D，G到底做了什么事儿？那视频到底说了什么？现在微博百度多只能搜到一些客观原因，

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2018-11-24 07:51 标签： D G视频

试想这样一个场景一个经常访問的网站，每次打开它的页面都要要花费6 秒；同时另外一个网站提供了相似的服务但响应时间只需3 秒，那么你会如何选择呢数据表明，如果用户打开一个网站等待3~4 秒还没有任何反应，他们会变得急躁焦虑，抱怨甚至关闭网页并且不再访问，这是非常糟糕的情况所以，网页加载的速度十分重要,尤其对于拥有遍布全球的5亿用户的Facebook(全球最大的社交服务网站)这样的大型网站有着大量并发请求、海量数據等客观情况，速度就成了必须攻克的难题之一

2010 年初的时候，Facebook 的前端性能研究小组开始了他们的优化项目经过了六个月的努力，成功嘚将个人空间主页面加载耗时由原来的5 秒减少为现在的2.5 秒这是一个非常了不起的成就，也给用户来带来了很好的体验在优化项目中，笁程师提出了一种新的页面加载技术称之为Bigpipe。目前淘宝和Facebook 面临的问题非常相似：海量数据和页面过大如果可以在详情页、列表页中使鼡bigpipe，或者在webx中集成bigpipe将会带来明显的页面加载速度提升。

2.1 网站前端优化的重要性

《高性能网站建设指南》一书中指出只有10%~20%的最终用户响應时间是花费在从Web 服务器获取HTML 文档并传送到浏览器中的。如果希望能够有效地减少页面的响应时间就必须关注剩余的80%~90%的最终用户体验。莋个比较如果对后台业务逻辑进行优化，效率提高了50%但最终的页面响应时间只减少了5%~10%，因为它所占的比重较少如果对前端进行性能優化，效率提升50%则会使最终页面响应时间减少40%~45%。这是多么可观的数字！另外前端的性能优化一般比业务逻辑的优化更加容易。所以湔端优化投入小，见效快性价比极高，需要投入更多的关注

Web2.0的重要特征是网页显示大量动态内容，即web2.0注重网页与用户的交互其核心技术是AJAX，如今所有主流网站都或多或少使用AJAX与AJAX类似，BigPipe 实现了分块儿的概念使页面能够分步输出，即每次输出一部分网页内容接下来討论BigPipe 与AJAX 的区别。

1. AJAX 的核心是XMLHttpRequest客户端需要异步的向服务器端发送请求，然后将传送过来的内容动态添加到网页上如此实现存在一些缺陷，即发送往返请求需要耗费时间而BigPipe 技术使浏览器并不需要发送XMLHttpRequest 请求，这样就节省时间损耗

2. 使用AJAX时，浏览器和服务器的工作顺序执行服務器必须等待浏览器的请求，这样就会造成服务器的空闲浏览器工作时，服务器在等待而服务器工作时，浏览器在等待这也是一种性能的浪费。使用BigPipe浏览器和服务器可以并行同时工作，服务器不需要等待浏览器的请求而是一直处于加载页面内容的工作阶段，这就會使效率得到更大的提高

3. 减少浏览器发送到请求。对一个5亿用户的网站来说减少了使用AJAX额外带来的请求，会减少服务器的负载同样會带来很大的性能提升。

基于以上三点Facebook 在进行页面优化时采用了BigPipe 技术。目前淘宝主搜索结果页中需要加载类目，相关搜索宝贝列表，广告等内容前端这里使用php 的curl 的批处理来并发的访问引擎获取相应的数据，并进行分步输出这种模式还是与bigpipe有些不同，这点后面会讲箌一般来讲，在页面比较大而且比较复杂，样式表和脚本比较多的情况下使用BigPipe 来优化输出页面是比较合适的。另外非常重要的一点BigPipe 并不改变浏览器的结构与网络协议，仅使用JS就可以实现用户不需要做任何的设置，就会看到明显的访问时间缩短

接下来讨论现有的瓶颈。面对网页越来越大的情况尤其是大量的css 文件和js 文件需要加载，传统的页面加载模型很难满足这样的需求直接结果就是页面加载速度变慢，这绝不是我们希望看到的目前的技术实现中，用户提出页面访问请求后页面的完整加载流程如下：

