Yahoo!网站性能最佳体验的34条黄金守则

Yahoo!的Exceptional Performance团队为改善Web性能带来最佳实践。他们为此进行了一系列的实验、开发了各种工具、写了大量的文章和博客并在各种会议上参与探讨。最佳实践的核心就是旨在提高网站性能。
Excetional Performance团队总结出了一系列可以提高网站速度的方法。可以分为7大类34条。包括内容、服务器、cookie、CSS、JavaScript、图片、移动应用等七部分。

其中内容部分一共十条建议：

一、内容部分
1.       尽量减少HTTP请求
2.       减少DNS查找
3.       避免跳转
4.       缓存Ajxa
5.       推迟加载
6.       提前加载
7.       减少DOM元素数量
8.       用域名划分页面内容
9.       减小iframe的大小
10.       避免404错误

1、尽量减少HTTP请求次数
      终端用户响应的时间中，有80%用于下载各项内容。这部分时间包括下载页面中的图像、样式表、脚本、Flash等。通过减少页面中的元素可以减少HTTP请求的次数。这是提高网页速度的关键步骤。
      减少页面组件的方法其实就是简化页面设计。那么有没有一种方法既能保持页面内容的丰富性又能达到加快响应时间的目的呢？这里有几条减少HTTP请求次数同时又可能保持页面内容丰富的技术。

合并文件是通过把所有的脚本放到一个文件中来减少HTTP请求的方法，如可以简单地把所有的CSS文件都放入一个样式表中。当脚本或者样式表在不同页面中使用时需要做不同的修改，这可能会相对麻烦点，但即便如此也要把这个方法作为改善页面性能的重要一步。

CSS Sprites是减少图像请求的有效方法。把所有的背景图像都放到一个图片文件中，然后通过CSS的background-image和background-position属性来显示图片的不同部分；

图片地图是把多张图片整合到一张图片中。虽然文件的总体大小不会改变，但是可以减少HTTP请求次数。图片地图只有在图片的所有组成部分在页面中是紧挨在一起的时候才能使用，如导航栏。确定图片的坐标和可能会比较繁琐且容易出错，同时使用图片地图导航也不具有可读性，因此不推荐这种方法；

内联图像是使用data:URL scheme的方法把图像数据加载页面中。这可能会增加页面的大小。把内联图像放到样式表（可缓存）中可以减少HTTP请求同时又避免增加页面文件的大小。但是内联图像现在还没有得到主流浏览器的支持。

     减少页面的HTTP请求次数是你首先要做的一步。这是改进首次访问用户等待时间的最重要的方法。如同Tenni Theurer的他的博客Browser Cahe Usage - Exposed!中所说，HTTP请求在无缓存情况下占去了40%到60%的响应时间。让那些初次访问你网站的人获得更加快速的体验吧！

2、减少DNS查找次数
        域名系统（DNS）提供了域名和IP的对应关系，就像电话本中人名和他们的电话号码的关系一样。当你在浏览器地址栏中输入www.example.com时，DNS解析服务器就会返回这个域名对应的IP地址。DNS解析的过程同样也是需要时间的。一般情况下返回给定域名对应的IP地址会花费20到120毫秒的时间。而且在这个过程中浏览器什么都不会做直到DNS查找完毕。

       缓存DNS查找可以改善页面性能。这种缓存需要一个特定的缓存服务器，这种服务器一般属于用户的ISP提供商或者本地局域网控制，但是它同样会在用户使用的计算机上产生缓存。DNS信息会保留在操作系统的DNS缓存中（微软Windows系统中DNS Client Service）。大多数浏览器有独立于操作系统以外的自己的缓存。由于浏览器有自己的缓存记录，因此在一次请求中它不会受到操作系统的影响。

      Internet Explorer默认情况下对DNS查找记录的缓存时间为30分钟，它在注册表中的键值为DnsCacheTimeout。Firefox对DNS的查找记录缓存时间为1分钟，它在配置文件中的选项为network.dnsCacheExpiration（Fasterfox把这个选项改为了1小时）。

