如何进行Web插件性能优化
作者：禅与计算机程序设计艺术
1.简介
随着互联网web应用的快速发展、普及化，无论从功能和界面设计上，还是服务性能方面，WordPress都在逐步成为一种热门技术。其插件开发者也越来越多地用到WordPress作为平台，实现各种功能。但与其他技术不同的是，WordPress作为最流行的内容管理系统（CMS）之一，开发者在插件开发时还要面临着一些不得已而为之的性能优化选择。因此，本文将通过现实案例详细阐述如何进行WordPress插件性能优化。
在开始阅读之前，建议读者对以下概念或词汇有所了解：
性能优化：定义为提高应用运行速度、减少资源消耗和节省成本，主要分为硬件优化、网络优化、应用逻辑优化、数据库优化等。
HTTP协议：全称超文本传输协议，是基于TCP/IP协议标准，用于浏览器和服务器之间通信的基础协议。
CDN：内容分发网络（Content Delivery Network，CDN），它是指利用中心服务器分布用户所需内容的网络。通过部署节点服务器缓存网站文件并根据相关配置策略，通过加速服务器直接向用户提供所需内容，提升用户访问响应时间，降低网络拥塞和负载，进而提高用户体验。
普通插件：普通插件是指以单一功能为主，能够增强 WordPress 站点的功能性或美观性的插件。
框架插件：框架插件是指继承于 WordPress 框架，具有完整的功能模块，可以使得 WordPress 站点拥有更广泛的扩展性和可定制性。
请求响应：请求响应时长（Request Response Time）指系统完成一个事务所需要的时间。通常包括客户端请求发送到服务器端接收响应，解析数据，反馈给客户端处理的时间。
用户访问量：网站受到用户访问总次数。
日均访问量：网站日均受到用户访问次数。
带宽：互联网信息传输的最大数据率，即单位时间内可以传输的数据量，单位为bit/s。
资源消耗：系统资源的实际占用情况，如CPU、内存、网络带宽等。
从以上概念中，我们可以得出以下一些基本观点：
（1）性能优化是一种非线性的过程，随着计算机设备的更新换代，硬件环境和互联网服务环境的变化，每天都有新的性能瓶颈出现。
（2）HTTP协议提供了web应用程序之间进行通信的能力。
（3）CDN可以有效缓解网站的访问延迟和网络拥塞问题。
（4）普通插件和框架插件都是可以提升wordpress站点功能的插件，但二者之间存在差异。
（5）优化的目标是提升整个网站的整体性能，而不是简单的提升某些功能的响应时间。
2.核心概念
2.1 浏览器渲染过程
当浏览器从服务器接收HTML文档时，系统会对其进行解析以构建DOM树与CSSOM结构，并嵌入到JavaScript运行环境中。其中HTML文件定义了数据结构，而CSSOM则编码了页面样式信息。JavaScript则负责处理用户交互操作。
2.1.1 HTML解析
随后进行 HTML 文档的下载和内容解析。从而提取出相应的 DOM 结构。DOM 树即为一种层次化的数据结构。每个 DOM 节点代表一个 HTML 元素；其根节点即为标签；直接属于该元素的子节点即为其第一个 child 节点；而其他同属一等级别的 sibling 节点则代表了与之并列的其他元素。
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>Title</title>
<!-- link rel="stylesheet" href="style.css"> -->
</head>
<body>
<h1>Hello World!</h1>
<p class="intro">This is a paragraph.</p>
<script src="app.js"></script>
</body>
</html>
代码解读2.1.2 CSSOM构建
完成构建后
h1 {
color: blue;
}
.intro {
font-size: 18px;
}
代码解读2.1.3 JavaScript执行
一旦构建完成DOM与CSSOM树后，在此之后浏览器开始解析JavaScript脚本。 JavaScript作为一门动态语言在其运行过程中能够调整DOM树与CSSOM树从而影响网页显示效果。 在JavaScript完全执行之后在此期间浏览器开始呈现网页内容
const heading = document.querySelector('h1');
function sayHello() {
alert("Hello!");
}
代码解读2.1.4 渲染队列
