聊聊Flare应用前后端性能优化问题

两周前，在给颜值在线的 flame 提交了几个 PR 之后，我将它封装成了容器，用于书签和在线应用的管理。

但是在迁移个人书签的过程中，我发觉 flame 在性能上的表现并不是特别好，于是我做了一个改良版：flare。

写在前面

在聊 flare 之前，我想先聊聊 flame。

flame 是一个颜值在线的导航页项目，你可以将你常用的书签和在线应用存储在它上面。它由一个波兰小哥创建，项目地址是 https://github.com/pawelmalak/flame

Flame 默认界面

在试用之后，我觉得项目还不错，于是稍作调整，封装了一个新的镜像：https://github.com/soulteary/docker-flame

新封装的应用

在项目文档中，记录了我的修改：

• 简化程序功能和依赖（如K8S），减少软件包体积，重构了一些细节逻辑，简化应用启动流程。
• 重写了天气获取逻辑，使用城市名称替换经纬度来获取天气数据。
• 对程序已有的一些小 BUG 进行了修复，支持中文搜索。
• 对程序进行了简单的汉化。

但是随着深入使用，我发现页面有着比较大的性能问题。

因为波兰小哥采用了 SPA 方案，项目内又包含了 6700 多个 SVG 图标、以及若干网页字体，并且在接口上有一些小问题，导致了页面体积非常大，接口请求数量也非常多。

甚至当你上传一些包含元素比较多的 SVG 作为你书签图标的时候，由 React 触发的页面渲染会造成浏览器卡死。

我大概有几百个书签需要处理，预估未来书签数量还会增长，所以我使用程序批量创建了接近一千个书签。然后我发现渲染如此多的书签，页面会出现卡顿，甚至在页面内搜索包含关键词的书签也会感受到明显的掉帧。

所以，我决定重新写一个轻量一些的程序，来解决我的需求。新的项目地址在这里，如果你好奇的话，可以试试看：https://github.com/soulteary/docker-flare

制作 flare 的过程，其实也是 flame 性能调优的过程。不过在解决问题之前，我们首先得能定位问题有哪些。

应用性能问题分析

关于这个应用的性能优化，其实并不复杂，和传统应用优化差别不大：优先减少计算量，在实在减少不了的情况下使用计算效率更高的方式来解决问题。

不过结合使用场景来说，在分析技术问题之前，可以先从功能入手。

对于我不适用的功能

首先从功能上看，我不需要这个应用与 Docker 集成，提供“服务发现”功能。比如在我启动容器后，这个应用会自动将新启动的容器作为书签或者应用进行添加。

其次，在拥有自己的 SSO 服务之后，我也不再需要使用简单的账号密码登录之类的功能，所以这个功能也可以去掉。

最后，关于书签数据的存储，我觉得在缺少用户体验非常棒的 Web 编辑器的前提下，可能不如配置声明的方式更易于管理和维护。（你可以使用任何你喜欢的编辑器来更新和维护内容，你可以使用 Git 或者任何你喜欢的方式，以白盒形式保存你自己的数据）。

基于上面的变化，我大概可以少写几个部分的代码：容器（Docker & K8S）集成、登录鉴权、应用和书签，以及书签分类的 “CRUD”。

前端架构中的问题

Flame 项目中，作者使用都是 create-react-app 脚手架创建的项目，项目依赖为： React v17 + TypeScript + Redux，为了提供简洁一致的图标，作者在前端引入了 Templarian/MaterialDesign-JS，一个被精心处理过的 DOM 结构非常简单的 SVG 图标库。

在使用构建工具打包、服务端 GZip 压缩之后，需要传输接近 1MB 的资源，原始脚本程序体积接近 3MB。相对膨大的程序体积导致了页面加载和执行时间都会比较长。比如页面页面首次渲染时间在 1s 上下浮动，多数情况下会超过 1s，完成时间一般都在 1.5s 以上。可能是作者对于服务端程序开发不够熟悉，虽然在前端进行应用配置更新时会复用接口，但是在内容页面展示时，会调用多达8个接口。此外，为了在页面中展示和更新天气信息，波兰小哥还使用了 WebSocket 来进行数据交互。

Flame 应用性能概览

其他的问题，在文章前面已经提到过了，就不赘述了。

后端架构中的问题

项目使用的技术栈为 Node.js，Web 框架为市占率非常高的 Express 的最新版本，ORM 框架选择的则是 Sequelize，数据存储落地为 SQLite3 。上面的选择粗看问题不大，如果应用不需要公开提供浏览访问，应该不会出现任何性能问题。

但是，如果我们仔细观察服务响应，会发现有一些请求的响应的时间非常长，比如页面资源、比如对于页面至关重要的 JS 程序资源，它们的获取都消耗了接近 400ms。

Flame 网络请求记录

此外，前端发起了多次请求来获取数据，结合数据存储使用 SQLite，如果提供公开内容访问，很容易遇到性能瓶颈。

针对应用进行改进

当我们清楚了解到上面的问题之后，比如容易采取的方案是：基于原程序进行重构调整，简化前端请求、合理拆分模块、处理资源加载和执行时机，调整数据存储和处理方式，提高服务端响应能力等组合拳。然而，这会是最简单和收益最高的方案嘛？

