使用Webpack4优化Web性能

利用 Webpack 来优化 Web 性能属于加载性能优化 的一部分： ☛ Web Performance Optimization with webpack

本文目录：

  • 减少前端资源体积
  • 使用长期缓存
  • 监控和分析应用程序
  • 总结

一、减少前端资源体积

1、webpack 4 开启 production 模式

production 模式下 webpack 会对代码进行优化，如减小代码体积，删除只在开发环境用到的代码。

可以在 webpack 中指定：

module.exports = {
  mode: 'production' // 或 development
};

或者 package.json 中配置：

"scripts": {
    "dev": "webpack-dev-server --mode development --open --hot",
    "build": "webpack --mode production --progress"
}
2、压缩代码

使用 bundle-level minifier 和 loader options 压缩代码。

  • Bundle-level minification

Bundle-level 的压缩会在代码编译后对整个包进行压缩。

在 webpack 4 中，production 模式下会自动执行 bundle-level 的压缩，底层使用了 the UglifyJS minifier。（如果不想开启压缩，可以采用 development 模式或者设置 optimization.minimize 为 false）

  • Loader-specific options

通过 loader 层面的选项配置来对代码进行压缩，是为了压缩 bundle-level minifier 无法压缩的内容，比如，通过 css-loader 编译后的文件，会成为字符串，就无法被 minifier 压缩。因此，要进一步压缩文件内容，可进行如下配置：

// webpack.config.js
module.exports = {
  module: {
    rules: [
      {
        test: /\.css$/,
        use: [
          'style-loader',
          { loader: 'css-loader', options: { minimize: true } },
        ],
      },
    ],
  },
};
3、使用 ES 模块

当使用 ES 模块时， webpack 能够进行 tree-shaking。

tree-shaking 是指 bundler 遍历整个依赖关系树，检查使用了哪些依赖关系，并删除未使用的依赖关系。因此，如果使用ES模块语法，webpack 可以消除未使用的代码。

★ 注意：在 webpack 中，如果没有 minifier，tree-shaking 就无法工作。webpack 只删除不使用的导出语句，而 minifier 则会删除未使用的代码。因此，如果在编译时不使用 minifier，代码量并不会减小。（除了使用 wbpack 内置的 minifier，其它的插件如 Babel Minify plugin 也能对代码进行压缩）。

✘ 警告：不要意外地将 ES 模块编译成 CommonJS 模块。如果你使用 Babel 的时候，采用了 babel-preset-env 或者 babel-preset-es2015，请检查这些预置的设置。默认情况下，它们会将 ES 的导入和导出转换为 CommonJS 的 require 和 module.exports，可以通过传递 { modules: false } 选项来禁用它。

➹ Introduction to ES Modules
➹ 一口（很长的）气了解 babel
➹ Webpack docs about tree shaking

4、压缩图片资源

针对具体的依赖项进行优化（dependency-specific optimization）

图像占了页面大小的一半以上。虽然它们不像JavaScript那样重要(例如，它们不会阻塞呈现)，但它们仍然占用了很大一部分带宽。在 webpack 中可以使用 url-loader、svg-url-loader 和 image-webpack-loader 来优化它们。

url-loader 可以将小型静态文件内联到应用程序中。如果不进行配置，它将把接受一个传递的文件，将其放在已编译的包旁边，并返回该文件的url。但是，如果指定 limit 选项，它将把小于这个限制的文件编码为Base64 数据的 url 并返回这个url，这会将图像内联到 JavaScript 代码中，从而可以减少一个HTTP请求。

// webpack.config.js
module.exports = {
  module: {
    rules: [
      {
        test: /\.(jpe?g|png|gif)$/,
        loader: 'url-loader',
        options: {
          // Inline files smaller than 10 kB (10240 bytes)
          limit: 10 * 1024,
        },
      },
    ],
  }
};

// index.js
import imageUrl from './image.png';
// → If image.png is smaller than 10 kB, `imageUrl` will include
// the encoded image: 'data:image/png;base64,iVBORw0KGg…'
// → If image.png is larger than 10 kB, the loader will create a new file,
// and `imageUrl` will include its url: `/2fcd56a1920be.png`