构建完成后，在线计算各节点的具体样式及其在屏幕中的位置，并根据它们之间的关系将其安排到一个先进先出的渲染队列中。该渲染队列遵循先进先出原则，在线按照优先级顺序排列所有待进入渲染序列的所有节点。最终，在遍历该队列时会生成像素数据以描述页面内容并完成页面显示过程
2.2 网站性能指标
下面我们来分析一下网站的性能指标。
- 首次呈现效果（First Effective Display, FED） ：当用户首次看到内容的那一刻起始与真实呈现同步。
- 初始视觉呈现（Initial Visual Display,IVD） ：页面完成加载并呈现后，在用户第一次查看的内容中绘制图像。
- **页面视觉动效时间（Visual Efficacy Time)：**衡量页面的视觉动效表现能力。
- **首次交互响应时间（Time to Interactive (TTI))：**衡量网页的可用性表现。
- **下载体积（Page Weight）：**衡量网站文件大小范围在50至70KB之间。
- **网络连接速度（Connection Speed）：**衡量网页加载效率表现；低于3G时加载速度较慢。
- **页面刷新效率（Refresh Rate)：**衡量网页浏览体验的表现；通常可在1秒内完成刷新操作。
- **DNS解析延迟时间（DNS Lookup Time)：**衡量域名解析的时间表现。
- **DOM解析时间（DOM Build Time)：**衡量浏览器解析HTML代码的时间表现。
- **路径重定向延迟时间（Redirect Time)：**衡量网页重定向处理效率表现。
3.优化策略
为了提升WordPress插件的性能，我们可以采用以下几个优化策略。
插件安全性
首先建议我们对插件的安全性进行全面评估。确保插件的代码不存在任何漏洞。为了防止攻击者通过以下方式破坏或修改WordPress网站：代码注入和执行任意命令。
文件压缩
通过优化JavaScript脚本、样式表（CSS）以及图片等静态资源文件（如JavaScript、CSS和图片），降低存储空间占用并减少数据量。
WordPress 本身提供了自动压缩功能以降低存储空间占用并减少数据量。
对于自行设计的主题来说，可以通过相关的插件进一步精简文件大小并加快加载速度。
缓存
网站的性能优化首先要解决的核心问题即为建立有效的缓存机制。考虑到WordPress插件采用动态编码模式，在每次页面加载时都会经历冗余内容生成的过程因此建立高效的缓存机制至关重要。推荐采用浏览器本地存储机制与服务器端持久化存储相结合的方式以确保数据的一致性和提升系统响应速度。
异步加载
通过异步加载能够显著提升网站的响应速度。例如，在网页开发中我们可以采用JavaScript进行动态加载插件的方式以确保最佳用户体验当用户访问页面时才进行插件的调用从而避免了因一次性加载导致的卡顿问题。
提前释放资源
借助预加载与预渲染等技术手段, 能够快速地获取所需资源, 从而显著降低了用户体验中的等待时间. 举个例子来说, 可以优先下载网页顶端导航栏以及侧边菜单条, 这样一来就可以避免当用户点击某个链接时, 网页需要重新加载这些基础组件.
数据压缩
如果网站存在大量的信息传递需求，尤其是涉及表单提交操作或AJAX请求处理时，则可通过优化信息编码技术来降低传输效率。具体来说，在实际应用中通常采用的方法是采用GZIP编码来实现对信息的高效压缩。
分配资源
根据网站的访问量进行分析后，在线动态分配不同类型的资源组合方案能够有效分担服务器负载压力。例如可以通过采用CDN（内容 delivery network）服务的方式 实现这些静态资源能够在多个服务器间快速加载从而显著提升网页浏览体验并降低网络带宽消耗。
模块化
通过将网站的功能进行模块化设计，可以显著提高其响应速度并为用户提供更优的使用体验。具体来说，采用Lazy Loading和Image Lazy Loading等技术策略，在不影响页面加载速度的前提下有效降低网络带宽消耗。这些措施不仅能够优化用户体验体验，还能在一定程度上减少服务器负载压力。
对象池
通过对象池可以有效降低内存占用率，并显著提升整体运行效率。例如，在系统设计中采用缓存机制能够用于管理临时数据资源，并减轻不必要的垃圾回收负担。
压缩HTML输出
有些WordPress插件可能会生成大量HTML输出内容, 导致网站响应速度减慢. 通过压缩HTML输出技术来降低文件体积, 并提高服务器处理效率.
用更轻量级的库
有些插件可能需要用到大型第三方库, 这会带来一定的加载速度减缓问题. 建议采用更轻量级的第三方库如lodash,Ramda和moment.js等.
