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WebPerformance Autobahn oder Fußgängerzone Stefan Wintermeyer

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Wir erreichen heute nicht den Gipfel! Ich zeige Ihnen nur das Basecamp.

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Warum muss ich mich mit WebPerformance beschäftigen?

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Source: https://www.igvita.com/slides/2012/webperf-crash-course.pdf How speed affects bounce rate

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Jakob Nielsen’s book „Usability Engineering“ from 1993 Delay User reaction 0 - 100 ms Instant 100 - 300 ms Feels sluggish 300 - 1000 ms Machine is working… 1 s+ Mental context switch 10 s+ I’ll come back later…

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Web Search Delay Experiment Type of Delay Delay (ms) Duration (weeks) Impact on Avg. Daily Searches Pre-header 100 4 -0.20 % Pre-header 200 6 -0.59% Post-header 400 6 0.59% Post-ads 200 4 0.30% Source: https://www.igvita.com/slides/2012/webperf-crash-course.pdf

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Seiteneffekt: 
 Schnelle Webseiten benötigen weniger Server.

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Was ist schnell? BTW: Wir sprechen in erster Linie vom Viewport und natürlich von allen Geräten (also auch 3G auf dem Handy).

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Unter 1.000 ms auf 3G ist Gold. 1-2 Sekunden ist Silber.

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Wie lange dauert es eine einfache Webseite darzustellen?

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Lorem ipsum

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http://demo.amooma.de/webperf/disabledgzip/minimal/minimal.html

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Lorem ipsum

First Heading

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http://demo.amooma.de/webperf/disabledgzip/minimal/minimal.html

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No content

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Start Render Speed Index DOM Elements Frankfurt http://www.webpagetest.org/result/150811_5M_G74/ 0.294s 300 8 San Francisco http://www.webpagetest.org/result/150811_DT_GSK/ 0.494s 500 8 Sydney http://www.webpagetest.org/result/150811_AX_G7Y/ 1.498s 1500 8

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http://demo.amooma.de/webperf/disabledgzip/minimal/minimal-x10.html

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Start Render Speed Index DOM Elements Frankfurt http://www.webpagetest.org/result/150811_MT_M2Y/ 0.286s 300 17 San Francisco http://www.webpagetest.org/result/150811_SN_M2Q/ 0.494s 500 17 Sydney http://www.webpagetest.org/result/150811_47_MTS/ 1.497s 1500 17

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Start Render 8 Dom Elements (1

) 17 Dom Elements (10

) Frankfurt 0.294s 0.286s San Francisco 0.494s 0.494s Sydney 1.498s 1.497s

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Warum benötigt die zweite Datei nicht mehr Zeit zum Darstellen?

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HTTP 1.1 + TCP

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SYN SYN, ACK ACK + GET ACK ACK Client / Browser Server ~14 KB 10 Segmente zu je 1.460 Byte ~28 KB 20 Segmente zu je 1.460 Byte 10 x 2n Segmente

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SYN SYN, ACK ACK + GET ACK ACK Client / Browser Server ~14 KB ~28 KB 0 ms 40 ms 80 ms 160 ms 240 ms 120 ms 200 ms 280 ms

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TCP Slow-Start KB 0 55 110 165 220 Roundtrip 1. 2. 3. 4. 214KB 100KB 43KB 14KB 114KB 57KB 29KB 14KB

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blink-dev thread ● Cable profile (5Mbps / 28 ms RTT) ● Main thread attribution in Blink o Measured via Telemetry ● 69.5% of time blocked on network ● 6.6% of time blocked JavaScript ● 5.1% blocked on Layout ● 4.5% blocked on Paint ● ... No surprises here... First page load is network (latency) bound! Top 1M Alexa sites... +Ilya Grigorik @igrigorik

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Bei HTTP zählt nur Latenz! Bandbreite ist irrelevant!

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GSM, 3G und 4G/LTE

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Download Mbps 0 2 4 6 8 WLAN 2G 3G 4G LTE 7,5 1,8 0,1 6,1 Quelle: http://opensignal.com/reports/state-of-lte-q1-2014/

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Time on LTE 0 % 25 % 50 % 75 % 100 % Süd Korea Schweden USA Deutschland Russland 42 % 47 % 67 % 88 % 91 % Quelle: http://opensignal.com/reports/state-of-lte-q1-2014/

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Von der WebPerformance mit 3G hängt der Erfolg ab. 0 2 4 6 8 WLAN 2G 3G 4G LTE 7,5 1,8 0,1 6,1

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DNS Lookup TCP Connection HTTP Request 600ms 3G Netzwerk Overhead 200ms 200ms 200ms Bis hier weiß der Webserver noch nichts von der Anfrage.

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Wie wird eine Webseite vom Browser gerendert?

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Network HTML DOM CSS CSSOM JavaScript Render tree Layout Paint

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Network HTML DOM CSS CSSOM JavaScript Render tree Layout Paint

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Network HTML DOM CSS CSSOM JavaScript Render tree Layout Paint

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Network HTML DOM CSS CSSOM JavaScript Render tree Layout Paint

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Network HTML DOM CSS CSSOM JavaScript Render tree Layout Paint

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HTTP/1.1 lädt Dateien seriell. Allerdings öffnet der Browser 6 TCP-Verbindungen zu einer Domain gleichzeitig.

