Web 性能优化(Web Performance Optimization,WPO)是一个老生常谈的话题,最近 Google 某个团队推出了一项名为 Accelerated Mobile Pages(AMP)的技术,号称能大大加快移动端页面呈现速度,提高整体体验。本文就带大家认识一下这项新技术。

AMP 介绍

Accelerated Mobile Pages(官网、GitHub),直译成中文是「加速的移动页面」的意思。根据官方说明,AMP 在 Speed Index(首屏展现时间平均值)测试中,性能有 15% ~ 85% 的提升,测试是在模拟 3G 网络环境并模拟 Nexus 5 的条件下完成(详情)。

AMP 如何让页面性能大幅提升暂且搁置一边,先来看看它是什么。根据官网文档得知,AMP 主要由 AMP HTML、AMP Runtime 以及 AMP Components 三部分组成。

AMP HTML
http-equiv

完整说明可以查看官网的 AMP HTML 格式文档。以下是该文档中的 AMP HTML 示例:

<!doctype html>
<html ⚡>
<head>
  <meta charset="utf-8">
  <title>Sample document</title>
  <link rel="canonical" href="./regular-html-version.html">
  <meta name="viewport" content="width=device-width,initial-scale=1,minimum-scale=1,maximum-scale=1,user-scalable=no,minimal-ui">
  <style amp-custom>
    h1 {color: red}
  </style>
  <script type="application/ld+json">
  {
    "@context": "http://schema.org",
    "@type": "NewsArticle",
    "headline": "Article headline",
    "image": [
      "thumbnail1.jpg"
    ],
    "datePublished": "2015-02-05T08:00:00+08:00"
  }
  </script>
  <script async custom-element="amp-carousel" src="https://cdn.ampproject.org/v0/amp-carousel-0.1.js"></script>
  <style>body {opacity: 0}</style><noscript><style>body {opacity: 1}</style></noscript>
  <script async src="https://cdn.ampproject.org/v0.js"></script>
</head>
<body>
<h1>Sample document</h1>
<p>
  Some text
  <amp-img src=sample.jpg width=300 height=300></amp-img>
</p>
<amp-ad width=300 height=250
    type="a9"
    data-aax_size="300x250"
    data-aax_pubname="test123"
    data-aax_src="302">
</amp-ad>
</body>
</html>

.html
AMP Runtime

在上面的 AMP HTML 代码中,HEAD 区域最后外链引入的 JS 就是 AMP Runtime。AMP Runtime 提供对自定义元素(Custom Elements)的支持,负责协调资源的加载时机和优先级,以及提供验证器等调试功能。

#development=1
AMP Components

1)内置组件,包括:amp-img、amp-audio、amp-anim、amp-ad、amp-pixel、amp-video,在 AMP HTML 引入了 AMP Runtime 之后,这些内置组件就可以直接使用。

asynccustom-element
<script async custom-element="amp-carousel" src="https://cdn.ampproject.org/v0/amp-carousel-0.1.js"></script>

这里有一个按照 AMP HTML 规范编写的页面,大家可以直接用浏览器打开查看:AMP 示例(注:为了保证国内打开速度,我把 AMP JS 托管在了本地,实际上这么做并不符合规范)。

AMP 剖析

定位:解决单一问题

经过前面对 AMP 的介绍,你一定会感到奇怪,为什么 AMP HTML 有那么多限制和约束,这样阉割后的 HTML 还有什么适用场景。实际上,AMP 只关注于一件事 —— 提高静态页面的性能。

这个「静态」并不是指没有服务端参与的页面,而是指没有复杂交互、以内容展现为主的资源页,典型例子就是新闻详情页。现在的网站类型很多,游戏类、视频类、电商类等等,每一类网站都有着自己的特点,优化策略也各不相同,用一种方案去解决所有问题不切实际。所以 AMP 项目将关注点放在了更容易优化且效果最明显的内容型页面。

选型:纯 web 技术方案

Web 优化有很多种方案,每种方案都有自己的适用范围。有些收益很高的优化手段,存在这样那样的限制:例如针对具体业务逻辑所做的优化,很难通用化;部署 Google 的PageSpeed 模块等服务端优化方案,使用成本很高;借助客户端所做的优化,如现在广为流行的移动端 WebView 容器加速方案,优化效果局限在指定 APP 内,甚至还会导致使用通用浏览器访问速度更慢(这个话题很有意思,有机会以后再讨论)。

以内容为主的新闻详情页,大部分性能消耗在图片、视频等媒体资源以及第三方功能如广告、社会化组件的加载上。将这些内容替换为 AMP Components,避免资源默认被加载,再用 AMP Runtime 统一协调和管理,确实是一个通用化、低使用成本且能让所有浏览器受益的折中方案。而且,AMP 方案不依赖任何特定的服务端或客户端,可以将页面直接托管在 CDN,进一步提高用户访问速度。

实现:资源调度与控制

浏览器对不同资源加载和预加载有自己的策略,对于预加载,我们有一些控制权,但总的看来这一块对于开发者来说还是很不可控。例如浏览器默认会并行加载多张图片,但在屏幕小、网速慢、性能差的手机上,串行由上到下加载图片很可能体验更好。

移动设备在网络、CPU、内存等方面与 PC 差距很大,很多 PC 上可以忽略的问题,在移动端不得不重视起来。例如我们都知道图片是异步加载的,页面触发 DOMContentLoaded 事件并不需要等图片加载完,但在移动端,大量图片加载带来性能开销却会大幅延后 DOMContentLoaded 时机。以下是我们在某个移动产品中,将图片进行延迟加载处理后的 DOMContentLoaded 时间对比统计,可以看到明显的变化:

dom ready time

responsive

另外,一些资源非常消耗性能,例如 gif 和 video,AMP Runtime 可以在它们处于不可见时销毁元素,释放资源。总之,使用了 AMP 方案,相当于将页面资源托管给了 AMP Runtime 管理,一次修改就可以坐享后续所有策略升级带来的性能提升。

观点:很有借鉴意义

本文到这里,差不多快要结束了。经过上面的介绍,大家对 AMP 项目应该有了一定的认识。最后谈谈我的看法:

AMP 项目对书写代码设置了大量限制,例如所有资源只能托管给 AMP Runtime 加载;不允许使用 AMP Runtime、AMP Components 之外的 JS;不允许使用 inline JS;只能使用有限的 inline CSS 样式;JS 和 Web Font 必须使用指定的 CDN 等等,这都是为后面的优化策略做准备。整体原理并不复杂,难点是配套设施的建立,以及如何说服网站主改造代码。不过,Google 后续很可能对使用了 AMP 的页面提权,这样一来大家就有动力了。

符合 AMP 规范的页面不会比由 WPO 专家优化后的页面更快,它是一个通用化的技术,肯定包含很多业务用不上的代码逻辑,也有很多优化手段它无法提供。但对于不知道如何 WPO 的网站来说,使用 AMP 则是一个非常不错的选择。

cdn.ampproject.orgfonts.googleapis.com

但是,AMP 项目对我们进行移动 Web 优化仍然很有借鉴意义。实际上,控制资源加载、处理响应式元素避免页面抖动、主动释放资源等策略,我们在项目中都有自己的尝试与经验,但我们的方案要么过分依赖服务端,要么没有抽象成通用模式,导致无法推广到更多产品,这些都是后续可以努力的方向,而 AMP 规范和代码实现,将会是最好的参考资料。