4.案例分析
有些WordPress插件存在性能问题，在用户安装插件的过程中会觉得网站运行迟缓或出现闪退现象。因此我们需要深入探究其原因，并对其内部运行机制进行优化调整以提升整体性能。
- 用户单击导航栏中的"Plugins"选项。
- 在弹出的菜单中选择"Add New"。
- 在搜索栏中输入关键词"WooCommerce"。
- 找到"WooCommerce"插件并单击安装按钮。
启动Chrome浏览器后，在开发者工具界面中进入性能监控选项卡。启用屏幕捕获功能，并将捕获频率设置为每5秒一次。选择待测网站后重新加载页面以触发插件初始化流程。
生成性能数据
让页面完成加载并停止刷新。随后对生成的性能数据进行收集和分析。包括：
- FCP：首页主要内容绘制出来的时间，数值越小越好。
- TTI：首页完成全部数据的加载和处理后的时间，数值越小越好。
- Page Weight：插件安装后网站的总体下载大小，数值越小越好。
- DNS Lookup Time：域名解析的时间，数值越小越好。
- Dom Build Time：浏览器解析HTML的时间，数值越小越好。
- Redirect Time：插件安装后网站的重定向时间，数值越小越好。
我们可以从上面的性能指标中发现，插件安装后，由于插件功能的复杂性，导致网站的加载时间增加，对网站的整体性能影响很大。
-
分析插件运行流程
通过查看Developer Tools中的Console窗口, 可以发现插件的报错信息. 为了更好地理解其运行机制, 我们可以通过查看插件运行时的日志信息来排查异常情况. 例如, 在查看报错信息时, 发现以下错误："Uncaught ReferenceError: jQuery is not defined"
这表明该插件在运行过程中依赖jQuery库但未正确引入. 为了解决这一问题, 我们需要将jQuery库引入到该插件中, 这样就能确保其能够正常运行.
此外, 通过研究Plugin Page的代码结构, 我们可以深入分析该插件的工作流程. 在这一过程中, 我们会注意到该插件频繁调用setTimeout和setInterval函数来设置定时任务. 如果没有采用requestAnimationFrame API来进行动画效果渲染, 就可能导致页面渲染出现卡顿现象.
当识别出该插件存在性能瓶颈时, 我们就需要采取相应的优化措施. 例如, 在优化功能方面, 用户可以根据需求限制该插件的作用范围并减少功能数量; 或者将具体功能模块拆分成多个独立的小插件以降低耦合性. 这样一来, 插件的功能将会更加集中化地分布于各个区域, 最终能有效改善其性能表现. -
下一步的优化方向
WooCommerce的性能优化方向有很多，比如： -
减少API调用次数：在插件初始化阶段，系统会向Wordpress后台发起一系列数据请求。这些操作无疑会导致初始化过程占用更多资源甚至出现超时问题。例如，在不采用异步方式的情况下延迟初始化响应速度；
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优化数据库查询：该系统在后台管理界面中存在大量数据库查询操作（Query），这直接影响网站的整体性能（Performance）。例如，在页面完全加载之前避免同步查询；
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减少JS执行时间：某些功能如商品收藏往往会在页面切换过程中频繁触发事件（Event），从而影响页面渲染效率（Rendering Efficiency）。例如，在一次页面切换过程中合并所有相关事件操作；
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优化图片加载：WooCommerce产品详情页通常包含大量图片（Image），在关闭'延迟加载'功能之前，默认情况下会导致整体加载速度变慢；
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支持异步加载：采用异步技术可以让网站初始加载速度更快；
总结
- 初始加载时间（Initial Load Time, TTFB）：浏览器从发送HTTP请求至获取服务器初始响应所需的时间。数值越小表示性能越优。
- DOM操作频率（DOM Operations per Second）：插件完成对DOM的操作次数与单位时间的比例值。数值越大表示性能越优。
- 资源使用效率（Resource Utilization Efficiency, CPU Usage）：衡量插件对系统资源利用率的参数值。数值越高表明资源利用效率越高。
- 动态脚本加载量（Dynamic Script Load Size）：反映插件在运行过程中动态加载JavaScript脚本的数量与规模比例值。数值越小表示性能越优。
通过以上关键指标的表现情况能够全面评估插件的实际运行效能