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5/15/2019 9:03

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使用Brotli提高网站访问速度
在优化网站打开速度上,我们有很多的方法,而其中一个就是减少诸如Javascript和CSS等资源文件的大小,而减少文件大小的方法除了在代码上下功夫外,最常用的方法就是使用压缩算法对文件进行压缩。

目前,网站普遍使用的是gzip压缩算法,当然你可能还知道deflate和sdch算法,但是最近两年新兴了一个新的压缩算法:Brotli,下面我将会对这个算法进行简单的介绍。

什么是Brotli
Brotli最初发布于2015年,用于网络字体的离线压缩。Google软件工程师在2015年9月发布了包含通用无损数据压缩的Brotli增强版本,特别侧重于HTTP压缩。其中的编码器被部分改写以提高压缩比,编码器和解码器都提高了速度,流式API已被改进,增加更多压缩质量级别。新版本还展现了跨平台的性能改进,以及减少解码所需的内存。

与常见的通用压缩算法不同,Brotli使用一个预定义的120千字节字典。该字典包含超过13000个常用单词、短语和其他子字符串,这些来自一个文本和HTML文档的大型语料库。预定义的算法可以提升较小文件的压缩密度。

使用brotli取代deflate来对文本文件压缩通常可以增加20%的压缩密度,而压缩与解压缩速度则大致不变。

浏览器支持情况
图片描述

Chrome从版本49开始支持,但是完整的支持是在版本50(2016年5月27日开始支持)。

Firefox从版本52开始支持。

IE全版本不支持,但是Edge从版本15开始支持。

Safari全系不支持。

Opera从版本44开始支持。

支持Brotli压缩算法的浏览器使用的内容编码类型为br,例如以下是Chrome浏览器请求头里Accept-Encoding的值:

Accept-Encoding: gzip, deflate, sdch, br
如果服务端支持Brotli算法,则会返回以下的响应头:

Content-Encoding: br
需要注意的是,只有在HTTPS的情况下,浏览器才会发送br这个Accept-Encoding。

关于性能
下面是LinkedIn做的一个性能测试结果:

enter image description here

Algorithm Quality Compression Time (ms) Decompression Time (ms)
gzip 6 169 35
gzip 9 284 27
zopfli 15 37,847 32
zopfli 100 194,460 38
zopfli 1000 1,855,480 29
brotli 4 109 24
brotli 5 193 20
brotli 5 517 23
brotli 11 11,913 22
可以看到,Brotli的压缩率更高,意味着通过Brotli算法压缩的文件,文件大小更小,但是由表格可以看到,Brotli的压缩时间比gzip要多,而解压时间则相当。所以在运行中(on-the-fly)使用Brotli算法压缩文件可能并不是一个很好的方案,下面我们再探讨下。

更多的评测可以看以下两个链接:

https://cran.r-project.org/we…

https://hacks.mozilla.org/201…

使用Brotli
Brotli有更高的压缩率,但是同时也需要更长的压缩时间,所以在请求的时候实时进行压缩并不是一个很好的实践(当然你可以这么做)。我们可以预先对静态文件进行压缩,然后直接提供给客户端,这样我们就避免了Brotli压缩效率低的问题,同时使用这个方式,我们可以使用压缩质量最高的等级去压缩文件,最大程度的去减小文件的大小。

另外,由于不是所有浏览器都支持Brotli算法,所以在服务端,我们需要同时提供两种文件,一个是经过Brotli压缩的文件,一个是原始文件,在浏览器不支持Brotli的情况下,我们可以使用gzip去压缩原始文件提供给客户端。

具体的实现可以参照下Linkin的这篇文章:https://engineering.linkedin….。

在Nginx上启用Brotli
nginx目前并不支持Brotli算法,需要使用第三方模块,例如ngx_brotli进行实现。下面是简单的安装步骤。

安装及配置
下载ngx_brotli模块及其依赖:

$ git clone https://github.com/google/ngx_brotli
$ cd ngx_brotli
$ git submodule update –init
编译Nginx时加入ngx_brotli模块:

$ cd /path/to/nginx_source/
$ ./configure –add-module=/path/to/ngx_brotli
$ make && make install
在Nginx配置文件的http块下增加以下指令:

brotli on;
brotli_comp_level 6;
brotli_buffers 16 8k;
brotli_min_length 20;
brotli_types *;
以上是on-the-fly的配置方式,如果是要响应已经使用Brotli压缩过的文件,则使用brotli_static指令。下面是ngx_brotli模块相关指令的一些简单解析。

模块指令解析
brotli_static
启用后将会检查是否存在带有br扩展的预先压缩过的文件。如果值为always,则总是使用压缩过的文件,而不判断浏览器是否支持。

brotli
是否启用在on-the-fly方式压缩文件,启用后,将会在响应时对文件进行压缩并返回。

brotli_types
指定对哪些内容编码类型进行压缩。text/html内容总是会被进行压缩。

brotli_buffers
设置缓冲的数量和大小。大小默认为一个内存页的大小,也就是4k或者8k。

brotli_comp_level
设置压缩质量等级。取值范围是0到11.

brotli_window
设置窗口大小。

brotli_min_length
设置需要进行压缩的最小响应大小。

具体信息请参看:https://github.com/google/ngx…

参考
https://en.wikipedia.org/wiki…

https://engineering.linkedin….

https://github.com/google/ngx…

http://caniuse.com/#search=br…

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