TAT.Johnny HTTP/2 Server Push 详解(下)
In Web开发 on 2017年04月20日 by view: 642
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==============接上篇 HTTP/2 Server Push 详解(上)=================

译者注:上文介绍了 HTTP/2 Server Push 的基本概念和用法,下面继续深入实际使用的性能和考量。

如何分辨 Server Push 是否生效

目前,我们已经通过 Link 首部来告诉服务器推送一些资源。剩下的问题是,我们怎么知道是否生效了呢?

这还要看不同浏览器的情况。最新版本Chrome将在开发者工具的网络发起栏中展示推送的资源。

Chrome显示服务器推送的资源(大图

更进一步,如果把鼠标悬停在网络请求瀑布图中的资源上,将获得关于该推送资源的详细耗时信息:

Chrome显示推送资源的详细耗时信息(大图

Firefox对推送资源则标识地没那么明显。如果一个资源是被推送的,则浏览器开发者工具的网络信息里,会将其状态显示为一个灰色圆点。

Firefox对推送资源的展示(大图

如果你在寻找一个确保能分辨资源是否为推送的方法,可以使用 nghttp 命令行客户端来检查是否来自 HTTP/2 服务器,像这样:

这个命令会显示出会话中所有资源的汇总结果。推送的资源将在输出中显示一个星号(*),像这样:

这里,我在自己的站点上使用了 nghttp,有五个推送的资源(至少在写这篇文章时)。推送的资源在 requestStart 栏左侧以星号标记了出来。

现在我们知道了如何识别推送的资源,接下里具体看看对真实站点的性能有什么实际影响。

测量 Server Push 性能

测量任何性能提升的效果都需要很好的测试工具。Sitespeed.io 是一个可从 npm 获取的优秀工具,它可以自动地测试页面,收集有价值的性能数据。有了得力的工具,我们来快速过一下测试方法吧。

测试方法

我想通过一个有意义的方法,来测量 Server Push 对网站性能的影响。为了让结果是有意义的,我需要建立6种独立的场景来交叉对比。这些场景以两个方面进行分隔:使用 HTTP/2 或 HTTP/1。在 HTTP/2 服务器上,我们想测量 Server Push 在多个指标的效果。在 HTTP/1 服务器上,我们想看看内联资源的方法,在相同指标中对性能有什么影响,因为内联应该能达到和 Server Push 差不多的效果。具体场景如下:

  • 未使用 Server Push 的HTTP/2

网站使用了 HTTP/2 协议,但没有资源是被推送的。

  • 仅推送 CSS 的 HTTP/2

使用了 Server Push,但仅用在了 CSS 资源。该网站的 CSS 体积比较小,经过 Brotli 压缩后仅有2KB多一点。

  • 推送所有资源

网站的所有资源都是推送的。包括了上面的 CSS,以及6个JS(合计 1.4KB)、5个SVG图片(合计5.9KB)。这些资源同样经过了压缩处理。

  • 未内联资源的HTTP/1

网站只运行在 HTTP/1 上,没有内联任何资源,来减少请求数和加快渲染速度。

  • 只内联 CSS

只有网站的 CSS 被内联了。

  • 内联所有资源

页面上的所有资源都进行了内联。CSS 和脚本是普通内联,而 SVG 图片是经过 Base64 编码方式直接放入 HTML 标签中。值得一提的是 Base64 编码后体积比原先大了1.37倍

在每个场景中,都使用下面的命令开始测试:

如果想知道这个命令的输入、输出,可以参看文档。简而言之,这个命令测试了我的网站 https://jeremywagner.me 的主页,使用了下面的条件:

  • 页面中的链接无法抓取。只测试指定的页面。
  • 页面测试25次
  • 使用了“有线宽带”级的网络配置。回路时间(译者注:RTT)为28ms,下行带宽是5000kbps,上行带宽为1000kbps。
  • 测试使用 Google Chrome

每项测试中收集和展示3项指标:

  • 首屏渲染时间

页面在浏览器首次展现的时间点。当我们努力让一个页面“感觉上”加载很快,那么这个指标是我们要尽量降低的。

  • DOMContentLoaded 时间

这个是 HTML 完成加载与解析的时间。同步的 JavaScript 代码会阻塞解析,并导致这个时间增加。在<script>标签上使用 async 属性可以避免对解析的阻塞。

  • 页面加载时间

这个是整个页面完成所有资源加载的耗时。

测试的所有因素都确定后,让我们看看结果!

