软件开发生产线 CODEARTS-CodeArts前端DevOps实践
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CodeArts前端DevOps实践
本文主要以CodeArts产品自身为背景，简要介绍一些在前端性能优化方面的优秀实践方法和常见问题。
在开始本文的内容之前，先简单介绍一下华为云CodeArts。CodeArts是华为云一站式云端DevOps平台。简单来说，就是在云端提供了从需求到运维的端到端DevOps工具链。CodeArts的目的是为研发团队提高研发效率，降低研发成本。
本文的主题是前端的性能优化，而性能优化的解决过程与一个希腊神话故事十分类似。这个故事讲述一个名叫西西弗斯的国王，由于犯了错误，被惩罚在一座山坡上不停的推石头。这位国王不停推石头的过程，与我们持续的进行性能优化的过程很像，而石头就是我们要不停优化的问题，发现有问题又要重新来，或者一步一步来。几乎所有大型网站在做性能优化的时候，可能都是在重复的推那个大石头。
我们为什么要做性能优化？下面让我们来看几个数据：
- 第一，40%的用户如果在一个网站加载时长超过三秒之后就会离开这个网站。
- 第二，用户转换率和网站的响应时间进行关联的结果基本是，响应时间越高，性能越差，转换率越低。
之前在知乎上有一个很出名的讨论，有个人分享他把网站的响应时间从10秒提高到2秒，效率提高500%的心得和过程。当时很多人评论他讲得好，但还有更多人批判这个问题，原因就是为什么你最初能够容忍一个响应时间为10秒的产品上线？其实很多团队都存在这样的问题，每天聚焦在做优化的事情，反而忽略了第一次的10秒是怎么产生的。就好像西西弗斯的那个故事里的大石头，它为什么会出现？比如突然有一天我们被告知，用户说网站性能太差，无法承载响应的需求，这个时候团队内部才决定痛定思痛，好好做网站性能优化的事情。第一步往往是对网站进行分析，看能否找到其中的问题是什么。然后通过这些问题逐步去分析，并且做大量的技术验证，去定位并确定问题，这一步帮助我们知道这个石头是怎么来的。在这个阶段，让我们来看看有哪些好的实践。
首先，尽量利用一些第三方的平台工具，例如谷歌的Page Speed和YSlow、Lighthouse。这些工具提供了很多关于单一应用的检查项。用好第三方平台工具，能够快速对你的网站进行检验，去发现这里是否有问题，然后给我们某一个维度的检查报告。我们不能也全部依赖于工具的检验结果，也需要基于业务本身去一个一个验证，得出一个优化的结论，每一环验证好打上勾，最终的结果呈现出性能的提升。我们在提升的过程中往往发现，很多问题是规范方面的不足，这时就需要思考为什么在开发过程当中会犯这样的低级错误。
基于前面的过程，团队往往会组合出适合自己的工具链。但当我们一次次的开始推我们的这个大石头时，会发现石头特别大、特别累。于是我们希望前端工作人员能够安静独立的尽快解决这个事，不被打扰；我们会想团队要求能否少点需求，在这各阶段大家都停一下，一起把这个任务过了，让网站得到一些提升。
我们可能经过一个月的攻关，确保每个团队把自己的工作做好了，发上线了，客户得到了好的反馈，网站性能提升了，团队很高兴终于把这个石头推向山顶。但是过一两个月，又有人说页面速度变慢了，有些模块的响应速度完全不能忍受。问题的来源可能很多，我们的开发人员要专注于交付，项目进程中会出现人员的变动，很多之前在项目中积累的好实践会丢失掉。然而这些问题是无法避免的，可性能的提升也是刻不容缓的，难道团队要每隔一两个月就要做一次这样的攻关，又去推一遍超级大的石头吗？
在CodeArts的开发过程中也出现过这样的问题，而CodeArts团队针对这个问题的思考是不推这个石头了，为什么一定要积累到这么庞大的问题，而不是把石头敲碎，每次带一点呢。于是CodeArts开始基于这个角度思考如何进行性能优化，不要做任何专项的改进，而是把问题敲碎，放在每一个迭代当中。
