Chrome Prerender2.0 - 新一代 Web 预渲染技术

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如何在 Chrome 浏览器中更快地加载网站? 这是本篇文章即将讨论的主题。

📃前言

Chrome浏览器在ver.103中引入了许多新功能，例如 Journeys、新的隐私指南界面、扩展入门等，仔细查看 Chrome 的隐藏标志，我们发现了另一个可以显着加快网站加载速度的功能。 这项技术功能可用于预加载和渲染内容，可以大大的提高用户访问网站的体验，取代了旧版 Chrome 中的 NoState Prefetch 预渲染 并且消耗资源更少。

❔如何启用

确保你的Chrome版本在 103+ 查看 chrome://flags 输入 prerender 确保相关项 是 Enabled 状态 根据系统提示进行重启动浏览器。

enabled

❔Prerender2.0的使用

使用 Prerender2.0 机制需要使用新增的 Speculation Rules API，此API可同时支持触发 Prefetch、NSP、Prerender 机制。

1、Prefetch（预取）机制： 预取是一种优化策略，通过在用户点击链接之前提前获取相关资源，以减少加载时间。这可以包括预先加载链接指向的页面的CSS、JavaScript、图像等内容，提高用户体验。
2、NSP（Next Scheduled Prefetch）机制： NSP 是一种进一步的优化，它预定了将来可能发生的预取操作。系统会根据用户行为和网站的预取策略，提前获取可能被访问的页面资源，以减少未来导航时的加载时间。
3、Prerender（预渲染）机制： 预渲染是一种更进一步的优化技术，它不仅预取资源，还预先渲染整个页面。这意味着浏览器在用户导航到页面之前会预先加载、执行 JavaScript 和渲染页面，以便在用户实际导航到该页面时可以立即呈现。这有助于显著缩短页面加载时间。

可以通过 ('supports' in HTMLScriptElement && HTMLScriptElement.supports('speculationrules')) 来查看当前运行环境的支持情况

API 使用:

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<script type="speculationrules">
	{
		"prerender": [
			{"source": "list",
				"urls": ["next.html", "./PrefetchTestNew.html"]}
		],
		"prefetch": [
			{"source": "list",
				"urls": ["next.html"],
				"requires": ["anonymous-client-ip-when-cross-origin"]}
		],
		"prefetch_with_subresources": [
			{"source": "list",
				"urls": ["next.html"],
				"requires": ["anonymous-client-ip-when-cross-origin"]}
		]
	}
</script>

API 主要参数说明:

类型 含义 备注
prerender 使用预渲染机制 /
prefetch 使用预加载机制，仅预加载主文档(Document) 内部使用 SimpleURLLoader 实现主文档的预加载
prefetch_with_subresources 使用预加载机制，预加载主文档 + 关键子资源。功能效果类似于NSP 内部使用 SimpleURLLoader 实现主文档的预加载
requires 在确保客户端IP对服务端不可见时，可预加载跨域资源 value只能为 anonymous-client-ip-when-cross-origin，且 只支持 key为 prefetch 和 prefetch_with_subresources 的场景下使用

根据支持情况使用:

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<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
  <meta charset="utf-8">
  <title>Prerendering with web-vitals: index</title>
  <link id="favicon" rel="icon" href="https://glitch.com/favicon.ico" type="image/x-icon" />
  <meta http-equiv="Content-Security-Policy" content="script-src 'strict-dynamic' 'sha256-kBytAlkzbRIYPXxDAM/I6PhcHCfaLyEcc48s76/JtOI='">
</head>
<body>

  <h1>Start page</h1>

  <p><a href="next.html">This link should be prerendered</a></p>
  <p><a href="next2.html">This link should also be prerendered</a></p>

  <hr>

  <pre id="output1"></pre>
  <pre id="output2"></pre>

  <hr>

  <p><a href="https://glitch.com/edit/#!/prerender-demos">View the code on Glitch</a></p>

