Vue应用的性能预算（Performance Budget）配置：CI/CD集成与性能回归检测 - 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

Vue 应用的性能预算：CI/CD 集成与性能回归检测

大家好，今天我们来聊聊 Vue 应用的性能预算，以及如何在 CI/CD 流程中集成性能测试，以防止性能回归。性能预算是 Web 开发中一个非常重要的概念，它可以帮助我们保持应用的性能，提供更好的用户体验。

什么是性能预算？

性能预算是指为你的 Web 应用设置的一组性能目标，例如页面加载时间、资源大小、请求数量等。这些目标应该是可量化的，并且应该基于你的用户需求和业务目标。简单来说，就是设定一个“及格线”，确保应用的性能不会低于这个标准。

为什么要设置性能预算？原因有很多：

提升用户体验： 更快的页面加载速度意味着更好的用户体验，更低的跳出率和更高的转化率。
优化搜索引擎排名： Google 等搜索引擎会将页面加载速度作为排名因素之一。
降低运营成本： 更小的资源大小意味着更低的带宽消耗和服务器成本。
统一团队标准： 性能预算可以帮助团队成员理解性能的重要性，并共同努力实现性能目标。

性能预算的类型

性能预算可以根据不同的指标进行划分。以下是一些常见的性能预算类型：

类型	指标	描述
加载时间	First Contentful Paint (FCP), Largest Contentful Paint (LCP), First Input Delay (FID), Time to Interactive (TTI), Speed Index	这些指标衡量页面加载速度和用户交互的响应速度。例如，FCP 衡量浏览器首次渲染任何内容的时间，LCP 衡量页面上最大的内容元素渲染的时间，FID 衡量用户首次尝试与页面交互时，浏览器响应延迟的时间，TTI 衡量页面变为完全可交互的时间，Speed Index 衡量页面内容的可见填充速度。
资源大小	总资源大小、JavaScript 大小、CSS 大小、图片大小、字体大小	这些指标衡量页面加载的资源的总大小。减少资源大小可以显著提高页面加载速度。例如，JavaScript 大小应该尽可能小，可以使用代码压缩、代码分割等技术来减少 JavaScript 大小。图片大小也应该尽可能小，可以使用图片压缩、使用 WebP 格式等技术来减少图片大小。
请求数量	总请求数量、JavaScript 请求数量、CSS 请求数量、图片请求数量	这些指标衡量页面加载时发出的 HTTP 请求的数量。减少请求数量可以减少网络开销，提高页面加载速度。可以使用 HTTP/2、资源合并、CSS Sprites 等技术来减少请求数量。
规则	PageSpeed Insights 规则、Webhint 规则	这些指标衡量页面是否符合最佳实践。例如，PageSpeed Insights 规则会检查页面是否使用了浏览器缓存、是否使用了代码压缩、是否使用了图片优化等。Webhint 规则会检查页面是否存在安全问题、可访问性问题等。
自定义指标	可以根据业务需求自定义指标，例如 API 响应时间、关键用户操作的耗时等	根据你的应用特点，你可以定义一些自定义的性能指标。例如，如果你的应用依赖于某个 API，你可以监控 API 的响应时间。如果你的应用有一些关键的用户操作，例如登录、注册等，你可以监控这些操作的耗时。

在 Vue 应用中设置性能预算

在 Vue 应用中设置性能预算，需要考虑以下几个方面：

选择合适的指标： 根据你的应用特点和业务目标，选择合适的性能指标。
设置合理的阈值： 为每个指标设置合理的阈值。阈值的设置应该基于数据分析和用户体验的考虑。
监控性能指标： 使用合适的工具监控性能指标。
自动化性能测试： 在 CI/CD 流程中集成性能测试，以防止性能回归。

下面我们来看一些具体的例子。

1. 使用 webpack 插件设置资源大小预算

我们可以使用 webpack 插件来设置资源大小预算。例如，我们可以使用 webpack-bundle-analyzer 插件来分析 bundle 大小，并使用 size-limit 插件来设置资源大小预算。

首先，安装 webpack-bundle-analyzer 和 size-limit 插件：

npm install --save-dev webpack-bundle-analyzer size-limit

然后，在 webpack.config.js 中配置 webpack-bundle-analyzer 插件：

const { BundleAnalyzerPlugin } = require('webpack-bundle-analyzer');

module.exports = {
  // ...
  plugins: [
    new BundleAnalyzerPlugin({
      analyzerMode: 'static', // 生成静态报告
      reportFilename: 'bundle-report.html', // 报告文件名
      openAnalyzer: false, // 不自动打开报告
    }),
  ],
};

运行 webpack 命令，将会生成一个 bundle-report.html 文件，其中包含了 bundle 的详细信息。

接下来，配置 size-limit 插件。在 package.json 中添加 size-limit 配置：

{
  // ...
  "size-limit": [
    {
      "path": "dist/js/app.js",
      "limit": "100 KB"
    }
  ]
}

