Lighthouse：提升網站速度

Kayce Basques
Sofia Emelianova
Sofia Emelianova
GitHub

教學課程目標

本教學課程將介紹如何使用 Chrome 開發人員工具，找出加快網站載入速度的方法。

請繼續閱讀，或觀看本教學課程的影片版本：

先備知識

您應具備基本的網頁開發體驗，類似這個「網頁開發簡介」課程中的內容。

您無需瞭解載入效能。

簡介

我是 Tony，東尼在貓社會中非常有名。他架設了一個網站，讓粉絲知道自己最愛的食物。他的粉絲喜歡這個網站，但 Tony 一直向我們表示網站載入速度緩慢的抱怨。Tony 請你協助他加快網站速度。

小貓。

步驟 1：稽核網站

每次著手改善網站的載入效能時，請務必從稽核著手。這項稽核有兩個重要功能：

  • 會建立基準來協助您評估後續的變化。
  • 並提供實用訣竅，協助您瞭解哪些變更最能產生影響。

設定

首先，您需要為 Tony 網站設定新的工作環境，以便日後進行變更：

  1. 在 Glitch 上重混網站的專案。系統會在新分頁中開啟新專案。這個分頁將稱為「編輯器」分頁。

    點選「重混」後的原始來源和編輯器分頁。

    專案名稱會從 tony 變更為隨機產生的名稱。您已取得自己的程式碼可編輯副本。稍後，您會變更此程式碼。

  2. 在編輯器分頁底部，依序點選「預覽」 >「在新視窗中開啟」。示範內容會在新分頁中開啟。這個分頁將稱為「示範」分頁。網站可能需要一段時間才會載入。

    示範分頁。

  3. 在示範旁邊開啟開發人員工具。

    開發人員工具和試用版

建立基準

基準是指網站在提升效能之前的成效。

  1. 開啟「Lighthouse」面板。可能位於 更多面板後方。

    Lighthouse 面板。

  2. 請將 Lighthouse 報表的配置設定與螢幕截圖中的設定相符。以下是不同選項的說明：

    • check_box 清除儲存空間。勾選這個核取方塊即可在每次稽核前，清除與該頁面相關的所有儲存空間。如要稽核新訪客的網站訪客體驗，請將這項設定保持開啟。如想保留回訪體驗，請停用這項設定。
    • check_box 啟用 JS 取樣。這個選項預設為關閉。開啟這項功能後，效能追蹤就會加入詳細的 JavaScript 呼叫堆疊，但報表產生速度可能會變慢。產生「Lighthouse」報表後，more_vert您可以依序前往「Tools」選單 >「View Unthrotled Trace」查看追蹤記錄。 沒有 (左側) 和 (右側) JS 取樣的效能追蹤記錄。
    • 模擬節流 (預設) 。這個選項會模擬在行動裝置上瀏覽網頁的情況。之所以稱為「模擬」，因為 Lighthouse 於稽核期間並未真的節流。而是會推測網頁在行動裝置環境下載入網頁所需的時間。另一方面，「開發人員工具節流 (進階)」設定實際上會節流您的 CPU 和網路，需要較長的稽核程序才能有所取捨。
    • 模式 > 導航 (預設)。這個模式會分析單個網頁載入，這就是本教學課程所需的資訊。詳情請參閱三種模式。
    • 「裝置」 > 「行動裝置」。行動選項會變更使用者代理程式字串，並模擬行動裝置可視區域。桌機選項基本上只會停用行動版變更功能。
    • 類別 > check_box 成效。啟用單一類別可讓 Lighthouse 只根據相應的稽核組合產生報告。如果想查看這些類別提供的最佳化建議類型，請保持啟用。停用不相關的類別可稍微加快稽核程序。

  3. 按一下「分析網頁載入」。10 到 30 秒後，「Lighthouse」面板會顯示網站成效的報告。

    關於網站效能的 Lighthouse 報告。

處理報表錯誤

如果 Lighthouse 報表未顯示錯誤，請嘗試在沒有其他開啟的分頁的情況下，透過無痕式視窗執行示範分頁。這可確保您執行 Chrome 時使用的是乾淨狀態。Chrome 擴充功能可能會幹擾稽核程序。