      当客户端中的DNS缓存都为空时（浏览器和操作系统都为空），DNS查找的次数和页面中主机名的数量相同。这其中包括页面中URL、图片、脚本文件、样式表、Flash对象等包含的主机名。减少主机名的数量可以减少DNS查找次数。

      减少主机名的数量还可以减少页面中并行下载的数量。减少DNS查找次数可以节省响应时间，但是减少并行下载却会增加响应时间。我的指导原则是把这些页面中的内容分割成至少两部分但不超过四部分。这种结果就是在减少DNS查找次数和保持较高程度并行下载两者之间的权衡了。

3、避免跳转
跳转是使用301和302代码实现的。下面是一个响应代码为301的HTTP头：
      HTTP/1.1 301 Moved Permanently
      Location: http://example.com/newuri
      Content-Type: text/html
      浏览器会把用户指向到Location中指定的URL。头文件中的所有信息在一次跳转中都是必需的，内容部分可以为空。不管他们的名称，301和302响应都不会被缓存除非增加一个额外的头选项，如Expires或者Cache-Control来指定它缓存。<meat />元素的刷新标签和JavaScript也可以实现URL的跳转，但是如果你必须要跳转的时候，最好的方法就是使用标准的3XXHTTP状态代码，这主要是为了确保“后退”按钮可以正确地使用。

      但是要记住跳转会降低用户体验。在用户和HTML文档中间增加一个跳转，会拖延页面中所有元素的显示，因为在HTML文件被加载前任何文件（图像、Flash等）都不会被下载。

      有一种经常被网页开发者忽略却往往十分浪费响应时间的跳转现象。这种现象发生在当URL本该有斜杠（/）却被忽略掉时。例如，当我们要访问http://astrology.yahoo.com/astrology 时，实际上返回的是一个包含301代码的跳转，它指向的是http://astrology.yahoo.com/astrology/  （注意末尾的斜杠）。在Apache服务器中可以使用Alias 或者 mod_rewrite或者the DirectorySlash来避免。

      连接新网站和旧网站是跳转功能经常被用到的另一种情况。这种情况下往往要连接网站的不同内容然后根据用户的不同类型（如浏览器类型、用户账号所属类型）来进行跳转。使用跳转来实现两个网站的切换十分简单，需要的代码量也不多。尽管使用这种方法对于开发者来说可以降低复杂程度，但是它同样降低用户体验。一个可替代方法就是如果两者在同一台服务器上时使用Alias和mod_rewrite和实现。如果是因为域名的不同而采用跳转，那么可以通过使用Alias或者mod_rewirte建立CNAME（保存一个域名和另外一个域名之间关系的DNS记录）来替代。

4、可缓存的AJAX
      Ajax经常被提及的一个好处就是由于其从后台服务器传输信息的异步性而为用户带来的反馈的即时性。但是，使用Ajax并不能保证用户不会在等待异步的JavaScript和XML响应上花费时间。在很多应用中，用户是否需要等待响应取决于Ajax如何来使用。例如，在一个基于Web的Email客户端中，用户必须等待Ajax返回符合他们条件的邮件查询结果。记住一点，“异步”并不异味着“即时”，这很重要。

      为了提高性能，优化Ajax响应是很重要的。提高Ajxa性能的措施中最重要的方法就是使响应具有可缓存性，具体的讨论可以查看Add an Expires or a Cache-Control Header。其它的几条规则也同样适用于Ajax：
    Gizp压缩文件
    减少DNS查找次数
    精简JavaScript
    避免跳转
    配置ETags

     让我们来看一个例子：一个Web2.0的Email客户端会使用Ajax来自动完成对用户地址薄的下载。如果用户在上次使用过Email web应用程序后没有对地址薄作任何的修改，而且Ajax响应通过Expire或者Cacke-Control头来实现缓存，那么就可以直接从上一次的缓存中读取地址薄了。必须告知浏览器是使用缓存中的地址薄还是发送一个新的请求。这可以通过为读取地址薄的Ajax URL增加一个含有上次编辑时间的时间戳来实现，例如，&t=11900241612等。如果地址薄在上次下载后没有被编辑过，时间戳就不变，则从浏览器的缓存中加载从而减少了一次HTTP请求过程。如果用户修改过地址薄，时间戳就会用来确定新的URL和缓存响应并不匹配，浏览器就会重要请求更新地址薄。
        即使你的Ajxa响应是动态生成的，哪怕它只适用于一个用户，那么它也应该被缓存起来。这样做可以使你的Web2.0应用程序更加快捷。