这个配置表示 dist/js/app.js 的大小不能超过 100 KB。

然后，在 CI/CD 流程中运行 size-limit 命令：

npx size-limit

如果 bundle 大小超过了预算，size-limit 命令将会返回一个错误，从而阻止部署。

2. 使用 Lighthouse 设置性能预算

Lighthouse 是 Google 提供的性能测试工具，可以用来评估 Web 应用的性能。我们可以使用 Lighthouse 来设置性能预算。

首先，安装 Lighthouse：

npm install -g lighthouse

然后，运行 Lighthouse：

lighthouse https://example.com --budget-path=budget.json

--budget-path 参数指定了性能预算文件。budget.json 文件的内容如下：

[
  {
    "path": "/*",
    "resourceSizes": [
      {
        "resourceType": "script",
        "budget": 150
      },
      {
        "resourceType": "total",
        "budget": 500
      }
    ],
    "performanceBudget": [
      {
        "resourceType": "first-contentful-paint",
        "budget": 1000
      }
    ]
  }
]

这个配置表示 JavaScript 的总大小不能超过 150 KB，所有资源的总大小不能超过 500 KB，First Contentful Paint (FCP) 不能超过 1000ms。

如果性能指标超过了预算，Lighthouse 将会在报告中显示错误信息。

3. 使用 WebPageTest API 设置性能预算

WebPageTest 是一个强大的 Web 性能测试工具。我们可以使用 WebPageTest API 来设置性能预算。

首先，你需要一个 WebPageTest API 密钥。你可以从 WebPageTest 官网申请一个免费的 API 密钥。

然后，使用 WebPageTest API 运行测试：

curl -s -d url=https://example.com -d k=<YOUR_API_KEY> https://www.webpagetest.org/runtest.php

这个命令将会提交一个测试到 WebPageTest，并返回一个测试 ID。

然后，使用测试 ID 获取测试结果：

curl -s https://www.webpagetest.org/jsonResult.php?test=<TEST_ID>

解析 JSON 结果，可以获取各种性能指标。你可以根据这些指标来判断是否符合性能预算。

CI/CD 集成

将性能测试集成到 CI/CD 流程中，可以帮助我们及早发现性能问题，防止性能回归。

以下是一个简单的 CI/CD 集成示例，使用 GitHub Actions 和 Lighthouse CI：

创建 GitHub Actions 工作流文件： 在你的项目根目录下创建一个 .github/workflows/performance.yml 文件。
配置工作流： 在工作流文件中配置构建、部署和性能测试步骤。

name: Performance Test

on:
  push:
    branches: [ main ]
  pull_request:
    branches: [ main ]

jobs:
  performance:
    runs-on: ubuntu-latest
    steps:
      - uses: actions/checkout@v3
      - name: Setup Node.js
        uses: actions/setup-node@v3
        with:
          node-version: 16
      - name: Install dependencies
        run: npm install
      - name: Build
        run: npm run build
      - name: Lighthouse CI
        uses: treosh/lighthouse-ci-action@v9
        with:
          urls: |
            http://localhost:3000
          configPath: ./.lighthouserc.js
          upload: true # 上传报告到 Lighthouse CI 服务器
        env:
          LHCI_GITHUB_APP_TOKEN: ${{ secrets.LHCI_GITHUB_APP_TOKEN }} # 用于在 PR 中添加注释

配置 Lighthouse CI： 在你的项目根目录下创建一个 .lighthouserc.js 文件。

module.exports = {
  ci: {
    collect: {
      startServerCommand: 'npm run start',
      url: ['http://localhost:3000'],
      numberOfRuns: 3, // 执行多次测试，取平均值
    },
    assert: {
      preset: 'lighthouse:recommended',
      assertions: {
        'categories:performance': ['warn', { minScore: 0.9 }], // 性能指标至少达到 0.9
        'categories:accessibility': ['error', { minScore: 1 }], // 可访问性指标必须达到 1
        'categories:best-practices': ['warn', { minScore: 0.9 }],
        'categories:seo': ['warn', { minScore: 0.9 }],
        'first-contentful-paint': ['warn', { maxNumericValue: 1500 }], // 首屏渲染时间不能超过 1.5 秒
        'largest-contentful-paint': ['warn', { maxNumericValue: 2500 }], // 最大内容渲染时间不能超过 2.5 秒
        'cumulative-layout-shift': ['warn', { maxNumericValue: 0.1 }], // 累积布局偏移不能超过 0.1
        'total-blocking-time': ['warn', { maxNumericValue: 300 }], // 总阻塞时间不能超过 300 毫秒
      },
    },
    upload: {
      target: 'temporary-public-storage',
    },
  },
};