發生錯誤的報表。

瞭解報表資訊

報表上方的數字是網站的整體成效分數，之後當您變更程式碼時，應該會看到這個數字有所上升。分數越高表示成效越佳。

整體成效分數。

指標

向下捲動至「指標」部分，然後按一下「展開檢視畫面」。如要閱讀指標的說明文件，請按一下「瞭解詳情...」。

「指標」區段。

本節提供網站效能的量化評估資料。 每項指標都能讓您深入瞭解成效不同面向。例如，First Contentful Paint 會告訴您內容首次繪製到畫面中的時間，這是使用者對頁面載入感知的重要里程碑，而「互動所需時間」則是用來標示頁面顯示時間，足以處理使用者互動。

螢幕截圖

接著是一系列螢幕截圖，顯示網頁載入後的樣貌。

網頁載入時所開啟畫面的螢幕截圖。

商機

接下來的 Opportunity 部分會提供具體訣竅，協助您改善這個頁面的載入效能。

「商機」區段。

點按商機即可瞭解詳情。

進一步瞭解文字壓縮機會。

按一下「瞭解詳情...」即可查看說明文件，瞭解商機的重要性，以及建議的修正方法。

診斷

「診斷」專區會提供更多影響網頁載入時間的因素相關資訊。

診斷專區。

通過稽核

「通過的稽核」部分會顯示網站運作情形。按一下即可展開該部分。

「通過的稽核」專區。

步驟 2：實驗

Lighthouse 報表的「商機」部分會針對如何改善頁面效能提供提示。在本節中，您將對程式碼集實作建議變更，並在每次變更後稽核網站，以評估對網站速度的影響。

啟用文字壓縮

您的報告指出啟用文字壓縮是改善網頁效能的絕佳機會。

文字壓縮是指透過網路傳送文字前，先縮減 (或壓縮) 文字檔案大小。傳送資料夾以縮減資料夾大小之前，您可以對資料夾進行壓縮。

啟用壓縮功能之前，可以按照下列幾種方式手動檢查文字資源是否已壓縮。

開啟「網路」面板，並勾選 「設定」 > 「使用大型要求列」。

「網路」面板中的「大小」欄顯示大型要求資料列。

每個「大小」儲存格都會顯示兩個值。最上層的值是已下載資源的大小。底部值是未壓縮資源的大小。如果兩個值相同，表示透過網路傳送資源時，資源不會壓縮。在這個範例中，bundle.js 的頂端和底部值為 1.4 MB。

您也可以檢查資源的 HTTP 標頭，以檢查是否有壓縮：

  1. 按一下「bundle.js」bundle.js並開啟「Headers」bundle.js分頁。

    「標頭」分頁。

  2. 在「Response Headers」區段中搜尋 content-encoding 標頭。您應該不會看到一個，表示 bundle.js 並未經過壓縮。資源經過壓縮時，這個標頭通常會設為 gzip、deflate 或 br。如需這些值的說明，請參閱指令。

不要再提供說明。現在就來做點調整！加入幾行程式碼即可啟用文字壓縮功能：

  1. 在編輯器分頁中開啟 server.js，然後新增下列兩行 (醒目顯示的) 行：

    ...
const fs = require('fs');
const compression = require('compression');

app.use(compression());
app.use(express.static('build'));
...

  2. 請務必在 app.use(express.static('build')) 前加上 app.use(compression())。

    正在編輯 server.js。

  3. 等待 Glitch 部署新版網站。左下角顯示開心的表情符號代表部署成功。

請使用您先前學到的工作流程，手動檢查壓縮功能是否正常運作：

  1. 返回示範分頁並重新載入頁面。

    「Size」資料欄現在應該會顯示兩個不同的文字資源值 (例如 bundle.js)。bundle.js 的 269 KB 上方值為透過網路傳送的檔案大小，最下方的 1.4 MB 值則是未壓縮的檔案大小。

