分析 Vue 应用中加载字体文件 (`Web Fonts`) 的性能优化策略，例如 `font-display` 和 `preload`。 - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

早上好，各位观众老爷！今天咱们来聊聊Vue应用里那些藏在字里行间的性能优化——字体加载优化！别看字体小，加载慢了，用户体验可就大打折扣。

开场白：字体，颜值担当还是性能杀手？

在Web开发的世界里，字体就像我们穿的衣服，决定了网站的颜值和气质。但如果衣服太厚重，穿起来费劲，跑起来就更慢了。字体也一样，加载缓慢会严重影响网页的首次渲染速度，导致用户看到“白屏”或者“字体闪烁”，感觉像是在看PPT卡顿，用户体验瞬间降到冰点。

一、字体加载的罪魁祸首：阻塞渲染

浏览器在渲染网页的时候，如果遇到了link标签引入的字体文件，会先下载字体文件，然后再渲染使用该字体的元素。这就意味着，字体文件会阻塞渲染过程。如果字体文件很大，或者网络速度很慢，用户就会长时间看到空白页面。

二、优化策略第一弹：font-display——“先上车，后补票”

font-display属性就像一个“缓兵之计”，告诉浏览器在字体下载完成之前如何处理文本的显示。它有以下几个可选值：

auto (默认值): 浏览器自行决定。通常表现为先显示不可见文本，等待字体加载完成后再显示字体。
block: 先显示不可见文本，等待字体加载完成后再显示字体。跟auto类似，但更明确地告诉浏览器先阻塞渲染。
swap: 先显示系统默认字体，字体加载完成后再替换为自定义字体。这是最常用的策略，可以避免长时间的空白页面。
fallback: 先显示系统默认字体一小段时间（通常是100ms），如果在这一段时间内字体加载完成，则显示自定义字体；否则，显示系统默认字体，直到字体加载完成。
optional: 与fallback类似，但浏览器可以根据网络状况和设备性能自行决定是否下载字体。如果网络状况不好，或者设备性能较低，浏览器可能会直接使用系统默认字体。

代码示例：

在CSS样式表中，我们可以这样使用font-display：

@font-face {
  font-family: 'MyCustomFont';
  src: url('/fonts/MyCustomFont.woff2') format('woff2'),
       url('/fonts/MyCustomFont.woff') format('woff');
  font-weight: normal;
  font-style: normal;
  font-display: swap; /* 使用swap策略 */
}

body {
  font-family: 'MyCustomFont', sans-serif; /* 使用自定义字体，并指定备用字体 */
}

解析：

@font-face定义了一个名为MyCustomFont的字体。
src指定了字体文件的路径和格式。建议同时提供woff2和woff两种格式，以兼容不同的浏览器。
font-display: swap告诉浏览器先显示系统默认字体，字体加载完成后再替换为MyCustomFont。
body { font-family: 'MyCustomFont', sans-serif; }指定了body元素的字体为MyCustomFont，如果MyCustomFont加载失败，则使用sans-serif作为备用字体。

font-display策略选择建议：

`font-display`值	优点	缺点	适用场景
`auto`	默认行为，浏览器自行决定	行为不可预测	不建议使用
`block`	保证字体显示效果，不会出现字体闪烁	阻塞渲染时间较长	对字体显示效果要求非常高的场景，例如logo字体
`swap`	快速显示文本，避免长时间空白页面	字体闪烁（FOUT）	绝大多数场景
`fallback`	兼顾快速显示和字体显示效果，减少字体闪烁概率	可能会出现字体闪烁，但时间较短	对字体显示效果有一定要求，但也能接受短暂字体闪烁的场景
`optional`	节省流量，优化移动端体验	字体显示效果不稳定	网络状况不好的场景

三、优化策略第二弹：preload——“VIP通道，优先通行”

preload是一种预加载技术，告诉浏览器尽快下载指定的资源，而不需要等待解析HTML。我们可以使用preload来预加载字体文件，让浏览器在渲染页面之前就提前下载字体，从而减少字体加载的阻塞时间。

代码示例：

在HTML的<head>标签中，我们可以这样使用preload：

<link rel="preload" href="/fonts/MyCustomFont.woff2" as="font" type="font/woff2" crossorigin="anonymous">