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Domain shard… all the things! 6 connections per origin
 just add more origins, right? Duplicate (spurious) data packets due to oversharding http://perf.fail/post/96104709544/zealous-sharding-hurts-etsy- performance Optimal number of shards? There is no such thing. Depends on particular page, device + network + network weather. Most sites overshard, and hurt themselves… Causing congestion, retransmissions, etc.

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Beispiel I

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No content

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0 2 4 6 8 WLAN 2G 3G 4G LTE 7,5 1,8 0,1 6,1

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0 2 4 6 8 WLAN 2G 3G 4G LTE 7,5 1,8 0,1 6,1

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0 2 4 6 8 WLAN 2G 3G 4G LTE 7,5 1,8 0,1 6,1

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Google Analytics 
 und der 
 Durchschnitt www.amooma.de GA Daten (01.07. - 31.07.15)

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Avg. Page Load Time: 1.68s

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0 10 20 30 40 Norwegen Schweden Finland Pakistan Slovakia China 30,59 16,75 16,52 0,46 0,46 0,44 Avg. Page Load Time in Sekunden

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Avg. Page Load Time für Deutschland:
 0.75s

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No content

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Avg. Page Load Time - Sekunden Sachsen-Anhalt 0,51 Rheinland-Pfalz 0,52 Sachsen 0,55 Brandenburg 0,59 Baden-Würthemberg 0,60 Saarland 0,62 Bayern 0,72 Hessen 0,76 Berlin 0,79 NRW 0,83 Niedersachsen 0,93 Hamburg 1,01 Schleswig-Holstein 1,07 Mecklenburg-Vorpom. 1,27 Thüringen 1,52 Bremen 1,65

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Der Durchschnitt muss immer analysiert werden!

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Beispiel II

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http://www.webpagetest.org/result/150818_90_H8T/

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No content

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Start Render: 2.201s Visually Complete: 3.7 s

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No content

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No content

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Unnötiger Redirect auf
 http://www.froscon.de/startseite/

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5 CSS Dateien die wertvolle TCP Verbindungen blockieren.
 Zu einer Datei zusammenfassen!

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Auch diese 5 JavaScript Dateien sollten besser zu einer Datei zusammengefasst werden.

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Time to First Byte: Über 1 Sekunde!

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Grafiken Optimieren. 
 z.B. lossless mit https://kraken.io/ 
 Kleinvieh macht auch Mist!

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Dateiname Original kraken.io % Savings gb.gif 1.03 KB 1.03 KB 0 % froscon_logo.png 5.39 KB 4.02 KB 25.38 % icon_retweet.gif 84 B 84 B 0 % logo_fh_rhein-sieg.png 3.93 KB 3.65 KB 7.03 % logo_luusa.png 4.83 KB 4.60 KB 4.87 % csm_HEG_Logo_1cacd1631b.png 6.61 KB 4.68 KB 29.08 % mitp__4c_dax_96dpi.jpg 24.54 KB 2.87 KB 88.29 % google-plus.png 1.47 KB 1.26 KB 14.65 % twitter.png 2.17 KB 1.28 KB 40.97 % facebook.png 1.01 KB 900 B 12.71 % kopfbild1.jpg 96.42 KB 94.00 KB 2.51 % Summe 147.48 KB 118.36 KB 19.75 %

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Network HTML DOM CSS CSSOM JavaScript Render tree Layout Paint Wissen über die Webseite anwenden

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No content

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Prefetch siehe http://w3c.github.io/resource-hints/#prefetch

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Vorhersehbare DNS-Abfragen und TCP-Connections

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Preconnect siehe http://w3c.github.io/resource-hints/#preconnect

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Mit 1 PT Aufwand wäre ein Verbesserung um 1 Sekunde möglich.

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Mit etwas mehr Aufwand wäre das 1.000ms Ziel auch auf einer 3G Verbindung erreichbar.

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HTTP/2

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HTTP/2 baut auf dem von Google erfundenen SPDY Protokoll auf.

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HTTP/2 kann mehrere Dateien parallel übertragen und benutzt nur noch eine TCP-Verbindung. Dadurch wird die Bandbreite optimal ausgenutzt.

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Im Schnitt werden per HTTP/2 abgerufene Seiten 20% schnell dargestellt.

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Alle evergreen Browser unterstützen HTTP/2 heute.

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Leider unterstützen heute weder Apache noch Nginx HTTP/2. Für Nginx gibt es eine Alpha Version.

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Viele HTTP/1.1 Optimierungen machen unter HTTP/2 keinen Sinn mehr. Man fängt oft wieder bei Null an.

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Ist WebPerformance wirklich so komplex?

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Low-Hanging Fruits

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~ 20 s Death by redirect.

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Nie mehr als 100 Dateien pro Webseite. BTW: Der TCP keepalive_requests Default ist 100.

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gzip

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CSS und JavaScript jeweils zusammenfassen

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Grafiken optimieren Tipp: https://kraken.io/

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Umstieg auf HTTP/2

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Statischer Content ist immer am schnellsten! Tipp: http://jekyllrb.com/

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www.varnish-cache.org

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www.phoenixframework.org

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www.webpagetest.org

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WebPerformance Literatur http://www.heise.de/ix/inhalt/2015/8/102/ http://chimera.labs.oreilly.com/books/1230000000545

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Fragen? Fragen! stefan.wintermeyer@amooma.de @wintermeyer Folien => http://www.amooma.de