5、推迟加载内容
        你可以仔细看一下你的网页，问问自己“哪些内容是页面呈现时所必需首先加载的？哪些内容和结构可以稍后再加载？
        把整个过程按照onload事件分隔成两部分，JavaScript是一个理想的选择。例如，如果你有用于实现拖放和动画的JavaScript，那么它就以等待稍后加载，因为页面上的拖放元素是在初始化呈现之后才发生的。其它的例如隐藏部分的内容（用户操作之后才显现的内容）和处于折叠部分的图像也可以推迟加载
        工具可以节省你的工作量：YUI Image Loader可以帮你推迟加载折叠部分的图片，YUI Get utility是包含JS和 CSS的便捷方法。比如你可以打开Firebug的Net选项卡看一下Yahoo的首页。
        当性能目标和其它网站开发实践一致时就会相得益彰。这种情况下，通过程序提高网站性能的方法告诉我们，在支持JavaScript的情况下，可以先去除用户体验，不过这要保证你的网站在没有JavaScript也可以正常运行。在确定页面运行正常后，再加载脚本来实现如拖放和动画等更加花哨的效果。

6、预加载
        预加载和后加载看起来似乎恰恰相反，但实际上预加载是为了实现另外一种目标。预加载是在浏览器空闲时请求将来可能会用到的页面内容（如图像、样式表和脚本）。使用这种方法，当用户要访问下一个页面时，页面中的内容大部分已经加载到缓存中了，因此可以大大改善访问速度。

下面提供了几种预加载方法：
无条件加载：触发onload事件时，直接加载额外的页面内容。以Google.com为例，你可以看一下它的spirit image图像是怎样在onload中加载的。这个spirit image图像在google.com主页中是不需要的，但是却可以在搜索结果页面中用到它。
有条件加载：根据用户的操作来有根据地判断用户下面可能去往的页面并相应的预加载页面内容。在search.yahoo.com中你可以看到如何在你输入内容时加载额外的页面内容。
有预期的加载：载入重新设计过的页面时使用预加载。这种情况经常出现在页面经过重新设计后用户抱怨“新的页面看起来很酷，但是却比以前慢”。问题可能出在用户对于你的旧站点建立了完整的缓存，而对于新站点却没有任何缓存内容。因此你可以在访问新站之前就加载一部内容来避免这种结果的出现。在你的旧站中利用浏览器的空余时间加载新站中用到的图像的和脚本来提高访问速度。

7、减少DOM元素数量
        一个复杂的页面意味着需要下载更多数据，同时也意味着JavaScript遍历DOM的效率越慢。比如当你增加一个事件句柄时在500和5000个DOM元素中循环效果肯定是不一样的。
       大量的DOM元素的存在意味着页面中有可以不用移除内容只需要替换元素标签就可以精简的部分。你在页面布局中使用表格了吗？你有没有仅仅为了布局而引入更多的<div>元素呢？也许会存在一个适合或者在语意是更贴切的标签可以供你使用。
        YUI CSS utilities可以给你的布局带来巨大帮助：grids.css可以帮你实现整体布局，font.css和reset.css可以帮助你移除浏览器默认格式。它提供了一个重新审视你页面中标签的机会，比如只有在语意上有意义时才使用<div>，而不是因为它具有换行效果才使用它。
      DOM元素数量很容易计算出来，只需要在Firebug的控制台内输入：
document.getElementsByTagName('*').length
        那么多少个DOM元素算是多呢？这可以对照有很好标记使用的类似页面。比如Yahoo!主页是一个内容非常多的页面，但是它只使用了700个元素（HTML标签）。