    「大小」欄現在會顯示文字資源的兩個不同的值。

  2. bundle.js 的「Response Headers」區段現在應該包含 content-encoding: gzip 標頭。

    「Response Headers」部分現在包含內容編碼標頭。

再次在頁面上執行 Lighthouse 報表，評估文字壓縮對頁面載入效能的影響：

  1. 開啟「Lighthouse」面板，然後在頂端的動作列中按一下 加入訂單「Perform an audit...」。

    「執行稽核」按鈕。

  2. 沿用先前的設定，然後按一下「分析網頁載入」。

    啟用文字壓縮後的 Lighthouse 報告。

了不起！看起來像是進度。您的整體效能分數應該會提高，表示網站的速度變快了。

現實生活中的文字壓縮

大多數伺服器其實都做著類似的簡單的修正來啟用壓縮！請直接搜尋 如何設定要用來壓縮文字的伺服器

調整圖片大小

你的新報告指出，適當調整圖片大小是另一個絕佳機會。

調整圖片尺寸可縮減圖片的檔案大小，進而加快載入時間。如果使用者是在 500 像素寬的行動裝置螢幕上查看圖片，那麼傳送 1500 像素寬圖片其實並非必要。最好是傳送 500 像素寬的圖片。

  1. 在報表中按一下「使用適當大小的圖片」，即可查看應調整哪些圖片大小。但這 4 張圖片似乎比必要尺寸多。

    「適當大小的圖片」商機詳情

  2. 返回編輯器分頁，開啟 src/model.js。

  3. 以 const dir = 'small' 取代 const dir = 'big'。 這個目錄包含已調整大小的圖片相同副本。

  4. 再次稽核網頁，瞭解這項變更對載入效能的影響。

    調整圖片大小後的 Lighthouse 報告。

這項變更似乎只影響整體成效分數，不過，分數並不清楚地顯示，您節省了使用者的網路資料量。舊相片的總大小約為 6.1 MB，現在約只有 633 KB。您可以在「網路」面板底部的狀態列中查看這項資訊。

調整圖片大小前後轉移的資料量。

在真實環境中調整圖片大小

如果是小型應用程式，只要按照以下方式執行一次大小調整，應該就足夠了。但對於大型應用程式而言，這顯然是無法擴充的。以下是管理大型應用程式中圖片的一些策略：

  • 在建構過程中調整圖片大小。
  • 在建構過程中建立每個圖片的多種尺寸，然後在程式碼中使用 srcset。瀏覽器會在執行階段選擇最適合執行裝置的尺寸。請參閱相對大小圖片。
  • 使用 Image CDN，讓圖片能在提出要求時動態調整大小。
  • 請至少將每張圖片最佳化。這通常可為您省下大筆開銷。最佳化是指透過特殊程式執行圖片並縮減圖片檔大小。如需更多提示，請參閱「基本圖片最佳化」一文。

排除會妨礙顯示的資源

最新一份報告指出，淘汰禁止轉譯資源是大好機會，

會禁止轉譯的資源是外部 JavaScript 或 CSS 檔案，瀏覽器必須先下載、剖析和執行，才能顯示網頁。目標是只執行正常顯示頁面所需的核心 CSS 和 JavaScript 程式碼。

第一項工作是找出不需在網頁載入時執行的程式碼。

  1. 按一下「消去禁止轉譯資源」，即可查看封鎖的資源：lodash.js 和 jquery.js。

    進一步瞭解「減少禁止轉譯資源」機會。

  2. 根據您的作業系統，按下下列指令來開啟指令選單：

    • Mac：Command + Shift + P 鍵
    • 在 Windows、Linux 或 ChromeOS 中，按下 Control + Shift + P 鍵

  3. 開始輸入 Coverage，然後選取「顯示涵蓋範圍」。

    從 Lighthouse 面板中開啟指令功能表。

    系統會在「導覽匣」中開啟「涵蓋範圍」分頁。

    「涵蓋範圍」分頁。

  4. 按一下「Reload」圖示 重新載入。。「涵蓋率」分頁概略說明 bundle.js、jquery.js 和 lodash.js 中在網頁載入時會執行多少程式碼。

    涵蓋率報表。

    這張螢幕截圖顯示大約 74% 和 30% 的 jQuery 和 Lodash 檔案不會分別使用。

  5. 按一下 jquery.js 資料列。開發人員工具會在「Sources」面板中開啟檔案。如果程式碼行的旁邊有綠色長條，表示系統執行了該行程式碼。程式碼行旁邊顯示紅色列代表程式碼未執行，而且網頁載入時絕對不需要。