测试结果

经过对上述6种场景的测试,我们将结果以图表形式做了展示。先看看各个场景的首屏渲染时间情况:

首屏渲染时间

首屏渲染时间(大图

让我们先讲讲图表是如何设计的。图中蓝色部分代表了首屏渲染的平均时间,橙色部分是90%的情况,灰色部分代表了首屏渲染的最长耗时。

接下来我们讨论结果。最慢的情形是未使用任何优化的 HTTP/2 和 HTTP/1。可以看到,对 CSS 使用 Server Push 使页面渲染平均速度提升了8%,而内联 CSS 也比简单的 HTTP/1 提升了5%速度。

当我们尽可能地推送了所有资源,图片却显示出了一些异样,首屏渲染时间有所轻微增加。在 HTTP/1 中我们尽可能内联所有资源,性能表现和推送所有资源差不多,仅仅少了一点时间。

结论很明确:使用 Server Push,我们能获得比 HTTP/1 中使用内联更优的性能。但随着推送或内联的资源增多,提升的效果逐渐减少。

使用 Server Push 或内联虽好,但对于首次访问的用户并没有太大价值(译者注:实际上对于首次访问用户有很大的性能提升,猜测作者这里写错了)。另外,这些测试实验是运行在较少资源的站点上,所以未必能反映出你的网站的使用情况。

我们再看看各项测试对 DOMContentLoaded 时间的影响:

DOMContentLoaded 时间(大图

数据趋势跟刚才看到的图表没太大差别,除了一个需要注意的区别:在 HTTP/1 中尽可能地内联资源,相对 DOMContentLoaded 时间非常低。可能的原因是内联减少了需要下载的资源数,从而保证解析器(parser)可以不被打断地工作。

最后再看看页面加载时间的情况:

页面加载时间(大图

 各项测量数据依然保持了先前的趋势。仅推送 CSS 时加载时间最短。推送所有资源会偶尔导致服务迟缓,但毕竟还是比什么都不做表现更优。与内联相比,Server Push 的各项情况都是优于内联的。

在做最后总结前,还要讲讲使用 Server Push 时可能遇到的“坑”。

使用 Server Push 的一些建议

Server Push 并不是性能优化的万金油,它也有一些需要注意的地方。

推送过多资源

前面的一项测试中,我推送了很多资源,但它们加起来也只占传输数据的一小部分。一次推送很多大资源的话,会造成页面渲染及可交互时间的延迟,因为浏览器不但要加载 HTML 文档,还要同时下载推送的资源。最好的做法是有选择性地推送,样式表文件是个不错的开始(目前它们并不是很大),接着再评估还有什么其他资源适合推送。

推送页面以外的资源

如果你有访客统计分析,那么这种做法也未必不好。一个好的例子是,在多页注册账户表单场景,可以推送下一页的注册步骤资源。但要澄清的是,如果你不确定用户是否会访问后续的页面,千万不要尝试推送它的资源。有些用户的流量是十分珍贵的,这么做可能会导致其不必的损失。

正确地配置 HTTP/2 服务

有些服务器会给出很多 Server Push 的配置选项。Apache 的 mod_http2 模块有一些关于如何推送资源的配置选项。H2PushPriority 设置就比较有意思,虽然在我的服务器上使用了默认设置。有一些实验性的配置可以获得额外的性能提升。每一种 Web服务器都有其整套不同的实验性配置,所以查看你的服务器手册,看看有哪些配置可以用起来吧!

推送资源可能不被缓存

Server Push 也有一些有损性能的的情况,对于访问网站的回头客们,一些资源可能会被非必要地进行推送。有些服务器会尽可能地减轻这种影响。Apache 的 mod_http2 模块使用了 H2PushDiarySize 设置对这一点进行了一些优化。H2O 服务器有一种 Server Push 缓存感知特性,使用了 Cookie 机制来记录推送行为。

如果你不是使用 H2O服务器,也可以使用服务端代码实现同样的效果,即只推送 Cookie 记录外的资源。如果有兴趣了解具体做法,可以查看我在 CSS Tricks 上的文章。值得一提的是,浏览器可以向服务器发送一个 RST_STREAM 帧来通知不需推送的资源。随着时间推移,这个问题的解决将会愈加优雅。

最后来总结一下以上学到的内容。

最后的思考

如果你已经将自己的网站迁移到 HTTP/2,你没有什么理由使用服务器推送。如果你的网站因有过多的资源而显得复杂,可以从体积较小的资源开始尝试。一个好的经验法则是,考虑推送那些你曾经用到内联的资源。推送 CSS 是个不错的开始。如果感觉更有冒险精神之后,就考虑推送其他资源。要牢记在改动后测试对性能的影响。下了一定功夫后,你一定能从中有所受益。

如果你没有用像 H2O 这样使用缓存感知推送机制的服务器,可以考虑用 cookie 追踪你的用户,只在没有相关 cookie 的情况下给他们推送资源。这样可以为未知用户提升着性能的同时,最小化向已知用户的资源推送量。这不仅利于性能优化,也向用户展示了数据用量的尊重。

剩下的就需要你自己在服务器上折腾 Server Push 了,看看有哪些特性可以对你或用户有用吧。如果你想了解更多关于 Server Push,看看这些资源吧:

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转载自AlloyTeam:http://www.alloyteam.com/2017/04/guide-http2-server-push-part2/

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