8、根据域名划分页面内容
      把页面内容划分成若干部分可以使你最大限度地实现平行下载。由于DNS查找带来的影响你首先要确保你使用的域名数量在2个到4个之间。例如，你可以把用到的HTML内容和动态内容放在www.example.org上，而把页面各种组件（图片、脚本、CSS)分别存放在statics1.example.org和statics.example.org上。
你可在Tenni Theurer和Patty Chi合写的文章Maximizing Parallel Downloads in the Carpool Lane找到更多相关信息。

9、使iframe的数量最小
      ifrmae元素可以在父文档中插入一个新的HTML文档。了解iframe的工作理然后才能更加有效地使用它，这一点很重要。
<iframe>优点：
•       解决加载缓慢的第三方内容如图标和广告等的加载问题
•       Security sandbox
•       并行加载脚本
<iframe>的缺点：
•       即时内容为空，加载也需要时间
•       会阻止页面加载
•       没有语意

10、不要出现404错误
      HTTP请求时间消耗是很大的，因此使用HTTP请求来获得一个没有用处的响应（例如404没有找到页面）是完全没有必要的，它只会降低用户体验而不会有一点好处。
      有些站点把404错误响应页面改为“你是不是要找***”，这虽然改进了用户体验但是同样也会浪费服务器资源（如数据库等）。最糟糕的情况是指向外部JavaScript的链接出现问题并返回404代码。首先，这种加载会破坏并行加载；其次浏览器会把试图在返回的404响应内容中找到可能有用的部分当作JavaScript代码来执行。

Yahoo!网站性能最佳体验的34条黄金守则——JavaScript和CSS
在第一部分和第二部分中我们分别介绍了改善网站性能中页面内容和服务器的几条守则，除此之外，JavaScript和CSS也是我们页面中经常用到的内容，对它们的优化也提高网站性能的重要方面：
CSS：
1.       把样式表置于顶部
2.       避免使用CSS表达式（Expression）
3.       使用外部JavaScript和CSS
4.       削减JavaScript和CSS
5.       用<link>代替@import
6.       避免使用滤镜
JavaScript
1.       把脚本置于页面底部
2.       使用外部JavaScript和CSS
3.       削减JavaScript和CSS
4.       剔除重复脚本
5.       减少DOM访问
6.       开发智能事件处理程序

17、把样式表置于顶部
      在研究Yahoo!的性能表现时，我们发现把样式表放到文档的<head />内部似乎会加快页面的下载速度。这是因为把样式表放到<head />内会使页面有步骤的加载显示。
      注重性能的前端服务器往往希望页面有秩序地加载。同时，我们也希望浏览器把已经接收到内容尽可能显示出来。这对于拥有较多内容的页面和网速较慢的用户来说特别重要。向用户返回可视化的反馈，比如进程指针，已经有了较好的研究并形成了正式文档。在我们的研究中HTML页面就是进程指针。当浏览器有序地加载文件头、导航栏、顶部的logo等对于等待页面加载的用户来说都可以作为可视化的反馈。这从整体上改善了用户体验。
      把样式表放在文档底部的问题是在包括Internet Explorer在内的很多浏览器中这会中止内容的有序呈现。浏览器中止呈现是为了避免样式改变引起的页面元素重绘。用户不得不面对一个空白页面。
      HTML规范清楚指出样式表要放包含在页面的<head />区域内：“和<a />不同，<link />只能出现在文档的<head />区域内，尽管它可以多次使用它”。无论是引起白屏还是出现没有样式化的内容都不值得去尝试。最好的方案就是按照HTML规范在文档<head />内加载你的样式表。