★ 注意：需要在增大代码体积和减少 HTTP 请求数之前进行权衡。

svg-url-loader 的工作原理与 url-loader 类似 — 只是它使用的是URL编码而不是Base64编码来编码文件。这对SVG图像很有用 — 因为SVG文件只是纯文本，这种编码更高效。

// webpack.config.js
module.exports = {
  module: {
    rules: [
      {
        test: /\.svg$/,
        loader: 'svg-url-loader',
        options: {
          // Inline files smaller than 10 kB (10240 bytes)
          limit: 10 * 1024,
          // Remove the quotes from the url
          // (they’re unnecessary in most cases)
          noquotes: true,
        },
      },
    ],
  },
};

★ 注意: svg-url-loader 有一些选项可以改进Internet Explorer的支持，但会使其他浏览器的内联更加糟糕。如果需要支持此浏览器，请应用 iesafe: true 选项。

image-webpack-loader 可支持JPG、PNG、GIF和SVG图像的压缩。

这个加载器不嵌入图像到应用程序，所以它必须与 url-loader 和 svg-url-loader 成对工作。为了避免将其复制粘贴到两个规则中(一个用于JPG/PNG/GIF图像，另一个用于SVG图像)，我们通过 enforce: 'pre' 将这个加载器设为一个单独的规则：

 // webpack.config.js
module.exports = {
  module: {
    rules: [
      {
        test: /\.(jpe?g|png|gif|svg)$/,
        loader: 'image-webpack-loader',
        // This will apply the loader before the other ones
        enforce: 'pre',
      },
    ],
  },
};
5、优化第三方依赖

JavaScript 的大小平均有一半以上来自依赖项，而其中的一部分可能是不必要的。我们可以对这些依赖的库进行优化➡️ webpack-libs-optimizations。

比如：moment.js 删除未使用的地区、react-router 移除未使用的模块，生产环境去除 react propTypes 声明等。

6、对于ES6模块开启模块连接

也叫做作用域提升（Scope Hoisting）

早期的时候，为了隔离 CommonJS/AMD 模块，webpack 在打包的时候，会把每个模块都打包到一个函数中，这样就会增大每个模块的大小和性能开销。webpack 2 的时候支持了 ES 模块，然后 webpack 3 的时候使模块连接成为了可能。

【原理】：它会分析模块间的依赖关系，尽可能将被打散的模块合并到一个函数中，但不能造成代码冗余，所以只有被引用一次的模块才能被合并。由于需要分析模块间的依赖关系，所以源码必须是采用了ES6模块化的，否则Webpack会降级处理不采用Scope Hoisting。

开启模块连接之后，打出的包将会具有更少的模块，以及更少的模块开销。如果在生产模式下使用 webpack 4，则模块连接已经启用。

// webpack.config.js (for webpack 4)
module.exports = {
  optimization: {
    concatenateModules: true,
  },
};

★ 注意：为什么默认情况下不启用此行为？连接模块很酷，但是它增加了构建时间，并中断了热模块替换。这就是为什么应该只在生产中启用它。

➹ 三十分钟掌握Webpack性能优化

7、如果觉得有意义的话，使用 externals

具体请参考：webpack-configuration-externals

二、使用长期缓存

1、文件名输出

缓存包（bundle），并通过更改包名称（bundle name）来区分版本，将文件名替换成 [name].[chunkname].js

[hash] 替换：可以用于在文件名中包含一个构建相关(build-specific)的 hash；
[chunkhash] 替换：在文件名中包含一个 chunk 相关(chunk-specific)的哈希，比[hash]替换更好；
[contenthash] 替换：会根据资源的内容添加一个唯一的 hash，当资源内容不变时，[contenthash] 就不会变。

const HtmlWebpackPlugin = require('html-webpack-plugin');

  module.exports = {
-   entry: './index.js',
+   entry: {
+     main: './index.js',
+   },
    output: {
-     filename: 'bundle.js',
+     filename: '[name].[contenthash].js',  // / → bundle.8e0d62a03.js
      path: path.resolve(__dirname, 'dist')
    }
    plugins: [
      new HtmlWebpackPlugin({
-       title: 'Output Management'
+       title: 'Caching'
      })
    ],
  };