调整前端实现

如果说在需要交互的页面程序中使用 MVVM 框架会有较高的收益和性价比，那么在缺少多端组件代码复用、没有服务端渲染需求的场景下，使用这类框架则是一个性价比不高的选择。

或许有同学会问，如果不使用 React、Vue、Angular 这类框架，难道在 2022 年还要再拾起 jQuery 等老的工具吗？虽然可以，但其实在近乎于纯展示的场景下，我们可以脱离 JS 来实现业务功能和简单的交互，比如自动获取焦点、菜单按钮的激活状态变化、甚至是带有动画效果的天气图标。

所以，在调整实现的时候，其实还有一个选择：不使用任何脚本。

Flare 无脚本实现的渲染效率

在完成程序之后，我们可以看到从服务器获取整个页面数据、结构解析、样式计算、元素布局、页面绘制的完整时间在 33ms（包含了 idle 等待时间），其中关键流程的时间消耗加起来不到 10ms，而完成页面渲染的时间更是缩短到了 1.65ms。

在得到了页面快速渲染能力之后，即使不使用浏览器针对资源进行缓存，加速渲染，我们也能够做到页面切换的“无刷新”浏览（因为渲染速度足够快）。

调整后端实现

虽然我非常喜欢使用 Node.js，以往也分享过你所未知的3种Node.js代码优化方式，但是，为了能够低成本提高高性能的资源响应，这里进行技术栈切换是必要的：比如 Golang。

在使用 Golang 简化程序功能后，程序对于每个请求的响应基本能够保持在几毫秒的水平（受限于网络传输），相比较之前大概下降了2～3个量级。页面关键的 DOM ContentLoad 时间更是缩短到原来的八分之一。

Flare 优化过后批量请求状况

结合上面的前端优化提到的渲染时间来粗略估计，从资源下载到渲染加起来都不到 10ms，如果不是浏览器的一些限制，绘制帧率应该能够远超 60 帧，进一步满足我们实现“即使刷新了也比没一些没刷新的实现还顺滑”。

上面的实现中，我将页面图标请求和页面文档进行了拆分，在书签数量和图标种类不多的场景下，或许并不是最优的方案，但是一旦书签数量级到几百、上千之后，你会发现图标拆分可以极大地提升性能。

当然，为了满足数量比较少的场景，我也对合并输出进行了实现，算上网站 favicon 获取，一共只有两个请求。在书签不是很多的时候，渲染性能甚至比文档和资源拆分输出效率更好。

Flare 请求合并模式下的网络请求

图标资源优化

Flame 使用的方案是读取后端接口配置，从前端脚本中动态创建 SVG 图标并插入文档中，Flare 程序默认的方式则是将 SVG 和文档拆分，以应对大量书签状况下的页面性能问题。

虽然解决了页面性能问题，但是服务端 IO 问题却会伴随而来，所以这里还需要处理资源在服务端的释放和读取问题，尽量将资源的磁盘 IO 变为零。

听起来比较玄乎，但其实结合代码生成的方式，还是蛮好实现的。当然，因为 Go 存在自动 GC，所以在不同的资源被使用的时候，会出现大量内存的分配，影响效率，这里可以考虑使用持久化方案来解决问题，处理起来挺有意思的，受限于篇幅和主题就不展开啦。有一部分我在前两篇文章中提到了，关于 Golang 嵌入资源的使用和优化。

前段时间折腾 Go Emed 的记录

比如，在不针对 HTTP 服务实现做任何优化、限制运行资源为两核心的前提下，仅优化资源 IO 后，能达到稳定 3ms 输出资源，每秒提供2万7千次以上的响应服务。

容器镜像的优化

除了常规优化之外，容器时代的应用，镜像优化也是非常关键的。容器优化方式，我在前面的文章反复提过多次，所以也不再展开了，感兴趣可以自行翻阅之前的内容。

# docker images | grep fla                 
soulteary/flare       0.1.1      22b18ad73c66        12MB
soulteary/flaume      2.2.0      b39fffc0ca81        152MB
pawelmalak/flame      2.2.0      fa47c93c0af6        179MB
pawelmalak/flame      2.0.0      729b0fcea7f0        190MB

可以看到，相比较原版程序，优化后的程序在本地解压后的尺寸大概是之前十五到十六分之一。

额外的优化

如果我们使用 lighthouse 针对 Flame 前端实现进行测试，能够看到前端程序在实现上的一些小问题，得分虽然四个环绿三个，但是只有一个环是绿色的。

Flame 应用 Lighthouse 得分

在重新实现的过程中，除了简化结构，调试实现之外，还顺手将这四个圈都打到了满分（Chrome 版本 v97+）。

Flare 应用 Lighthouse 得分

最后

聊到这里，相信你已经了解了我是怎么做的啦，如果你对 Flare 感兴趣，并且也需要一个简单的导航程序，可以访问项目 https://github.com/soulteary/docker-flare，来亲自上手试试。

到此这篇关于Flare应用前后端性能优化的文章就介绍到这了,更多相关Flare性能优化内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！