设置 GitHub Secrets： 在你的 GitHub 仓库中设置 LHCI_GITHUB_APP_TOKEN secret。这个 token 用于在 PR 中添加 Lighthouse CI 的报告。你可以从 Lighthouse CI 官网获取这个 token。

每次 push 或 pull request 到 main 分支时，GitHub Actions 将会自动运行性能测试，并将结果报告到 Lighthouse CI 服务器。如果性能指标超过了预算，GitHub Actions 将会返回一个错误，从而阻止合并。

性能回归检测

性能回归是指应用的性能在某个版本之后变差。性能回归检测是指检测应用的性能是否发生了回归。

以下是一些常用的性能回归检测方法：

手动测试： 手动测试是指手动运行应用，并观察其性能。这种方法比较简单，但是效率较低，容易出错。
自动化测试： 自动化测试是指使用自动化工具运行应用，并自动检测其性能。这种方法效率较高，不容易出错，但是需要编写测试脚本。
监控： 监控是指持续监控应用的性能，并在性能发生变化时发出警报。这种方法可以及时发现性能问题，但是需要配置监控系统。

在 CI/CD 流程中，我们可以使用自动化测试来检测性能回归。例如，我们可以使用 Lighthouse CI 来检测性能回归。Lighthouse CI 可以记录每次测试的结果，并比较不同版本之间的性能差异。如果性能差异超过了阈值，Lighthouse CI 将会发出警报。

性能优化的常用策略

在设定和监控性能预算的同时，还需要掌握一些常见的性能优化策略，以便在性能不达标时能够快速定位问题并进行改进。

代码优化：
- 减少不必要的渲染： 使用 shouldComponentUpdate、PureComponent 或 React.memo 来避免不必要的组件更新。
- 避免在渲染函数中创建新的对象： 避免在渲染函数中创建新的对象，因为这会导致不必要的重新渲染。
- 使用 Lazy loading： 对于非首屏内容，可以使用 Lazy loading 来延迟加载，减少初始加载时间。
- 代码分割： 使用 Webpack 等工具进行代码分割，将应用拆分成多个小的 bundle，按需加载。
资源优化：
- 图片优化： 使用合适的图片格式（如 WebP）、压缩图片大小、使用 CDN 加速图片加载。
- 字体优化： 使用 Web Font Loader 来异步加载字体，避免阻塞渲染。
- CSS 优化： 压缩 CSS 文件、移除未使用的 CSS 规则、使用 CSS Modules 或 CSS-in-JS 来避免全局样式冲突。
- JavaScript 优化： 压缩 JavaScript 文件、移除未使用的代码、使用 Tree shaking 来删除未使用的模块。
网络优化：
- 使用 CDN： 使用 CDN 来加速资源加载，降低网络延迟。
- 启用 HTTP/2 或 HTTP/3： 使用 HTTP/2 或 HTTP/3 来提高网络传输效率。
- 使用浏览器缓存： 使用浏览器缓存来缓存静态资源，减少重复请求。
服务端优化：
- 优化 API 响应时间： 优化 API 的查询效率、使用缓存、使用 Gzip 压缩等手段来减少 API 响应时间。
- 使用服务器端渲染 (SSR)： 使用 SSR 来提高首屏渲染速度，改善 SEO。

性能预算的重要性

性能预算不仅仅是一个技术问题，它还涉及到团队协作、项目管理和业务目标。

促进团队协作： 性能预算可以帮助团队成员理解性能的重要性，并共同努力实现性能目标。
指导项目管理： 性能预算可以作为项目管理的重要指标，帮助项目经理评估项目的进度和风险。
服务业务目标： 性能预算可以帮助企业提高用户体验、优化搜索引擎排名、降低运营成本，从而实现业务目标。

性能预算的灵活调整

性能预算并非一成不变，需要根据项目的实际情况进行灵活调整。例如，在项目初期，可以设置较为宽松的性能预算，随着项目的迭代，可以逐步提高性能预算的要求。

在调整性能预算时，需要考虑以下因素：

用户需求： 用户的网络环境、设备性能、使用习惯等都会影响用户对性能的感知。
业务目标： 不同的业务场景对性能的要求不同。例如，电商网站对性能的要求通常比博客网站更高。
技术限制： 受到技术架构、第三方库、硬件环境等因素的限制，性能优化可能存在一定的瓶颈。

总而言之，性能预算是一个持续改进的过程，需要不断地监控、分析、优化，才能最终实现最佳的性能效果。

最后，对内容做一个简单概括

本文深入探讨了 Vue 应用中性能预算的配置，以及如何在 CI/CD 流程中集成性能测试，以防止性能回归。通过设定合理的性能预算、自动化性能测试和掌握性能优化策略，我们可以构建更快、更流畅的 Vue 应用，提供更好的用户体验。记住，性能优化是一个持续的过程，需要不断地监控、分析和改进。

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