回到开始，我们想一下之前要做的性能优化的事情，简单来说可以分为两个部分。第一个部分是固化的部分，包括CDN的建设、所有Web上的容器设置。CodeArts使用的是前端的Angular框架，关于Angular框架本身的演进与优化，再到基于业务实践自己抽取的或者实现的主权库以及公共的部分，我们把它看做是固化的部分。固化的意思是说在组织过一次集中的攻关之后，经验和效果很容易被传承下来。它的改动不涉及业务，所以它的变化频率本身比较低，而且一般这种公共的东西会有专门的架构师去看护。对于这部分内容，做了一部分优化之后就会有很好的效果。这其中还有网站劣化的部分，有可能每一个特性就是100到几百毫秒的差别，但是一个不注意，积累到一定程度之后，就会出现我们最开始所说的10秒页面。对于这部分问题CodeArts前端团队会怎么做？这就要回到DevOps的三步法，从左到右的流动，从右到左的反馈，以及持续学习的迭代。
这里的关键是第二步，从CodeArts面临的问题角度来看，就是我们怎么知道产品的每一个服务，每一个页面在什么时候开始发生了性能的劣化，就像那个石头一样是慢慢长大的。我们能否在每天，每个月，每个迭代随时发现它的变化，然后把石头敲碎，前提就是能否及时得到反馈。如果团队自身都不知道产品的性能是怎么样，靠外界，靠用户，靠其他人了解，到那个时候一看，石头就已经非常庞大了。所以核心的第一点是反馈，那么如何建立这个反馈？
第一，要有主动、实时的、前端定制化的监控。这里有几个非常关键的方面：
- 前端定制化。这种监控手段非常多，有各种各样的监控工具，大部分的实现原理是源于浏览器的关键节点。CodeArts本身基于开源的项目做了定制化的监控，一是将浏览器里面所有关于监控的指标细化了。
- 按照框架的要求，定义一些对产品要求更适合的指标，并且监控数据是实时的，并不是采样。监控的数据会提供给开发人员，每一个前端的开发人员会隔几天观察一下页面服务的现状表现如何，监控生成的结果一目了然，会帮助他们知道问题是由于网络还是由于基础框架、业务写法、效率、接口，通过前端主动化、定制化的监控，可以快速识别，且降低交付成本。
第二部分是被动的例行的性能验收。CodeArts团队会从测试验收的维度思考问题，有的团队确实疏忽了，或者初期没有建立起主动的意识，就需要靠被动的性能验收去给团队展示，让大家知道网站目前的情况，看到每一个页面发生的变化。
有了这两个主动的和被动的监控数据存在，让整个前端团队能够掌控到网站在性能上的实时变化，知道现在发生了什么问题，哪一块是我们的弱点，哪一块需要我们的开发人员去注意，哪一块需要公共架构成员去关注，这些都是非常重要的需要可视化的东西。
建立了相关的 数据可视化 以后，要怎么推行它？正如上文所说，要避免以前的那种专项的运动，因此要把每一次的性能优化放在每一个迭代，实际上影射的就是DevOps的第三步，每一个小迭代的快速优化和快速学习。这并不是一个技术活，这个问题的解决不依赖于某个技术手段或工具，因此这才是最麻烦的问题，它要求参与的每一个人有这方面的意识，提供了自动化工具和监控的可视化数据，但是不去实施，那么前面所做的所有努力就都白费了。针对这个问题最好的解决办法就是沟通，每一次的站会、周会，整个团队上下要有一个沟通的机制。在团队内部建立起良好的沟通氛围，所有数据可视化，且进行展示，团队的成员可以自发认领，且对于任务不惩罚，多主动激励，培养团队成员的主观能动性，在一次一次迭代过程中，让大家能够主动的去承担，去找到这些问题。最后很关键的一点是及时的激励或及时的反馈，每一个迭代都要看到客观数据的变化。因为前面已经建立了主动的和被动的监控数据，每次的迭代中你做的努力，或者你的松懈，会直接在下一周，或者下一个迭代会议里面产生相应的数据变化。这种可视化的反馈数据会产生及时的激励，让团队看到付出的所有努力都是值得的，那些主动思考问题、解决问题的团队一定会在可视化中脱颖而出，而不愿意改的问题一定会被放大出来。
最后回到原点，上文中一直吐槽西西弗斯，但换一个角度看他，还有一部分非常值得我们去学习的地方，就是一直向上不停歇，无论怎样，他永远在那个死循环里面推石头，也像CodeArts的精神，就像迭代一样，不断提升自己。一千个读者眼中有一千个哈姆雷特，希望本文中基于CodeArts分享的所有前端性能优化，以及实践上的尝试，能给各位开发者带来一定的启发，也希望文中提到的内容也能够为你日常的工作和实践提供帮助。
