli.com 可以预 https://17.conardli.com 上的页面。注意如果是非同源的情况,需要预渲染的页面必须包括一个 Supports-Loading-Mode: credentialed-prerender Header 。

但是,与 Prefetch 不同的是,预渲染的请求在 Network 看板里是没办法直接看到的,因为它们是在 Chrome 中的单独渲染进程中获取和渲染的。

这时候,我们只能通过 ApplicationPreloading 看板来进行调试了:

组合规则

一个页面上可以同时配置多个推测规则:

<script type="speculationrules">
{
  "prefetch": [
    {
      "source": "list",
      "urls": ["数据预取17.html"]
    }
  ]
}
</script>
<script type="speculationrules">
{
  "prerender": [
    {
      "source": "list",
      "urls": ["预渲染17.html"]
    }
  ]
}
</script>

同样的,一个推测规则也可以设置为数组:

<script type="speculationrules">
{
  "prerender": [
    {
      "source": "list",
      "urls": ["17.html"]
    },
    {
      "source": "list",
      "urls": ["1717.html"]
    }
  ]
}
</script>

注意:目前浏览器限制一个页面最多预渲染 10 个子页面。

JS 动态添加

一般来讲,推测规则可以有两种配置方式:

第一种是静态 JSON 的方式,对于一些拥有静态内容的页面,比如博客,一般要预渲染的页面都是固定的 ,可以用静态配置。

但是大部分网站还是动态的,我们可能要根据一些条件来动态判断要预渲染的页面,可以用 JavaScript 进行动态添加:

// 判断浏览器是否支持 speculationrules
if (HTMLScriptElement.supports &&
    HTMLScriptElement.supports('speculationrules')) {
  const specScript = document.createElement('script');
  specScript.type = 'speculationrules';
  specRules = {
    prerender: [
      {
        source: 'list',
        urls: ['/17.html'],
      },
    ],
  };
  specScript.textContent = JSON.stringify(specRules);
  console.log('添加预渲染规则: 17.html');
  document.body.append(specScript);
}

最后

大家觉得这个技术怎么样?欢迎在评论区留言。

参考:

  • https://developer.chrome.com/blog/prerender-pages
  • https://developer.chrome.com/blog/debugging-speculation-rules/
  • https://developer.chrome.com/blog/nostate-prefetch/
  • https://github.com/jeremyroman/alternate-loading-modes/blob/main/triggers.md#speculation-rules
  • https://github.com/WICG/nav-speculation/

https://mp.weixin.qq.com/s/M6wJN8jBLxnuSva-lw7-_A

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