新一代 Web 预渲染技术！

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大家好，我是 ConardLi。今天我们一起来聊聊预渲染技术。

预渲染技术

什么是预渲染呢？

很好理解，就是当我们还没有访问页面是提前对页面进行渲染，等到我们真正访问页面时就不需要再花费额外的时间去渲染页面了。

在当今网页最重要的性能指标 Core Web Vitals 中，Largest Contentful Paint (LCP)（最大内容渲染）占据着最重要的位置，这个指标也很好理解，也就是一个网页当前视口中可见的最大元素的渲染时间。

当我们访问一个网页时，浏览器首先会从服务器请求 HTML。服务器返回 HTML 响应，然后 HTML 会告诉浏览器下一步的工作，包括请求 CSS、JavaScript 等资源。等待这些资源返回后，浏览器才会进行真正的渲染动作。

所以，在以前，想要实现预渲染可能会通过下面两种方式：

第一种是预取下个页面的资源，根据 Google Chrome 的统计显示，网页大约 40% 的可见延迟都花费在浏览器等待服务器返回的第一个字节上了，所以提前把页面的资源预取回来也可以极大的提高页面的渲染性能：

<link rel="prefetch" href="/next-page/">

另外一种方式，不仅会预取资源，还会提前进行一定的渲染：

<link rel="prerender" href="/next-page/">

但除了 Chrome 之外，这种方式并没有得到广泛支持，而且它不是一个表达能力很强的 API。

后来，Chrome 又实现了 NoState Prefetch，它和 <link rel="prefetch" href="/next-page/"> 这种方式类似，会提前获取未来需要加载的页面所需的资源，但不会完全预渲染页面，也不会执行 JavaScript。

NoState Prefetch 确实可以通过改善资源加载来帮助我们提高页面性能，但它不会像完整预渲染那样提供即时的页面加载能力。

最近，Chrome 团队引入一套全新的完整页面预渲染的能力。

为了避免现有用法的复杂性，并且能够让预渲染技术的未来继续发展，新的预渲染机制将不使用 <link rel="prerender"...> 以及 NoState Prefetch 的保留的语法，未来也可能在某些节点禁用这些用法。

新一代预渲染

Chrome 提出的新一代预渲染技术将通过以下三种方式提供：

当你在 Chrome 地址栏中输入 URL 时，如果 Chrome 推测你会访问某个页面，它可能会自动为你预渲染这个页面。

当你在 Chrome 地址栏中输入一个关键词时，Chrome 可能会根据搜索引擎的提示自动为你预渲染页面。

这意味着啥呢？当你在地址栏输入几个关键字，还没点进去，浏览器已经在帮你渲染了！

大家可以通过 chrome://predictors 来看一下 Chrome 对你页面中 URL 的预测：

绿色的代表 Chrome 认为你有大于 80% 的概率会访问该页面，让你还没开始访问时，Chrome 已经开始为你渲染这个页面了。

黄色代表 Chrome 认为你有大于 50% 的概率会访问该页面，这时候 Chrome 不会进行预渲染，但是会提前帮你预取资源。

那么在 Web 开发中，我们怎么主动控制我们的网页的预渲染能力呢？

Speculation Rules API 可以以编程的方式告诉 Chrome 需要预渲染哪些页面。这就取代了之前的 <link rel="prerender"...> 写法，它们可以是静态配置，也可以由 JavaScript 动态注入。

后面我们会详细介绍。

以上是 web.dev 开启预渲染之前和之后的性能对比 LCP（最大内容渲染） 这个指标有了非常大的提升。

Speculation Rules API

数据预取

将下面的 JSON 添加到网页中，可以触发浏览器对 next.html 和 next17.html 的数据预取：

<script type="speculationrules">
  {
    "prefetch": [
      {
        "source": "list",
        "urls": ["next.html", "next17.html"]
      }
    ]
  }
</script>

Prefetch 的推测规则只会对 HTML 文档进行预取，而不会预取页面上的子资源。

与旧的 <link rel="prefetch"> （预取的数据存放在 HTTP 缓存）机制不同，通过 Speculation Rules 进行的预取，数据是保存在内存中的，所以浏览器一旦需要可以更快的访问到这些资源。

我们可以直接在 Network 看板中看到通过 Speculation Rules 进行预取的资源请求：

其对应的资源类型为 prefetch，并且此类请求还会添加一个 Sec-Purpose: prefetch HTTP Header，服务端可以通过这个 Header 来识别这些请求。

另外，在 Application 看板中也专门新增了一个 Preloading 部分来帮助我们调试和查看推测规则，这里我们可以看到当前页面配置的预渲染规则集是怎样的，以及对哪些页面进行了数据预取：

打开一个在推测规则中的页面，我们也可以看到这个页面是成功被预取的：

预渲染

如果要实现完整页面的预渲染，将下面的 JSON 添加到网页中，语法和预取是一样的：

<script type="speculationrules">
  {
    "prerender": [
      {
        "source": "list",
        "urls": ["next.html", "next17.html"]
      }
    ]
  }
</script>

目前浏览器只能支持同站站点的预渲染，例如 https://1.conardli.com 可以预 https://17.conardli.com 上的页面。注意如果是非同源的情况，需要预渲染的页面必须包括一个 Supports-Loading-Mode: credentialed-prerender Header 。

但是，与 Prefetch 不同的是，预渲染的请求在 Network 看板里是没办法直接看到的，因为它们是在 Chrome 中的单独渲染进程中获取和渲染的。

这时候，我们只能通过 Application 的 Preloading 看板来进行调试了：

组合规则

一个页面上可以同时配置多个推测规则：

<script type="speculationrules">
{
  "prefetch": [
    {
      "source": "list",
      "urls": ["数据预取17.html"]
    }
  ]
}
</script>
<script type="speculationrules">
{
  "prerender": [
    {
      "source": "list",
      "urls": ["预渲染17.html"]
    }
  ]
}
</script>

同样的，一个推测规则也可以设置为数组：

<script type="speculationrules">
{
  "prerender": [
    {
      "source": "list",
      "urls": ["17.html"]
    },
    {
      "source": "list",
      "urls": ["1717.html"]
    }
  ]
}
</script>

注意：目前浏览器限制一个页面最多预渲染 10 个子页面。

JS 动态添加

一般来讲，推测规则可以有两种配置方式：

第一种是静态 JSON 的方式，对于一些拥有静态内容的页面，比如博客，一般要预渲染的页面都是固定的 ，可以用静态配置。

但是大部分网站还是动态的，我们可能要根据一些条件来动态判断要预渲染的页面，可以用 JavaScript 进行动态添加：

// 判断浏览器是否支持 speculationrules
if (HTMLScriptElement.supports &&
    HTMLScriptElement.supports('speculationrules')) {
  const specScript = document.createElement('script');
  specScript.type = 'speculationrules';
  specRules = {
    prerender: [
      {
        source: 'list',
        urls: ['/17.html'],
      },
    ],
  };
  specScript.textContent = JSON.stringify(specRules);
  console.log('添加预渲染规则: 17.html');
  document.body.append(specScript);
}

最后

大家觉得这个技术怎么样？欢迎在评论区留言。

参考：

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