    在「來源」面板中檢視 jQuery 檔案。

  6. 稍微捲動 jQuery 程式碼。有些取得「執行」的行實際上只是註解，如要縮減這個檔案的大小，透過能夠移除註解的壓縮器執行此程式碼，是另一種縮減檔案大小的方式。

簡而言之，當您使用自己的程式碼時，「Coverage」分頁可協助您分析程式碼、逐行分析，並僅傳送載入網頁所需的程式碼。

是否還需要 jquery.js 和 lodash.js 檔案才能載入頁面？「Request Blocking」(要求封鎖) 分頁會顯示無法使用資源時會發生的情況。

  1. 按一下「網路」分頁標籤，然後再次開啟「指令選單」。

  2. 開始輸入 blocking，然後選取「Show Request Blocking」。「要求封鎖」分頁隨即開啟。

    「要求封鎖」分頁。

  3. 按一下「新增模式」圖示 加入訂單，在文字方塊中輸入 /libs/*，然後按下 Enter 鍵確認操作。

    新增模式，以封鎖任何傳送至「libs」目錄的要求。

  4. 重新載入網頁。jQuery 和 Lodash 要求會以紅色顯示，表示已封鎖。這個頁面仍會載入且具互動性，因此看起來不需要這些資源！

    「網路」面板顯示已封鎖要求。

  5. 按一下 移除。「移除所有模式」以刪除 /libs/* 的封鎖模式。

一般而言，「Request Blocking」(要求封鎖) 分頁可用來模擬頁面在沒有可用的資源時的行為。

現在，請從程式碼中移除這些檔案的參照，然後重新稽核頁面：

  1. 返回編輯器分頁，開啟 template.html。

  2. 刪除對應的 <script> 標記：

    <head>
    ...
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
    <script src="/libs/lodash.js"></script>
    <script src="/libs/jquery.js"></script>
    <title>Tony's Favorite Foods</title>
</head>

  3. 等待網站重新建構並重新部署。

  4. 透過「Lighthouse」面板再次稽核頁面。整體分數應該會再次提高。

    移除禁止轉譯資源後產生的 Lighthouse 報告。

最佳化現實世界的關鍵轉譯路徑

「關鍵轉譯路徑」是指載入網頁時所需的程式碼。一般來說，在網頁載入期間只傳送重要程式碼，然後延遲載入所有其他程式碼，都可以加快網頁載入速度。

  • 您不太可能找到可立即移除的指令碼，但您可能會發現在網頁載入期間，許多指令碼不需要發出要求，改以非同步方式提出要求。請參閱使用非同步或延遲。
  • 如果您採用的是架構，請檢查該架構是否已啟用實際工作環境模式。此模式可能會使用樹木晃動等功能，排除會阻斷重要轉譯的非必要程式碼。

減少主執行緒的工作量

最新報告的「Opportunity」部分中顯示了一些潛在可節省的費用，但如果您向下捲動至「診斷」區段，發現最大的瓶頸似乎是主執行緒活動過多。

瀏覽器在顯示頁面所需的大部分工作 (例如剖析及執行 HTML、CSS 和 JavaScript) 時就是主要執行緒。

目標是使用「Performance」(效能) 面板分析主執行緒在網頁載入期間正在執行的工作，並設法延後或移除不必要的工作。

  1. 依序開啟「Performance」 >「Capture Settings」，然後將「Network」設為「Slow 3G」，並將「CPU」設為「6 倍減速」。[設定]。

    「Performance」(效能) 面板中的設定 CPU 和網路節流

    行動裝置的硬體限制通常比筆電或桌機還要高，因此這些設定可讓你在載入網頁時，就像使用效能較差的裝置一樣。

  2. 按一下「Reload」圖示 重新載入。。開發人員工具會重新載入頁面，然後以視覺化方式呈現載入頁面需要完成的所有操作。這個視覺化圖表稱為「追蹤記錄」trace。