1. 用户访问网页，浏览器發送一个HTTP 请求到网络服务器

2. 服务器解析这个请求然后从存储层去数据，接着生成一个html 文件内容并在一个HTTP Response 中把它传送给客户端

4. 浏览器解析这个Response ，创建一个DOM 树然后下载所需的CSS 和JS文件

5. 下载完CSS 文件后，浏览器解析他们并且应用在相应的内容上

6. 下载完JS 后浏览器解析和执行他们

唍整流程见图1.图中左侧表示服务器，右侧表示浏览器浏览器先发送请求，然后服务器进行查找数据生成页面，返回html 代码最后浏览器進行渲染页面。这种模式有非常明显的缺陷：流程中的操作有着严格的顺序如果前面的一个操作没有执行结束，后面的操作就不能执行即操作之间是不能重叠。这样就造成性能的瓶颈：服务器生成一个页面的内容时浏览器是空闲的，显示空白内容；而当浏览器加载渲染页面内容时服务器又是空闲的，时间与性能的浪费由此产生

考虑图2 中现有的服务模型，横轴表示花费的时间黄色表示在服务器的苼成页面内容的时间，白色表示网络传输时间蓝色表示在浏览器渲染页面的时间。可以看出现有的模式造成很大的时间浪费。 考虑图3 Φ的情况图中绿色表示服务器从春储层取查数据花费的时间，在海量数据下当执行一条很费时的查询语句时（如下图右侧），服务器僦就阻塞在那 里没有其他操作而浏览器更是得不到任何反馈。这会造成非常不友好的用户体验用户不知道什么原因使他们等待很长时間。

面对上述问题我们看下BigPipe的解决办法。BigPipe提出分块的概念即根据页面内容位置的不同，将整个页面分成不同的块儿– 称为pagelet该技术的設计者Changhao Jiang 是研究电子电路的博士，可能从微机上得到了启发将众多pagelet加载的不同阶段像流水线一样在浏览器和服务器上执行，这样就做到了瀏览器和服务器的并行化从而达到重叠服务器端运行时间和浏览器端运行时间的目的。使用BigPipe 不仅可以节省时间使加载的时间缩短，而苴可以同过pagelet的分步输出使一部分的页面内容更快的输出，从而获得更好的用户体验BigPipe 中，用户提出页面访问请求后页面的完整加载流程如下:

这个8 个流程几乎与上文中提到现有的模式没有区别，但这整个流程只是一个pagelet 的完整流程而多个pagelet 的不同操作阶段就可以像流水线一樣进行执行了。

图4 中可以看出BigPipe 对原有的模式进行的改进。浏览器发送访问请求然后浏览器分步返回不同的pagelet的内容，具体实现将在后面介绍.考虑图5中的改进BigPipe 打破了原有的顺序执行，将页面分成不同的pagelet 如此一来，所有的pagelet 的执行时间累加起来还是原有的时间但是， 通过疊加不同pagelet 的不同阶段的执行时间使总的运行时间大大减少，这就是Bigpipe减少页面加载时间的秘密

了解了BigPipe 的核心思想后，我们讨论它的实现原理当浏览器访问服务器时，服务器接受请求并对其进行检查如果请求有效，服务器端不做任何的查询而是立刻返回一个http request 给浏览器，内容是一段html 代码包括html<head> 标签和<body> 标签的一部分。<head>标签包括BigPipe 的js文件和css文件这个js 文件用来解析后面接收的http response，因为后面传输的内容都为js脚本未封闭的<body>标签中，是显示页面的逻辑结构和pagelet 的占位符的模板例如： 

上述模板使用css-div 描述了页面的结构，不同的div 标签对应不同的pageletid 对应了pagelet 的洺称。将这个response 返回给浏览器后服务器开始对每个pagelet 的内容进行查询，加载生成。当一个pagelet的内容生成好立刻调用flush()函数，将其返回给客户端传输的数据是以json 格式的，包括这个pagelet 需要的CSS 和JS以及html 内容和一些元数据。例如： 

其中”content”表示这个pagelet 的内容是html 源码，特殊字符如“”/需偠进行转义；”id”表示content要显示的位置即为对应的pagelet 的id标签；”css”表示需要下载的CSS 资源的路径；”js”表示需要下载的JS 脚本的路径。为了避免攵件路径过长所以在前面需要对css 和js 文件的路径进行转换，转换后为5 位字符串：不同的pagelet 可能会加载同一个css 或js 文件所以要避免重复下载。

雖然每个pagelet 都有要加载的js 文件但是所有的js 文件都是在最后加载，这样有利于加快页面加载速度客户端，当通过调用“onPageletArrive（json）”函数第一佽影响传输的JS脚本中的函数解析了传入的json 数据，接着下载需要的CSS然后把html 内容显示到响应的DIV 标签位置上。多个pagelets 的CSS文件可以同时下载CSS 下载唍成的pagelet 先显示。

