面试题：Angular代码分割的性能调优与原理剖析

Question

当Angular应用进行代码分割后，虽然初始加载速度有所提升，但在某些复杂场景下，如频繁切换路由模块时，出现了卡顿现象。请从代码分割的原理、Webpack打包机制以及Angular运行时的角度，深入分析可能导致卡顿的原因，并提供一套完整的性能优化方案，包括优化后的预期效果评估指标。

Answer 1

可能导致卡顿的原因分析

1. 代码分割原理方面
   • 按需加载粒度问题：代码分割通常按路由或功能模块进行。如果分割粒度不当，例如过细，在频繁切换路由时，每次都要加载大量小模块，增加了网络请求开销和模块初始化时间。例如，将一个本可作为整体的业务模块拆分成了多个过于细碎的子模块，每次路由切换都触发多个小模块的加载。
   • 模块依赖解析延迟：代码分割后的模块之间存在依赖关系，在加载新模块时，需要解析这些依赖。如果依赖关系复杂，解析过程可能会耗费时间，特别是在频繁切换路由导致大量模块频繁加载的情况下，依赖解析的累计时间就会导致卡顿。
2. Webpack打包机制方面
   • 打包文件大小和结构：Webpack打包后的文件可能包含冗余代码。例如，没有进行Tree - shaking优化，导致一些未使用的代码也被打包进了分割后的模块中，增加了文件大小。在频繁切换路由加载模块时，较大的文件下载和解析时间变长，从而导致卡顿。
   • 动态导入的性能开销：Webpack使用动态导入（import()）来实现代码分割。动态导入在运行时触发加载，每次触发都有一定的性能开销，包括创建请求、加载资源等。频繁的路由切换会频繁触发动态导入，这种开销的累积就可能导致卡顿。
3. Angular运行时方面
   • 组件初始化开销：Angular组件在加载后需要进行初始化，包括绑定数据、设置监听等操作。当频繁切换路由加载新的组件模块时，大量组件的初始化工作会在短时间内集中进行，消耗较多的CPU和内存资源，导致卡顿。
   • 变更检测机制：Angular的变更检测机制会在组件状态变化时检查并更新DOM。频繁切换路由模块可能导致大量组件状态变化，触发变更检测，若变更检测策略设置不合理，如不必要的全量检测，会增加运行时的性能开销，进而导致卡顿。

性能优化方案

1. 代码分割优化
   • 调整分割粒度：重新评估模块的分割粒度，将相关度高的功能合并为一个较大的模块，减少不必要的小模块。例如，将一些紧密相关的路由组件合并成一个模块，减少路由切换时的模块加载数量。
   • 预加载策略：对于一些可能频繁使用的模块，采用预加载策略。在应用初始化或空闲时间，提前加载这些模块到缓存中，当路由切换需要使用时，可以直接从缓存中获取，减少加载等待时间。可以使用Angular的RouterModule.forRoot中的preloadingStrategy来实现，如PreloadAllModules策略会在应用初始化时预加载所有懒加载模块。
2. Webpack优化
   • Tree - shaking优化：确保Webpack配置中开启了Tree - shaking功能，通过设置mode: 'production'以及正确配置optimization.minimize和TerserPlugin等插件，去除未使用的代码，减小打包文件的大小。这样在路由切换加载模块时，下载和解析时间会缩短。
   • Code Splitting配置优化：合理配置Webpack的splitChunks插件，将公共依赖提取到单独的文件中，避免在每个分割后的模块中重复包含。例如，可以将一些常用的第三方库如lodash提取到一个公共的vendor文件中，在应用启动时加载一次，后续路由切换加载模块时，这些公共依赖不需要重复加载。
3. Angular运行时优化
   • 组件初始化优化：在组件初始化时，尽量减少不必要的操作。例如，延迟一些非关键的初始化任务，等到组件真正需要使用时再进行。对于一些复杂的初始化逻辑，可以使用ngOnInit钩子函数的异步版本（async ngOnInit()），避免阻塞主线程。
   • 变更检测策略优化：对于一些数据变化较少的组件，将变更检测策略设置为OnPush。这样只有当组件输入属性变化、接收到事件或手动触发时，才会触发变更检测，减少不必要的检测次数，提高运行时性能。

优化后的预期效果评估指标

1. 加载时间指标
   • 初始加载时间：保持或进一步缩短初始加载时间，对比优化前后的首屏加载时间，预期优化后首屏加载时间无明显增加，甚至在一些情况下有所减少，例如减少1 - 2秒。
   • 路由切换加载时间：显著缩短路由切换时模块的加载时间，优化后每次路由切换的加载时间应控制在200毫秒以内，避免出现明显卡顿感。可以通过在路由切换前后记录时间戳来测量加载时间。
2. 性能指标
   • CPU使用率：在频繁切换路由场景下，优化后CPU使用率应保持在较低水平，例如不超过系统总CPU资源的30%，避免因CPU占用过高导致系统响应变慢。可以使用浏览器的性能分析工具（如Chrome DevTools的Performance面板）来监测CPU使用率。
   • 内存占用：优化后内存占用应保持稳定，不会因频繁路由切换而持续增长。例如，应用在运行一段时间且频繁切换路由后，内存增长不超过100MB。同样可以通过Chrome DevTools的Memory面板来监测内存使用情况。
3. 用户体验指标
   • 流畅度：用户在频繁切换路由时，应感觉到操作流畅，无明显卡顿或延迟。可以通过用户反馈或者录制操作视频，主观评估操作的流畅程度。
   • 响应时间：用户操作（如点击路由链接）到页面响应的时间应在可接受范围内，优化后响应时间应不超过300毫秒，给用户以快速响应的体验。