自JavaScript誕生以來，前端技術發展非常迅速。移動端白屏優化是前端界面體驗的一個重要優化方向，Web 前端誕生了 SSR 、CSR、預渲染等技術。在美團支付的前端技術體系里，通過預渲染提升網頁首幀優化，從而優化了白屏問題，提升用戶體驗，并形成了最佳實踐。

在前端渲染領域，主要有以下幾種方式可供選擇：

通過對比，同構方案集合 CSR 與 SSR 的優點，可以適用于大部分業務場景。但由于在同構的系統架構中，連接前后端的 Node 中間層處于核心鏈路，系統可用性的瓶頸就依賴于 Node ，一旦作為短板的 Node 掛了，整個服務都不可用。

結合到我們團隊負責的支付業務場景里，由于支付業務追求極致的系統穩定性，服務不可用直接影響到客訴和資損，因此我們采用瀏覽器端渲染的架構。在保證系統穩定性的前提下，還需要保障用戶體驗，所以采用了預渲染的方式。

那么究竟什么是預渲染呢？什么是 FCP/FMP 呢？我們先從最常見的 CSR 開始說起。

以 Vue 舉例，常見的 CSR 形式如下：

一切看似很美好。然而，作為以用戶體驗為首要目標的我們發現了一個體驗問題：首屏白屏問題。

為什么會首屏白屏

瀏覽器渲染包含 HTML 解析、DOM 樹構建、CSSOM 構建、JavaScript 解析、布局、繪制等等，大致如下圖所示：

要搞清楚為什么會有白屏，就需要利用這個理論基礎來對實際項目進行具體分析。通過 DevTools 進行分析：

• 等待 HTML 文檔返回，此時處于白屏狀態。

• 對 HTML 文檔解析完成后進行首屏渲染，因為項目中對加了灰色的背景色，因此呈現出灰屏。

• 進行文件加載、JS 解析等過程，導致界面長時間出于灰屏中。

• 當 Vue 實例觸發了 mounted 后，界面顯示出大體框架。

• 調用 API 獲取到時機業務數據后才能展示出最終的頁面內容。

由此得出結論，因為要等待文件加載、CSSOM 構建、JS 解析等過程，而這些過程比較耗時，導致用戶會長時間出于不可交互的首屏灰白屏狀態，從而給用戶一種網頁很“慢”的感覺。那么一個網頁太“慢”，會造成什么影響呢？

“慢”的影響

Global Web Performance Matters for ecommerce的報告中指出：

• 57%的用戶更在乎網頁在3秒內是否完成加載。

• 52%的在線用戶認為網頁打開速度影響到他們對網站的忠實度。

• 每慢1秒造成頁面 PV 降低11%，用戶滿意度也隨之降低降低16%。

• 近半數移動用戶因為在10秒內仍未打開頁面從而放棄。

我們團隊主要負責美團支付相關的業務，如果網站太慢會影響用戶的支付體驗，會造成客訴或資損。既然網站太“慢”會造成如此重要的影響，那要如何優化呢？

優化思路

在User-centric Performance Metrics一文中，共提到了4個頁面渲染的關鍵指標：

基于這個理論基礎，再回過頭來看看之前項目的實際表現：

可見在 FP 的灰白屏界面停留了很長時間，用戶不清楚網站是否有在正常加載，用戶體驗很差。

試想：如果我們可以將 FCP 或 FMP 完整的 HTML 文檔提前到 FP 時機預渲染，用戶看到頁面框架，能感受到頁面正在加載而不是冷冰冰的灰白屏，那么用戶更愿意等待頁面加載完成，從而降低了流失率。并且這種改觀在弱網環境下更明顯。

通過對比 FP、FCP、FMP 這三個時期 DOM 的差異，發現區別在于：

• FP：僅有一個 div 根節點。

• FCP：包含頁面的基本框架，但沒有數據內容。

• FMP：包含頁面所有元素及數據。

仍然以 Vue 為例， 在其生命周期中，mounted 對應的是 FCP，updated 對應的是 FMP。那么具體應該使用哪個生命周期的 HTML 結構呢？

通過以上的對比，最終選擇在 mounted 時觸發構建時預渲染。由于我們采用的是 CSR 的架構，沒有 Node 作為中間層，因此要實現 DOM 內容的預渲染，就需要在項目構建編譯時完成對原始模板的更新替換。

至此，我們明確了構建時預渲染的大體方案。

構建時預渲染方案

構建時預渲染流程：

配置讀取

由于 SPA 可以由多個路由構成，需要根據業務場景決定哪些路由需要用到預渲染。因此這里的配置文件主要是用于告知編譯器需要進行預渲染的路由。

在我們的系統架構里，腳手架是基于 Webpack 自研的，在此基礎上可以自定義自動化構建任務和配置。

觸發構建

項目中主要是使用 TypeScript，利用 TS 的裝飾器，我們封裝了統一的預渲染構建的鉤子方法，從而只用一行代碼即可完成構建時預渲染的觸發。

裝飾器：

使用：

構建編譯

從流程圖上，需要在發布機上啟動模擬的瀏覽器環境，并通過預渲染的事件鉤子獲取當前的頁面內容，生成最終的 HTML 文件。

由于我們在預渲染上的嘗試比較早，當時還沒有 Headless Chrome 、 Puppeteer、Prerender SPA Plugin等，因此在選型上使用的是 phantomjs-prebuilt（Prerender SPA Plugin 早期版本也是基于 phantomjs-prebuilt 實現的）。

通過 phantom 提供的 API 可獲得當前 HTML，示例如下：

為了提高構建效率，并行對配置的多個頁面或路由進行預渲染構建，保證在 5S 內即可完成構建，流程圖如下：

方案優化

理想很豐滿，現實很骨感。在實際投產中，構建時預渲染方案遇到了一個問題。

我們梳理一下簡化后的項目上線過程：

開發 -> 編譯 -> 上線

假設本次修改了靜態文件中的一個 JS 文件，這個文件會通過 CDN 方式在 HTML 里引用，那么最終在 HTML 文檔中的引用方式是 <script src="http://cdn.com/index.js"></script>。然而由于項目還沒有上線，所以其實通過完整 URL 的方式是獲取不到這個文件的；而預渲染的構建又是在上線動作之前，所以問題就產生了：

構建時預渲染無法正常獲取文件，導致編譯報錯

怎么辦？

請求劫持

因為在做預渲染時，我們使用啟動了一個模擬的瀏覽器環境，根據 phantom 提供的 API，可以對發出的請求加以劫持，將獲取 CDN 文件的請求劫持到本地，從而在根本上解決了這個問題。示例代碼如下：

構建時預渲染研發流程及效果

最終，構建時預渲染研發流程如下：

開發階段：

• 通過 TypeScript 的裝飾器單行引入預渲染構建觸發的方法。

• 發布前修改編譯構建的配置文件。

發布階段：

• 先進行常規的項目構建。

• 若有預渲染相關配置，則觸發預渲染構建。

• 通過預渲染得到最終的文件，并完成發布上線動作。

完整的用戶請求路徑如下：

通過構建時預渲染在項目中的使用，FCP 的時間相比之前減少了 75%。

作者簡介

寒陽，美團資深研發工程師，多年前端研發經歷，負責美團支付錢包團隊和美團支付前端基礎技術。

原文鏈接：https://mp.weixin.qq.com/s/20yJV3D8SeI-cM0PCqTDAQ