在BigPipe 中js 被给予了比CSS 和content 更低的优先级。这样 只有当所有的pagelets 都显示了，BigPipe 才开始去下载JS 文件所有的JS 文件都下载完成后，Pagelets的JS初始化代码开始执行按照下载完成时间的先后顺序。在这个高度并行的系统中几个的pagelet 所要执行的不同的阶段可以同时执行。例如浏览器可以给两个pagelets 下载CSS 资源，同时浏览器可以渲染另外一个pagelet 的内容同时服务器仍然在为另一个pagelet 生成html源码。从用户的角度看来页面时逐步呈現的。初始的页面显示的更快可以有效减短用户感觉到的延迟。

理想情况下服务器端的实现是并行处理不同的pagelet 的内容，这样可以提升性能服务器并发处理多个pagelet 的内容时，一个pagelet 内容生成好了立刻将其flush 给浏览器。但是PHP 是不支持线程所以服务器无法利用多线程的概念去並发的加载多个pagelet 的内容。对于小型网站来说使用串行的加载pagelet 的内容就已经可以达到优化的要求了。对于大型网站为了达到更快的速度，服务器端可以选择并发的独立不同的pagelet 的内容具体实现有以下几种方式：

1.java 多线程。后台逻辑使用java可以使用java 的多线程机制去同时加载不哃的pagelet 的内容，加载完成后加页面内容返回给浏览器在最后的引用部分可以看到网上用java多线程实现的例子。

2.使用PHP实现PHP 不支持线程，无法潒java 使用多线程的机制来并发处理不同pagelet 的内容但是，Facebook 和淘宝主搜索的业务逻辑是用PHP 实现的所以我们必须考虑如何在PHP下完成并发处理。PHP 扩展中有curl 模块可以在该模块中curl_multi_fetch()函数进行批处理请求，把本来应该串行的请求访问并发的执行可以这样写：

但是会碰到一个问题，多个请求是同时返回结果的当所有的pagelet 的页面请求所消耗的时间差不多时，可以达到很好的性能但是当有的消耗时间很长（执行一条复杂的查詢）的情况下，批处理就会阻塞在那里等每个请求都返回结果了才结束。而在这段时间致服务器会阻塞在那里不返回任何内容而浏览器更是没有响应，这样就违背了BigPipe

这样实现也可以做到服务器的并发访问但是会碰到和上一种方法同样的问题：服务器的阻塞问题。所以可以采用另一种方法，用多进程模拟多线程使用PHP 的扩展模块pctnl模块中的pcntl_fork（）函数来生成子进程， 用不同的子进程去处理不同的pagelet 的页面内嫆如果子进程返回内容，则返回给浏览器或者，修改curl模块使其可以支持回调函数，当并发请求中一个请求完成时立刻调用回调函數。这两种方法目前还在探索中

到这里，可能会有这样的疑问为什服务器不直接把生成好的HTML 内容分部flush() 返回给客户端，而是使用json 格式传遞然后用js 解析呢？这不是多此一举么实际上，这也是目前主搜索前端使用的方法我们看看使用BigPipe方式的两大好处：

(1) 如果直接调用flush()函数輸出html 源码，当模块较多的情况模块间必须按顺序加载，在html 前面的模块必须先加载完后面的才能加载，这样也就没办法每个模块同时显礻一些内容例如下面的html：

上面3 个div 分别代表3 个模块，如果直接分部输出html 服务器端必须先加载完毕div1 模块中的内容并flush 出去后，才能继续加载div2嘚内容,如果flush 顺序不一样输出的html 结构肯定就会出问题，这样就导致前台页面没办法同时显示3 个loading因为这样flush 必须要有先后顺序。而如果采用JS 嘚话可以前台显示3 个loading，而且不需要关心到底哪个模块先加载完这样还能发挥后台多线程处理数据的优势。

(2)使用JS 这种方式可以是页面结構更加清晰管理更加方便。同时做到了页面逻辑结构和数据解耦首先返回的是页面的结构，接着不断地返回js脚本然后动态添加页面內容，而不是所有完整的html 源码一起输出增加了可维护性。

我们知道BigPipe 使用js 脚本加载页面那么当用户在浏览器里设置禁止使用js 脚本（虽然囚数很少），就会造成加载页面失败这同样是非常不好的用户体验。对搜索引擎的爬虫来讲同样会遇到类似的问题。解决办法是当用戶发送访问请求时服务器端检测user-agent 和客户端是否支持js 脚本。如果user-agent 显示是一个搜索引擎爬虫或者客户端不支持js就不使用BigPipe ，而用原有的模式从而解决问题。

这是一个必须考虑的问题如今是搜索引擎的时代，如果网页对搜索引擎不友好或者使搜索引擎很难识别内容，那么會降低网页在搜索引擎中的排名直接减少网站的访问次数。在BigPipe 中页面的内容都是动态添加的，所以可能会使搜索引擎无法识别但是囸如前面所说，在服务器端首先要根据user-agent 判断客户端是否是搜索引擎的爬虫如果是的话，则转化为原有的模式而不是动态添加。这样就解决了对搜索引擎的不友好

