网页加速之Link prefetching

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背景：

Link Prefetching 是 HTML 5的一个标准， 最早是由Mozilla 发布的一个互联网标准草案，link prefetching 现在是 W3C和WHATWG关于HTML 5中的一部分。网页可以嵌入 prefetching 标记，当浏览器加载完当前页面即结束加载网页，在浏览器闲置的时候会触发prefetching 标记的link，浏览器会在后台静默prefeching指定的documents， 并存储在cache中。 当用户访问到prefetched documents时， cache中的内容会迅速被使用，加速网页展现。

触发Prefetch 语法：

<link rel="prefetch" href="http://www.cmcm.com"> prefetch cmcm </link>

HTTP link 语法：

Link: </images/big.jpeg>; rel=prefetch

HTML meta tag: 具体格式制定在 RFC 5988 Section 5

<meta http-equiv="Link" content="</images/big.jpeg>; rel=prefetch">

浏览器如何Prefetching & Web Developer Prefetching时机:

前面提到过浏览器会在闲置的时机进行prefetching，Firefox在Mosilla1.2中使用nsIWebProgressListener API,我们可以注册顶层的nsIWebProgress 对象，通过这个我们可以接收到document start & stop 通知，我们可以取上次stop的document和下次document start 的近视闲置值作为一段时间间隔. 当onLoad 触发处理顶层document 时基本会触发上一次document stop通知， 这是我们开始prefetch 请求时机。 如果一个subframe 包含prefetching 标记，浏览器prefetching 不会立即开始而是直到top-most frame 及其所有的子frame 完成加载才会被触发。 prefetching 是否适合你的站点取决于yourself.下面有几个建议：(1).当一些列的页面只是slideshow，加载前后1-3个页面（前提是这些页面并不是大页面)(2).在整个网站至始至终预加载大多数图片(3).prefetching 你网站的搜索结果页

下面我们一起来看一下我们困惑的场景：

1.当用户点击一个正在Prefetching的link 浏览器是如何做处理的？ 当用户点击或者初始化页面加载， link prefetching 会停止并且所有的prefetch的操作会被丢弃。如果已经prefetch document 是下载的一部分，那这部分document会被存储在cache中提供给服务器发送一个“Accept-Ranges:bytes"请 求报头使用。这个请求报头会被webservers在触发静态内容生成。当用户实时访问一个已经prefetched document，保 留部分 document 会被使用 HTTP byte-range 请求提取。2.当用户在后台下载时，link prefetching 会抢带宽吗？ yes and no. 如果你使用Mozilla浏览器下载， link prefetching 会被delayed直到后台所有下载完成。举例来说：你打 开几个tab加载网页包含prefetching标记，Mozilla会等待所有tab的页面加载完成后才会记性prefetch 请求。当你使用其 他 应用程序使用带宽，那么 prefetch会和其他应用程序竞争。这是个问题浏览器会有待改进，这里我们自己浏览器也 会进 行相应改进，比如在网络闲置情况下才进行prefetch。

使用prefetch的限制与开关：

1. 只有http,https才能使用prefetch， ftp协议不支持prefetch。2. 只有html的 link标签支持 prefetch ， <a></a> 等其他标签不支持。3. 你可以通过js代码关闭prefetch

<span style="font-size:18px;">user_pref("network.prefetch", false);
</span>

但是有个问题是目前虽然提供这个选项，但是大多数浏览器对这个选项支持是有问题的，换句话说即使开启这个选项，也有可能prefetching。4.测试你的浏览器是否支持prefetching Test Prefetching

Link Prefetching 性能测试

测试环境：小米2:CM BrowserAndroid 4.1.1系统

site/page load time	enable Prefetching	none prefetching	improve(%)
www.cmcm.com	6367	9470	35%
www.taobao.com	871	1112	13%

08-03 17:18:41.299: E/Timer(20970): pageStarted   http://www.cmcm.com/ 08-03 17:18:41.399: E/Timer(20970): pageFinished  http://www.cmcm.com/ 08-03 17:18:41.419: E/Timer(20970): pageStarted   http://www.cmcm.com/en-us/ 08-03 17:18:47.675: E/Timer(20970): pageFinished  http://www.cmcm.com/en-us/ 
6367