  <script>
    function trackAction(selector, actionName, args) {
      document.querySelector(selector).textContent = `${actionName}: ${JSON.stringify(args, 0, 2).replaceAll('\\"','"')}`;
    }
    function addSpeculationRules() {
      const specScript = document.createElement("script");
      specScript.id = "speculationrules";
      specScript.type = "speculationrules";
      specScript.textContent = `
        {
          "prerender": [
            {
              "source": "list",
              "urls": ["next.html", "next2.html"]
            }
          ]
        }`;
      document.body.appendChild(specScript);
    }
    if (!('supports' in HTMLScriptElement && HTMLScriptElement.supports('speculationrules'))) {
      trackAction('#output1', 'Speculation Rules supported on your browser', 'false');
    } else {
      trackAction('#output1', 'Speculation Rules supported on your browser', 'true');
      addSpeculationRules();
      trackAction('#output2', 'Added speculationrules', document.querySelector('#speculationrules').text.replaceAll('\n','').replace(/  +/g,' '));
    }
    window.addEventListener('pageshow', (event) => {
      // on bfcache restore, reinitialise the speculation rules to force another prerender
      const navigationType = performance.getEntriesByType('navigation')[0].type;
      if (event.persisted || navigationType == 'back_forward' ) {
        document.querySelector('#speculationrules')?.remove();
        addSpeculationRules();
        trackAction('#output2', 'Page reactivated: re-added speculationrules', document.querySelector('#speculationrules').text.replaceAll('\n','').replace(/  +/g,' '));
      }
    });
  </script>
</body>
</html>

由于 Speculation Rules API 的灵活性较好，Chromium预言此API将逐步替代规则，成为开发者使用较多的API。

❔我根据代码提示使用了Prerender2.0技术，那么如何客观的体现呢?

如何知道用户打开了已Prerender的页面呢?

  1. 可以打开F12控制台，通过输入 performance.getEntriesByType('navigation')[0].type 可以获取到当前页面的加载类型，如果是 ‘prerender’ 则表示当前页面是通过 Prerender2.0 技术加载的。
  2. 同上，但是输入performance.getEntriesByType('navigation')[0].activationStart; 如果大于0 则表示当前页面是通过 Prerender2.0 技术加载的。
  3. 同上
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    let wasActivated = false;
    document.addEventListener('prerenderingchange', (event) => {
      wasActivated = true;
    });
    // wasActivated = true 则表示当前页面是通过 Prerender2.0 技术加载的。
    console.info(wasActivated);

提供了三种方式去验证当前页面是否是通过 Prerender2.0 技术加载的，当然还可以通过任务管理器查看 带有预渲染的网页 会有预渲染: 开头。

❔效果如何?

根据 Chromium 提供的视频示例(视频演示)，不使用 Prerender 能力可以明显的看到页面中内容从0到1展示的过程，而使用Prerender后页面几乎是即时展示的。效果对比 非常明显。

quick

❔体验地址

Prerender Demo: 前往体验demo

Prerender Demo源代码: 前往查看源代码

❔应用场景

由于预渲染页面对于设备的资源消耗较大，是个需要谨慎使用的机制能力，若肆无忌惮的使用此能力，不仅无法提高用户的浏览体验，还会耗尽用户的宝贵资源，可能带来卡顿、崩溃等负向影响。Chromium推荐用法中表示当用户加载某些页面的可能性很高时才推荐使用Prerender机制，此时可将Prerender机制带来的正向收益最大化。

Chromium将预测技术与Prerender2.0机制结合使用，利用预测技术提高预渲染页面的准确性。通过 chrome://predictors 页面可看出Chromium对用户行为的预测，如下图。

predictors

其中 绿色高亮 表示有足够信心触发预渲染。以上示例可看出，当用户在输入框中输入”aliy”/“aliyu”/“aliyun”字符后，Chrome 将对 “https://www.aliyundrive.com/" 站点发起预渲染，因为经过多次统计有足够的信心认为用户将进入目标站点。

Chromium会根据用户输入和选择不断的更新预测结果。

当置信度>50%(图中黄色)，Chromium会发起预链接
当置信度>80%(图中绿色)，Chromium会发起预渲染

同时Chromium会将预测的结果呈现在Sug选项栏中，辅助用户进入目标站点。

进入站点后，开发者可以通过上面提到的验证方式，来确认当前是否是 Prerender2.0 技术预加载的。

总结

本文主要介绍了 Prerender 机制的发展过程和现状，并对 Prerender2.0 技术进行介绍。其中重点介绍了 Prerender2.0 技术的使用、实现流程和应用场景。Prerender2.0 机制还在初级阶段，目前为止Chromium还在对 Prerender2.0 技术进行完善，故文档中内容可能和最新方案有些许差异。但是我们仍将持续关注 Prerender2.0 技术发展，发掘其应用于业务的可行场景，持续优化页面上屏性能，提升用户体验。

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参考文档:

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RexHang前端开发工程师

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