➹ Hash vs chunkhash vs ContentHash

2、提取第三方库和样板代码

将 bundle 拆分成程序代码（app）、第三方库代码（vendor）和运行时代码（runtime）。

  • 开启智能 code splitting

在 webpack 4 中添加以下的代码，当第三方库代码大于 30 kb 时（未压缩和未gzip前），webpack 能够自动提取 vendor 代码，并且如果你在路由层面使用了代码分割的话，它也能够提取公共代码。

// webpack.config.js (for webpack 4)
module.exports = {
  optimization: {
    splitChunks: {
      chunks: 'all',
    }
  },
};

这样，每次打包都会生成两个文件：main.[chunkhash].js 和 vendors~main.[chunkhash].js (for webpack 4). 在 webpack 4 中, 当第三方库依赖很小的时候，vendor 包可能不会被生成，但也没关系。

  • webpack 运行时代码

Webpack 在入口 chunk 中，包含了其运行时的引导代码： runtime，以及伴随的 manifest 数据，runtime 是用来管理模块交互的一小片段代码。当你将代码分割成多个文件时，这段代码包含了 chunk id 和模块文件之间的映射，包括浏览器中的已加载模块的连接，以及懒加载模块的执行逻辑。

Webpack 会将这个运行时包含到最后生成的 chunk 中，即 vendor。每次有任何块发生变化时，这段代码也会发生变化，导致 vendor bundle 发生变化。

【解决方法】：设置 runtimeChunk 为 true 来为所有 chunks 创建一个单一的运行时包：

// webpack.config.js (for webpack 4)
module.exports = {
  optimization: {
    runtimeChunk: true,
  },
};

webpack 运行时代码很小，内联它，可以减少 HTTP 请求。

// webpack.config.js
const HtmlWebpackPlugin = require('html-webpack-plugin');
const InlineSourcePlugin = require('html-webpack-inline-source-plugin');

module.exports = {
  plugins: [
    new HtmlWebpackPlugin({
      // Inline all files which names start with “runtime~” and end with “.js”.
      // That’s the default naming of runtime chunks
      inlineSource: 'runtime~.+\\.js',
    }),
    // This plugin enables the “inlineSource” option
    new InlineSourcePlugin(),
  ],
};

➹ webpack-concepts-manifest

3、代码懒加载

单页应用中，使用 import 对不关键的代码进行懒加载。

// videoPlayer.js
export function renderVideoPlayer() { … }

// comments.js
export function renderComments() { … }

// index.js
import {renderVideoPlayer} from './videoPlayer';
renderVideoPlayer();

// …Custom event listener
onShowCommentsClick(() => {
  import('./comments').then((comments) => {
    comments.renderComments();
  });
});

import() 表示你想要动态加载特定模块，当 webpack 看到 import('./module.js') 时，它会自动把该模块从 chunk 中移除，只有在执行的时候才会被下载。

这会使 main 模块更小，能够减少初始加载时间，并且也能很好的提高缓存，如果你在 main chunk 中改了代码，懒加载的模块不会被影响。

按路由/页面分割代码（Code Splitting），以避免加载不必要的内容。

单页应用中，除了通过 import() 进行懒加载，还可以通过框架层面的手段来进行。
React 应用懒加载——> Code Splitting（react-router） 或者 React.lazy（react doc）。

➹ WebpackGuides-Caching
➹ WebpackConcepts-The Manifest

4、模块标识符

使模块标识符更稳定

在 webpack 构建时，每个 module.id 会基于默认的解析顺序(resolve order)进行增量，也就是说，当解析顺序发生变化，ID 也会随之改变。如：当新增一个模块的时候，它可能会出现在模块列表的中间，那么它之后的模块 ID 就会发生变化。

如果在业务代码里新引入一个模块，则：

  • main bundle 会随着自身的新增内容的修改，而发生变化 ——> 符合预期
  • vendor bundle 会随着自身的 module.id 的修改，而发生变化 ——> 【不符合预期】
  • runtime bundle 会因为当前包含一个新模块的引用，而发生变化 ——> 符合预期
+ const webpack = require('webpack');

  module.exports = {
    plugins: [
+      new webpack.HashedModuleIdsPlugin()
    ],
  };