解析：

rel="preload"告诉浏览器预加载指定的资源。
href="/fonts/MyCustomFont.woff2"指定了要预加载的字体文件的路径。
as="font"告诉浏览器预加载的是字体文件。
type="font/woff2"指定了字体文件的MIME类型。
crossorigin="anonymous"指定了跨域请求的CORS模式。如果字体文件托管在不同的域名下，需要设置crossorigin属性。

注意事项：

preload只是告诉浏览器尽快下载资源，并不能保证资源一定会被使用。如果预加载的资源没有被使用，浏览器会将其视为浪费，并发出警告。
preload应该放在<head>标签中，越早声明越好。
preload需要指定资源的as属性，以便浏览器知道资源的类型。
preload需要指定资源的MIME类型，以便浏览器正确处理资源。
对于跨域请求的字体文件，需要设置crossorigin属性。

preload与font-display的配合：

preload和font-display可以一起使用，达到更好的优化效果。preload负责提前下载字体文件，font-display负责控制字体在下载完成之前的显示行为。

代码示例：

<link rel="preload" href="/fonts/MyCustomFont.woff2" as="font" type="font/woff2" crossorigin="anonymous">

<style>
@font-face {
  font-family: 'MyCustomFont';
  src: url('/fonts/MyCustomFont.woff2') format('woff2'),
       url('/fonts/MyCustomFont.woff') format('woff');
  font-weight: normal;
  font-style: normal;
  font-display: swap;
}

body {
  font-family: 'MyCustomFont', sans-serif;
}
</style>

四、优化策略第三弹：字体格式优化——“瘦身健体，速度飞起”

不同的字体格式，体积大小和兼容性也不同。选择合适的字体格式，可以减小字体文件的大小，提高加载速度。

常见的字体格式有：

WOFF2: 最新的字体格式，压缩率最高，兼容性最好，推荐使用。
WOFF: 较新的字体格式，压缩率较高，兼容性较好。
TTF: 传统的字体格式，压缩率较低，兼容性一般。
EOT: 仅支持IE浏览器，不建议使用。
SVG: 矢量字体格式，不建议用于文本字体，可以用于图标字体。

建议：

优先使用WOFF2格式。
如果需要兼容老版本的浏览器，可以同时提供WOFF2和WOFF格式。
尽量避免使用TTF和EOT格式。

在线字体格式转换工具：

https://transfonter.org/

五、优化策略第四弹：字体子集化——“精简裁员，只留精华”

字体文件中包含了大量的字符，但我们通常只需要使用其中的一部分。通过字体子集化，我们可以提取出我们需要的字符，生成一个新的字体文件，从而减小字体文件的大小。

使用场景：

网站使用的字符集比较小，例如只包含数字、字母和常用标点符号。
网站使用的语言是中文，但只需要显示少量汉字。

在线字体子集化工具：

https://fontmin.github.io/
https://opentype.js.org/ (可以使用JavaScript进行字体子集化)

六、优化策略第五弹：CDN加速——“高速公路，一路畅通”

将字体文件托管到CDN上，可以利用CDN的全球加速网络，提高字体文件的加载速度。

常用的CDN服务：

代码示例：

使用Google Fonts：

<link rel="preconnect" href="https://fonts.googleapis.com">
<link rel="preconnect" href="https://fonts.gstatic.com" crossorigin>
<link href="https://fonts.googleapis.com/css2?family=Roboto:wght@400;700&display=swap" rel="stylesheet">

解析：

rel="preconnect"告诉浏览器提前建立与指定域名的连接，减少DNS查询和TCP握手的时间。
href="https://fonts.googleapis.com/css2?family=Roboto:wght@400;700&display=swap"指定了Google Fonts提供的CSS样式表的URL。
family=Roboto:wght@400;700指定了要使用的字体为Roboto，并指定了字重为400和700。
display=swap指定了font-display的值为swap。

七、Vue项目中的字体加载优化实践

在Vue项目中，我们可以结合以上策略，进行字体加载优化。

1. 在vue.config.js中配置preload：

module.exports = {
  chainWebpack: config => {
    config.plugin('preload').tap(options => {
      options[0].rel = 'preload';
      options[0].as = 'font';
      options[0].fileWhitelist = [/.(woff2?|eot|ttf|otf)(?.*)?$/i]; // 匹配字体文件
      options[0].type = 'font/woff2'; // 如果只使用woff2，可以固定指定type
      options[0].crossorigin = 'anonymous'; // 处理跨域字体
      return options;
    });
  }
};

