使用 brotli 缩减和压缩网络载荷

Michael DiBlasio
Michael DiBlasio

此 Codelab 是缩小和压缩网络载荷 Codelab 的扩展,并假定您熟悉压缩的基本概念。与其他压缩算法(如 gzip)相比,此 Codelab 探讨了 Brotli 压缩 (br) 如何进一步降低压缩比并减小应用的总体大小。

应用屏幕截图

测量

在深入研究如何添加优化之前,最好先分析应用的当前状态。

  1. 点击 Remix to Edit 使项目可供修改。
  2. 如需预览网站,请按查看应用。然后按全屏图标 全屏

在之前的压缩和缩小网络载荷 Codelab 中,我们将 main.js 的大小从 225 KB 减小到了 61.6 KB。在此 Codelab 中,您将探索 Brotli 压缩如何进一步减小此 bundle 大小。

Brotli 压缩

Brotli 是一种较新的压缩算法,与 gzip 相比,它能提供更好的文本压缩效果。根据 CertSimple 的数据,Brotli 的性能如下:

  • gzip for JavaScript 小 14%
  • 比 HTML 的 gzip 小 21%
  • 比 CSS 的 gzip 小 17%

如需使用 Brotli,您的服务器必须支持 HTTPS。所有现代浏览器都支持 Brotli。支持 Brotli 的浏览器将在 Accept-Encoding 标头中包含 br

Accept-Encoding: gzip, deflate, br

您可以使用 Chrome 开发者工具“网络”标签页中的 Content-Encoding 字段(Command+Option+ICtrl+Alt+I)确定所用的压缩算法:

“网络”面板。“Content-encoding”列会显示用于各种资产的编码,包括 gzip 和 brotli (br)。

如何启用 Brotli

您设置网络服务器以发送 Brotli 编码资源的方式取决于您计划如何对这些资源进行编码。您可以选择在请求时使用 Brotli 动态压缩资源(动态),也可以提前对资源进行编码,以便在用户请求时资源已处于压缩状态(静态)。

动态压缩

动态压缩是指在浏览器请求资源时,实时压缩资源。

优点

  • 无需创建和更新已保存的压缩版素材资源。
  • 即时压缩功能尤其适合动态生成的网页。

缺点

  • 以更高级别压缩文件以实现更高的压缩率需要更长时间。这可能会导致性能下降,因为用户需要等待资源压缩完毕后才能由服务器发送。

使用 Node 和 Express 进行动态压缩

server.js 文件负责设置托管应用的 Node 服务器。

const express = require('express');
const app = express();
app.use(express.static('public'));

const listener = app.listen(process.env.PORT, function() {
  console.log(`Your app is listening on port ${listener.address().port}`);
});

此代码只是导入 express 并使用 express.static 中间件来加载 public/directory 中的所有静态 HTML、JS 和 CSS 文件(这些文件由 webpack 在每次构建时创建)。

为了确保每次请求所有资源时都使用 Brotli 进行压缩,可以使用 shrink-ray 模块。首先,在 package.json 中将其添加为 devDependency

"devDependencies": {
  // ...
  "shrink-ray": "^0.1.3"
},

并将其导入到服务器文件 server.js 中:

const express = require('express');
const shrinkRay = require('shrink-ray');

并在挂载 express.static 之前将其添加为中间件:

// ...
const app = express();

// Compress all requests
app.use(shrinkRay());
app.use(express.static('public'));

现在,重新加载应用,然后在“网络”面板中查看软件包大小:

使用动态 Brotli 压缩时的软件包大小。

您现在可以在 Content-Encoding 标头中看到 brotli 已从 bz 应用。 main.bundle.js225 KB 减少到 53.1 KB!与 gzip (61.6 KB) 相比,此模型小了约 14%。

静态压缩

静态压缩的理念是提前压缩并保存资源。

优点

  • 由于压缩级别较高而导致的延迟不再是问题。无需即时压缩文件,因为现在可以直接提取文件。

缺点

  • 每次构建都需要压缩资源。如果使用较高的压缩级别,构建时间可能会显著增加。

使用 webpack 通过 Node 和 Express 进行静态压缩

由于静态压缩涉及提前压缩文件,因此可以修改 webpack 设置,以便在构建步骤中压缩资源。为此,可以使用 brotli-webpack-plugin

首先,在 package.json 中将其添加为 devDependency

"devDependencies": {
  // ...
 "brotli-webpack-plugin": "^1.1.0"
},

与其他任何 webpack 插件一样,在配置文件 webpack.config.js 中导入该插件:

var path = require("path");

//...
var BrotliPlugin = require('brotli-webpack-plugin');

并将其包含在 plugins 数组中:

module.exports = {
  // ...
  plugins: [
    // ...
    new BrotliPlugin({
      asset: '[file].br',
      test: /\.(js)$/
    })
  ]
},

插件数组使用以下实参:

  • asset:目标资产名称。
  • [file] 替换为原始素材资源文件名。
  • test:与此正则表达式匹配的所有资源(即以 .js 结尾的 JavaScript 资源)都会被处理。

例如,main.js 将重命名为 main.js.br

当应用重新加载并重新构建时,系统现在会创建主软件包的压缩版本。打开 Glitch 控制台,查看由 Node 服务器提供的最终 public/ 目录中的内容。

  1. 点击工具按钮。
  2. 点击控制台按钮。
  3. 在控制台中,运行以下命令以切换到 public 目录并查看其所有文件:
cd public
ls -lh
使用静态 Brotli 压缩时的软件包大小

现在,系统也会将软件包的 brotli 压缩版本 main.bundle.js.br 保存到此处,并且其大小比 main.bundle.js~76%(225 KB 与 53 KB)。

接下来,指示服务器在请求这些文件的原始 JS 版本时,发送经过 brotli 压缩的文件。为此,您可以在使用 express.static 提供文件之前,在 server.js 中定义新路由。

const express = require('express');
const app = express();

app.get('*.js', (req, res, next) => {
  req.url = req.url + '.br';
  res.set('Content-Encoding', 'br');
  res.set('Content-Type', 'application/javascript; charset=UTF-8');
  next();
});

app.use(express.static('public'));

app.get 用于告知服务器如何响应针对特定端点的 GET 请求。然后,使用回调函数来定义如何处理此请求。路线的运作方式如下:

  • '*.js' 指定为第一个实参意味着,此函数适用于每个用于提取 JS 文件的端点。
  • 在回调中,.br 会附加到请求的网址,并且 Content-Encoding 响应标头会设置为 br
  • Content-Type 标头设置为 application/javascript; charset=UTF-8 以指定 MIME 类型。
  • 最后,next() 确保序列继续执行下一个可能的回调。

由于某些浏览器可能不支持 brotli 压缩,因此请先确认是否支持 brotli,然后再返回 brotli 压缩的文件,方法是检查 Accept-Encoding 请求标头是否包含 br

const express = require('express');
const app = express();

app.get('*.js', (req, res, next) => {
  if (req.header('Accept-Encoding').includes('br')) {
    req.url = req.url + '.br';
    console.log(req.header('Accept-Encoding'));
    res.set('Content-Encoding', 'br');
    res.set('Content-Type', 'application/javascript; charset=UTF-8');
  }

  next();
});

app.use(express.static('public'));

应用重新加载后,再次查看“网络”面板。

软件包大小为 53.1 KB(从 225 KB 缩减)

大功告成!您已使用 Brotli 压缩来进一步压缩资源!

总结

此 Codelab 演示了 brotli 如何进一步减小应用的总体大小。在支持的情况下,brotli 是一种比 gzip 更强大的压缩算法。