为了解决这个问题，模块 ID 通过 HashedModuleIdsPlugin 来进行计算，它会把基于数字增量的 ID 替换成模块自身的 hash。这样的话，一个模块的 ID 只会在重命名或者移除的时候才会改变，新模块不会影响到它的 ID 变化。

[3IRH] ./index.js 29 kB {1} [built]
[DuR2] (webpack)/buildin/global.js 488 bytes {2} [built]
[JkW7] (webpack)/buildin/module.js 495 bytes {2} [built]
[LbCc] ./webPlayer.js 24 kB {1} [built]
[lebJ] ./comments.js 58 kB {0} [built]
[02Tr] ./ads.js 74 kB {1} [built]
    + 1 hidden module

三、监控和分析应用程序

在开发阶段使用 webpack-dashboard 和 bundlesize 来调整应用程序的大小

  • webpack-dashboard

webpack-dashboard 通过展示依赖项大小、进度和其他细节来增强 webpack 输出，有助于跟踪大型依赖项。

npm install webpack-dashboard --save-dev

// webpack.config.js
const DashboardPlugin = require('webpack-dashboard/plugin');

module.exports = {
  plugins: [
    new DashboardPlugin(),
  ],
};
  • bundlesize

bundlesize 用于验证 webpack 的资源不超过指定的大小，当应用程序变得太大时能够及时得知。

（1）运行打包命令
（2）开启 bundlesize

npm install bundlesize --save-dev

（3）在 package.json 中指定文件大小限制

// package.json
{
  "bundlesize": [
    {
      "path": "./dist/*.png",
      "maxSize": "16 kB",
    },
    {
      "path": "./dist/main.*.js",
      "maxSize": "20 kB",
    },
    {
      "path": "./dist/vendor.*.js",
      "maxSize": "35 kB",
    }
  ]
}

（4）执行 bundlesize

npx bundlesize

或者用 npm 执行：

// package.json
{
  "scripts": {
    "check-size": "bundlesize"
  }
}

通过 webpack-bundle-analyzer 分析包的大小

webpack-bundle-analyzer 能够扫描 bundle 并对其内部内容进行可视化呈现，从而可以发现大型的或者不必要的依赖项。

npm install webpack-bundle-analyzer --save-dev

// webpack.config.js
const BundleAnalyzerPlugin = require('webpack-bundle-analyzer').BundleAnalyzerPlugin;

module.exports = {
  plugins: [
    new BundleAnalyzerPlugin(),
  ],
};

运行生产构建，该插件会在浏览器中打开可视化页面。

默认情况下，统计页面显示的是已解析文件的大小（当文件出现在包中时）。您可能想比较 gzip 之后的大小，因为它更接近实际用户体验，可以使用左边的边栏来切换大小。

对于报告，我们需要关注的点有：

  • 大型依赖项：为什么这么大？是否有更小的替代方案（例如，用 Preact 代替 React）？您是否使用了该库包含的所有代码（例如，Moment.js 包含了许多 经常不使用且可能被删除的地区设置）？

  • 重复的依赖关系：您是否看到同一个库在多个文件中重复出现？（在 webpack 4 中使用 optimization.splitChunks.chunks 将重复的依赖关系移动到一个公共文件）。或者某个包具有相同库的多个版本?

  • 相似的依赖关系：是否有类似的库可以做大致相同的工作？（例如，moment 和 date-fns，或 lodash 和 lodash-es），试着只用一个工具。

四、总结

（1）削减不必要的字节。压缩所有内容，删除未使用的代码，明智地添加依赖项；
（2）按路由拆分代码。只加载现在真正需要的东西，稍后再加载其他东西；
（3）缓存代码。应用程序的某些部分（如第三方库）更新的频率低于其他部分，将这些部分分离到文件中，以便只在必要时重新下载；
（4）追踪代码大小。使用像 webpack-dashboard 和 webpack-bundle-analyzer 这样的工具来了解你的应用程序有多大。

参考

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