解析：

chainWebpack允许我们修改webpack的配置。
config.plugin('preload').tap获取到preload插件的配置。
options[0].fileWhitelist指定了需要预加载的文件类型。
options[0].type指定了预加载文件的MIME类型。
options[0].crossorigin处理跨域字体。

2. 在CSS样式表中设置font-display：

@font-face {
  font-family: 'MyCustomFont';
  src: url('/fonts/MyCustomFont.woff2') format('woff2'),
       url('/fonts/MyCustomFont.woff') format('woff');
  font-weight: normal;
  font-style: normal;
  font-display: swap;
}

body {
  font-family: 'MyCustomFont', sans-serif;
}

3. 使用vue-meta动态设置preload：

如果需要在组件中动态加载字体，可以使用vue-meta插件来动态设置preload标签。

<template>
  <div>
    <h1>{{ title }}</h1>
  </div>
</template>

<script>
import { defineComponent } from 'vue';
import { useMeta } from 'vue-meta';

export default defineComponent({
  name: 'MyComponent',
  setup() {
    useMeta({
      link: [
        {
          rel: 'preload',
          href: '/fonts/MyCustomFont.woff2',
          as: 'font',
          type: 'font/woff2',
          crossorigin: 'anonymous',
        },
      ],
    });

    return {
      title: 'Hello, Vue!',
    };
  },
});
</script>

解析：

useMeta用于设置页面的元信息，包括link标签。
在link数组中，我们可以添加preload标签，动态加载字体文件.

八、性能测试与验证

理论讲完了，实践才是检验真理的唯一标准！优化之后，我们得验证一下效果。

Lighthouse: Chrome开发者工具自带的Lighthouse可以分析网页的性能，并给出优化建议。
WebPageTest: WebPageTest是一个在线的网页性能测试工具，可以模拟不同的网络环境和设备，测试网页的加载速度。
Chrome DevTools Timeline: Chrome DevTools Timeline可以记录网页的渲染过程，帮助我们分析字体加载对渲染的影响。

通过这些工具，我们可以看到字体加载优化带来的实际效果，例如减少了首次渲染时间，减少了字体闪烁现象。

九、总结：字体优化，永无止境

字体加载优化是一个持续的过程，我们需要根据实际情况选择合适的策略，并不断测试和验证，才能达到最佳的效果。

优化策略	优点	缺点	适用场景
`font-display`	快速显示文本，避免长时间空白页面；可以根据不同的场景选择不同的策略。	可能会出现字体闪烁，影响用户体验。	绝大多数场景，特别是对首次渲染时间要求较高的场景。
`preload`	提前下载字体文件，减少字体加载的阻塞时间。	如果预加载的资源没有被使用，会浪费带宽。	网站使用了大量的自定义字体，并且对字体显示效果要求较高的场景。
字体格式优化	减小字体文件的大小，提高加载速度。	需要转换字体格式，可能会增加开发成本。	所有场景，特别是网络状况不好的场景。
字体子集化	减小字体文件的大小，提高加载速度。	需要提取字体子集，可能会增加开发成本。	网站使用的字符集比较小，或者只需要显示少量汉字的场景。
CDN加速	利用CDN的全球加速网络，提高字体文件的加载速度。	需要使用CDN服务，可能会增加成本。	网站面向全球用户，或者对加载速度要求较高的场景。
Vue项目配置优化	可以方便地在Vue项目中应用`preload`和`font-display`策略。	需要修改webpack配置，可能会增加学习成本。	使用Vue框架开发的网站。

十、彩蛋：一些冷知识和奇技淫巧

Variable Fonts (可变字体): 一种新的字体技术，允许在一个字体文件中存储多个字体样式（例如字重、字宽、倾斜度），从而大大减小字体文件的大小。
@supports规则: 可以使用@supports规则来检测浏览器是否支持某个CSS特性，例如font-display，从而根据不同的浏览器采用不同的字体加载策略。
HTTP/2 Server Push: 如果服务器支持HTTP/2 Server Push，可以在服务器端主动推送字体文件，从而减少客户端的请求次数，提高加载速度。

好了，今天的讲座就到这里。希望大家能够学以致用，让自己的Vue应用跑得更快，颜值更高！如果各位观众老爷觉得有用，不妨点个赞，加个收藏，以后遇到问题可以回来翻翻。感谢大家！

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