08-03 17:20:07.631: E/Timer(21417): pageStarted   http://www.cmcm.com/ 08-03 17:20:08.862: E/Timer(21417): pageFinished  http://www.cmcm.com/ 08-03 17:20:08.882: E/Timer(21417): pageStarted   http://www.cmcm.com/en-us/ 08-03 17:20:17.371: E/Timer(21417): pageFinished  http://www.cmcm.com/en-us/ 
9740
-----------------------------------------------------------------------------------------------
08-03 20:57:55.765: E/Timer(26875): pageStarted   http://www.taobao.com/ 08-03 20:57:55.805: E/Timer(26875): pageStarted   http://m.taobao.com/?sprefer=sypc00 08-03 20:57:56.877: E/Timer(26875): pageFinished  http://m.taobao.com/?sprefer=sypc00 
1112

08-03 21:00:45.817: E/Timer(27666): pageStarted   http://www.taobao.com/ 08-03 21:00:45.867: E/Timer(27666): pageStarted   http://m.taobao.com/?sprefer=sypc00 08-03 21:00:46.688: E/Timer(27666): pageFinished  http://m.taobao.com/?sprefer=sypc00 
871

通过我们自己的浏览器测试开启prefetching可以提高显著提高页面的加载速度。

Link Prefetching 在Webkit中实现

在webkit中通过宏LINK_PREFETCH来控制是否支持这个选项。如果我们使用webkit内核不需要这项功能，我们可以通过这个宏disable link prefetch, 这个宏的位置是在 webKit/Source/JavaScriptCore/wtf/Platform.h:#define ENABLE_LINK_PREFETCH 1下面我们一起看一下link prefetch在webkit当中涉及模块有哪些.(1).webkit 中的HTML parser(2).webkit 中的loaderPrefetch parser/loader 实现交互图如下：

void HTMLLinkElement::parseMappedAttribute(Attribute* attr)
{
    if (attr->name() == relAttr) {
        tokenizeRelAttribute(attr->value(), m_relAttribute);
        process();
    } else if (attr->name() == hrefAttr) {
        m_url = document()->completeURL(stripLeadingAndTrailingHTMLSpaces(attr->value()));
        process();
    } else if (attr->name() == typeAttr) {
        m_type = attr->value();
        process();
    } else if (attr->name() == mediaAttr) {
        m_media = attr->value().string().lower();
        process();
    } else if (attr->name() == disabledAttr)
        setDisabledState(!attr->isNull());
    else if (attr->name() == onbeforeloadAttr)
        setAttributeEventListener(eventNames().beforeloadEvent, createAttributeEventListener(this, attr));
#if ENABLE(LINK_PREFETCH)
    else if (attr->name() == onloadAttr)
        setAttributeEventListener(eventNames().loadEvent, createAttributeEventListener(this, attr));
    else if (attr->name() == onerrorAttr)
        setAttributeEventListener(eventNames().errorEvent, createAttributeEventListener(this, attr));
#endif
    else {
        if (attr->name() == titleAttr && m_sheet)
            m_sheet->setTitle(attr->value());
        HTMLElement::parseMappedAttribute(attr);
    }
}

void HTMLLinkElement::tokenizeRelAttribute(const AtomicString& rel, RelAttribute& relAttribute)
{
...
#if ENABLE(LINK_PREFETCH)
            else if (equalIgnoringCase(*it, "prefetch"))
              relAttribute.m_isLinkPrefetch = true;
            else if (equalIgnoringCase(*it, "subresource"))
              relAttribute.m_isLinkSubresource = true;
#endif
...
}

void HTMLLinkElement::process()
{
   ...
#if ENABLE(LINK_PREFETCH)
    if ((m_relAttribute.m_isLinkPrefetch || m_relAttribute.m_isLinkSubresource) && m_url.isValid() && document()->frame()) {
        if (!checkBeforeLoadEvent())
            return;
        ResourceLoadPriority priority = ResourceLoadPriorityUnresolved;
        if (m_relAttribute.m_isLinkSubresource)
            priority = ResourceLoadPriorityLow;

        m_cachedLinkResource = document()->cachedResourceLoader()->requestLinkResource(m_url, priority);
        if (m_cachedLinkResource)
            m_cachedLinkResource->addClient(this);
    }
#endif
   ...
  
}

解析网页html的过程中触发parseMappedAttribute方法解析HTMLLink相关的节点，在tokenizeRelAttribute实现中会解析prefetch标签并设置标记.process方法请求加载prefetch link 相关资源， 并且将任务添加到CacheResource中， 当CachedResource返回可以加载resource时， 会通知HTMLLinkElement.cpp中 notifyFinished， notifyFinished会启动一个timer进行资源加载。
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