18、避免使用CSS表达式（Expression）
      CSS表达式是动态设置CSS属性的强大（但危险）方法。Internet Explorer从第5个版本开始支持CSS表达式。下面的例子中，使用CSS表达式可以实现隔一个小时切换一次背景颜色：
      background-color: expression( (new Date()).getHours()%2 ? "#B8D4FF" : "#F08A00" );
如上所示，expression中使用了JavaScript表达式。CSS属性根据JavaScript表达式的计算结果来设置。expression方法在其它浏览器中不起作用，因此在跨浏览器的设计中单独针对Internet Explorer设置时会比较有用。
      表达式的问题就在于它的计算频率要比我们想象的多。不仅仅是在页面显示和缩放时，就是在页面滚动、乃至移动鼠标时都会要重新计算一次。给CSS表达式增加一个计数器可以跟踪表达式的计算频率。在页面中随便移动鼠标都可以轻松达到10000次以上的计算量。
      一个减少CSS表达式计算次数的方法就是使用一次性的表达式，它在第一次运行时将结果赋给指定的样式属性，并用这个属性来代替CSS表达式。如果样式属性必须在页面周期内动态地改变，使用事件句柄来代替CSS表达式是一个可行办法。如果必须使用CSS表达式，一定要记住它们要计算成千上万次并且可能会对你页面的性能产生影响。

19、使用外部JavaScript和CSS
      很多性能规则都是关于如何处理外部文件的。但是，在你采取这些措施前你可能会问到一个更基本的问题：JavaScript和CSS是应该放在外部文件中呢还是把它们放在页面本身之内呢？
      在实际应用中使用外部文件可以提高页面速度，因为JavaScript和CSS文件都能在浏览器中产生缓存。内置在HTML文档中的JavaScript和CSS则会在每次请求中随HTML文档重新下载。这虽然减少了HTTP请求的次数，却增加了HTML文档的大小。从另一方面来说，如果外部文件中的JavaScript和CSS被浏览器缓存，在没有增加HTTP请求次数的同时可以减少HTML文档的大小。
      关键问题是，外部JavaScript和CSS文件缓存的频率和请求HTML文档的次数有关。虽然有一定的难度，但是仍然有一些指标可以一测量它。如果一个会话中用户会浏览你网站中的多个页面，并且这些页面中会重复使用相同的脚本和样式表，缓存外部文件就会带来更大的益处。
      许多网站没有功能建立这些指标。对于这些网站来说，最好的坚决方法就是把JavaScript和CSS作为外部文件引用。比较适合使用内置代码的例外就是网站的主页，如Yahoo!主页和My Yahoo!。主页在一次会话中拥有较少（可能只有一次）的浏览量，你可以发现内置JavaScript和CSS对于终端用户来说会加快响应时 间。
      对于拥有较大浏览量的首页来说，有一种技术可以平衡内置代码带来的HTTP请求减少与通过使用外部文件进行缓存带来的好处。其中一个就是在首页中内置JavaScript和CSS，但是在页面下载完成后动态下载外部文件，在子页面中使用到这些文件时，它们已经缓存到浏览器了。

20、削减JavaScript和CSS
      精简是指从去除代码不必要的字符减少文件大小从而节省下载时间。消减代码时，所有的注释、不需要的空白字符（空格、换行、tab缩进）等都要去掉。在JavaScript中，由于需要下载的文件体积变小了从而节省了响应时间。精简JavaScript中目前用到的最广泛的两个工具是JSMin和YUI Compressor。YUI Compressor还可用于精简CSS。
      混淆是另外一种可用于源代码优化的方法。这种方法要比精简复杂一些并且在混淆的过程更易产生问题。在对美国前10大网站的调查中发现，精简也可以缩小原来代码体积的21%，而混淆可以达到25%。尽管混淆法可以更好地缩减代码，但是对于JavaScript来说精简的风险更小。
      除消减外部的脚本和样式表文件外，<script>和<style>代码块也可以并且应该进行消减。即使你用Gzip压缩过脚本和样式表，精简这些文件仍然可以节省5%以上的空间。由于JavaScript和CSS的功能和体积的增加，消减代码将会获得益处。

21、用<link>代替@import
      前面的最佳实现中提到CSS应该放置在顶端以利于有序加载呈现。
      在IE中，页面底部@import和使用<link>作用是一样的，因此最好不要使用它。