    「效能」面板的網頁載入追蹤記錄。

這項追蹤記錄會按照時間順序，由左至右顯示活動。頂端的 FPS、CPU 和 NET 圖表可讓您概略瞭解每秒影格、CPU 活動和網路活動。

追蹤記錄的「總覽」區段。

「Overview」(總覽) 部分顯示的黃色牆表示 CPU 正忙於編寫指令碼活動。這樣一來，您或許就能減少 JavaScript 工作量，進而加快網頁載入速度。

調查追蹤記錄，找出減少 JavaScript 工作的方法：

  1. 按一下「時機」部分將其展開。

    時間部分。

    React 的「User Timing」有許多測量指標，似乎是 Tony 的應用程式正在使用 React 的開發模式。切換到 React 的生產模式應該能輕鬆享有一些簡單的效能。

  2. 再按一下「時機」即可收合該部分。

  3. 瀏覽「主要」部分。這個部分由左至右按時間順序顯示主要執行緒活動的記錄。Y 軸 (由上至下) 顯示事件發生的原因。

    「主要」部分。

    在本例中，Evaluate Script 事件導致 (anonymous) 函式正在執行，導致執行 __webpack__require__，進而執行 ./src/index.jsx，以此類推。

  4. 向下捲動至「Main」(主要) 部分底部。使用架構時，大多數的上層活動是由架構所造成，而架構通常是無法控制的。您應用程式造成的活動通常會顯示在底部。

    mineBitcoin 活動。

    在這個應用程式中，名為 App 的函式似乎造成大量呼叫 mineBitcoin 函式。聽起來阿尼可能使用粉絲的裝置來採集加密貨幣...

  5. 開啟底部的「Bottom-Up」分頁。這個分頁會分析耗時最長的活動，如果「Bottom-Up」部分沒有顯示任何資料，請按一下「Main-Up」部分的標籤。

    「由下而上」分頁。

    「Bottom-Up」部分只會顯示您目前選取的任何活動或活動群組的資訊。舉例來說，如果您點選了其中一個 mineBitcoin 活動，則「Bottom-Up」部分只會顯示該活動的資訊。

    「自我時間」欄會顯示直接在每個活動中花費的時間。在此案例中，大約 82% 的主執行緒時間花在 mineBitcoin 函式上。

現在就確認使用實際執行模式及減少 JavaScript 活動，能否加快網頁載入速度。從正式環境模式開始：

  1. 在「編輯器」分頁中開啟 webpack.config.js。
  2. 將 "mode":"development" 變更為 "mode":"production"。
  3. 等待新的建構作業部署完畢。

  4. 再次稽核網頁。

    將 Webpack 設定為使用正式環境模式後產生的 Lighthouse 報告。

移除對 mineBitcoin 的呼叫，減少 JavaScript 活動：

  1. 在「編輯器」分頁中開啟 src/App.jsx。
  2. 對 constructor 中對 this.mineBitcoin(1500) 的呼叫執行註解排除。
  3. 等待新的建構作業部署完畢。
  4. 再次稽核網頁。

移除不必要的 JavaScript 工作後顯示的 Lighthouse 報告。

一如往常，還需要減少「Largest Contentful Paint」和「Cumulative Layout Shift」指標。

減少主執行緒的實際運作情況

一般來說，如要瞭解網站在載入時執行哪些活動，並尋找方法移除不必要的活動，最常見的方式就是「Performance」面板。

如果您偏好使用類似 console.log() 的方法，User Timing API 可讓您任意標記應用程式生命週期的特定階段，以追蹤這些階段所需的時間。

摘要

  • 每次著手改善網站的載入效能時，請一律先從稽核作業著手。稽核作業會建立一個基準，並向您提供改善建議。
  • 請一次進行一項變更，並在每次變更後稽核頁面，以便瞭解這項獨立變更對效能的影響。

後續步驟

在自己的網站上執行稽核！如果在解讀報表時需要協助，或想尋找改善載入效能的方法，請查看開發人員工具社群尋求協助的所有方法：

  • 請前往 developer.chrome.com 存放區回報這份文件的錯誤。
  • 如要提交開發人員工具的錯誤報告，請前往 Chromium 錯誤。
  • 前往郵寄清單討論功能和異動內容，請勿使用郵寄清單發問。請改用 Stack Overflow。
  • 前往 Stack Overflow 網站查看開發人員工具的一般使用說明。如要回報錯誤，請一律使用 Chromium 錯誤。
  • 請透過 @ChromeDevTools 透過推文與我們聯絡。