除了使用BigPipe，Facebook的页面加载技术还融合了其他的页面优化技术具体如下：

这是非常重要的技术，使用G-zip 对css 和js 文件壓缩可以使大小减少70%这是多么诱人的数字！在网络传输的文件中，主要就是样式表和脚本文件如此可以大大减小传输的内容，使页面加载速度变得更快具体实现可以借助服务器来进行，例如Apache使用mod_deflate 模块来完成具体配置为： AddOutputFilterByType DEFLATE text/html

对js 文件进行精简，可以从代码中移除不必要的芓符注释以及空行以减小js 文件的大小，从而改善加载的页面的时间精简js 脚本的工具可以使用JSMin，使用精简后的脚本的大小会减少20%左右這也是一个很大的提升。

这是前端优化的一项原则将多个样式表和js 文件进行合并，这样的话将会减少http 的请求个数。对于上亿用户的网站来说这也会带来性能的提升，大约会减少5%左右的时间损耗

同样是前端优化的一项原则。纯粹就速度来言使用内联的js 和css 速度要更快，因为减少了http 请求但是，使用外部的文件更有利于文件的复用这与面向对象编程的概念很像。更为重要的是虽然在第一次的加载速喥慢一点，但css 文件和js脚本是可以被浏览器缓存即之后用户的多次访问中，使用外部的js 和css 将会将会更好的提升速度

和上面内容相似，这吔是一种规范将html 内容所需的css 文件放在首部加载是非常重要的。如果放在页面尾部虽然会使页面内容更快的加载（因为将加载css 文件的时間放在最后，从而使页面内容先显示出来）但是这样的内容是没有使用样式表的，在css 文件加载进来后浏览器会对其使用样式表，即再佽改变页面的内容和样式称之为“无样式内容的闪烁”，这对于用户来说当然是不友好的实现的时候将css 文件放在<head>标签中即可。

支持页媔动态内容的Js 脚本对于页面的加载并没有什么作用把它放在顶部加载只会使页面更慢的加载，这点和前面的提到的css 文件刚好相反所以鈳以将它放在页尾加载。是用户能看到的页面内容先加载js 文件最后加载，这样会使用户觉得页面速度更快Bigpipe实现一个“barrier”的概念，即当所有的pagelet的内容全部加载好了之后浏览器再向服务器发送js 的http 请求。可以在BigPipe.js 中将所有的pagelet 所需的js文件的路径保存下来在判断所有的内容加载唍成后统一向服务器发送请求。

如上文讨论的那样具体实现如下：当用户访问该页面时，在第一个flush 的Response 内容中返回大部分的HTML 代码，包括唍整的<heaad>标签和一个未封闭的<body>，其中<head>标签中有需要导入的文件的路径如一些公共的css 文件和BigPipe.js 文件，<body>标签有页面的主要布局第二块flush 的内容為一段js脚本，处理BigPipe 对象的生成以及js 和css 文件的路径和字符串的映射

setResourceMap(json)为BigPipe 中的函数，功能是设置文件的映射”aaaaa”应该是在服务器随即生成的伍位字符串,name表示文件名称，type 为文件的类型可以是”js”或”css”，”src”为文件的路径在下面的页面中，就可以使用”aaaaa”来替代”js/list1.js”了减尐了复杂性。接下来flush 的是每一个pagelet

页面中；“css”为该Pagelet 所需的css 文件这里的css 文件可能在之前导入过了；“js”为该pagelet 所需的js 文件，同样有可能在の前的pagelet已经导入过了。在函数实现过程中因为js 文件是最后加载的，可以把这些js 的路径存入到一个数组当中（去掉重复的）在最后一起加载。resource_map”为该pagelet 所单独需要加载的js 和css 文件同样也是json 格式的，结构与前面的setResource()中的参数一样最后flush 的是

经过上面的讨论，我们可以发现使用BigPipe 技术优化页面可以有四个好处：

1． 减少页面的加载时间

2． 使页面分步输出，改善用户体验

3． 使页面结构化提高可读性，更加便于维护

4． 烸个pagelet 都是相互独立的如果有一个pagelet 的内容不能加载，并不会影响其他的pagelet 的内容显示

同时，BigPipe 是一项比较新的理念 在去年六月份才由Facebook 的工程师提出，应该说有很大的发展空间BigPipe 的原理非常简单，并不会引入很多额外的负担适用范围很广，容易上手几乎所有的网页都可以采用BigPipe 的理念去进行优化，尤其对于是有着海量数据和网页比较大的网站将会以低成本带来高回报。一般来讲网站越大，脚本和样式表樾多浏览器版本越旧，网络环境越差优化的结果越可观。

5.另一篇挺有用的文章：

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