22、避免使用滤镜
      IE独有属性AlphaImageLoader用于修正7.0以下版本中显示PNG图片的半透明效果。这个滤镜的问题在于浏览器加载图片时它会终止内容的呈现并且冻结浏览器。在每一个元素（不仅仅是图片）它都会运算一次，增加了内存开支，因此它的问题是多方面的。
      完全避免使用AlphaImageLoader的最好方法就是使用PNG8格式来代替，这种格式能在IE中很好地工作。如果你确实需要使用AlphaImageLoader，请使用下划线_filter又使之对IE7以上版本的用户无效。

23、把脚本置于页面底部
      脚本带来的问题就是它阻止了页面的平行下载。HTTP/1.1 规范建议，浏览器每个主机名的并行下载内容不超过两个。如果你的图片放在多个主机名上，你可以在每个并行下载中同时下载2个以上的文件。但是当下载脚本时，浏览器就不会同时下载其它文件了，即便是主机名不相同。
      在某些情况下把脚本移到页面底部可能不太容易。比如说，如果脚本中使用了document.write来插入页面内容，它就不能被往下移动了。这里可能还会有作用域的问题。很多情况下，都会遇到这方面的问题。
      一个经常用到的替代方法就是使用延迟脚本。DEFER属性表明脚本中没有包含document.write，它告诉浏览器继续显示。不幸的是，Firefox并不支持DEFER属性。在Internet Explorer中，脚本可能会被延迟但效果也不会像我们所期望的那样。如果脚本可以被延迟，那么它就可以移到页面的底部。这会让你的页面加载的快一点。

24、剔除重复脚本
      在同一个页面中重复引用JavaScript文件会影响页面的性能。你可能会认为这种情况并不多见。对于美国前10大网站的调查显示其中有两家存在重复引用脚本的情况。有两种主要因素导致一个脚本被重复引用的奇怪现象发生：团队规模和脚本数量。如果真的存在这种情况，重复脚本会引起不必要的HTTP请求和无用的JavaScript运算，这降低了网站性能。
      在Internet Explorer中会产生不必要的HTTP请求，而在Firefox却不会。在Internet Explorer中，如果一个脚本被引用两次而且它又不可缓存，它就会在页面加载过程中产生两次HTTP请求。即时脚本可以缓存，当用户重载页面时也会产生额外的HTTP请求。
      除增加额外的HTTP请求外，多次运算脚本也会浪费时间。在Internet Explorer和Firefox中不管脚本是否可缓存，它们都存在重复运算JavaScript的问题。
      一个避免偶尔发生的两次引用同一脚本的方法是在模板中使用脚本管理模块引用脚本。在HTML页面中使用<script />标签引用脚本的最常见方法就是：
      <script type="text/javascript" src="menu_1.0.17.js"></script>
在PHP中可以通过创建名为insertScript的方法来替代：
      <?php insertScript("menu.js") ?>
为了防止多次重复引用脚本，这个方法中还应该使用其它机制来处理脚本，如检查所属目录和为脚本文件名中增加版本号以用于Expire文件头等。

25、减少DOM访问
      使用JavaScript访问DOM元素比较慢，因此为了获得更多的应该页面，应该做到：
•       缓存已经访问过的有关元素
•       线下更新完节点之后再将它们添加到文档树中
•       避免使用JavaScript来修改页面布局
      有关此方面的更多信息请查看Julien Lecomte在YUI专题中的文章“高性能Ajax应该程序”。

26、开发智能事件处理程序
      有时候我们会感觉到页面反应迟钝，这是因为DOM树元素中附加了过多的事件句柄并且些事件句病被频繁地触发。这就是为什么说使用event delegation（事件代理）是一种好方法了。如果你在一个div中有10个按钮，你只需要在div上附加一次事件句柄就可以了，而不用去为每一个按钮增加一个句柄。事件冒泡时你可以捕捉到事件并判断出是哪个事件发出的。
      你同样也不用为了操作DOM树而等待onload事件的发生。你需要做的就是等待树结构中你要访问的元素出现。你也不用等待所有图像都加载完毕。
      你可能会希望用DOMContentLoaded事件来代替onload，但是在所有浏览器都支持它之前你可使用YUI 事件应用程序中的onAvailable方法。
      有关此方面的更多信息请查看Julien Lecomte在YUI专题中的文章“高性能Ajax应该程序”。