Partytown调研说明

什么是PartyTown

Partytown 是一个主要用于前端性能优化的工具，它通过将第三方脚本放入web worker中运行，来将主线程与第三方脚本的执行隔离开，从而加速页面加载和交互。

参考文档

https://github.com/BuilderIO/partytown
https://developer.aliyun.com/article/1034800
https://blog.miniasp.com/post/2023/01/27/Partytown-Run-Third-Party-Scripts-From-Web-Worker

如何使用

1. 引入包

import { Partytown } from '@builder.io/partytown/react';

2. 在Head最顶端引入`<Partytown />`。

3. 第三方的script标签的type设置为type=‘text/partytown’

import Head from 'next/head';
import { Partytown } from '@builder.io/partytown/react';

const Home = () => {
  return (
    <>
      <Head>
        <title>My App</title> 
        <Partytown debug forward={['dataLayer.push']} />
        <script src='https://example.com/analytics.js' type='text/partytown' />
      </Head>
      <main>...</main>
    </>
  );
};

export default Home;

实现原理

Partytown 依赖于 Web Workers、Service Workers、JavaScript 代理以及 webWorker和主线程的通信层。
实现 Web Worker 和主线程之间进行同步通信目前他们的文档展示了两种方式：

Atomics方案（优先、速度更快）。
（降级）同步 xhr 请求+ Service Workers 。

Web Worker与主线程之间的postMessage是异步通信，因此比如采用中间通信层达到同步的效果。

1. 通过 script 标记上的 type=“text/partytown” 属性来禁止脚本在主线程上运行。仍然会发起脚本的JS资源请求，但是不会执行。

2. PartyTown在webworker中执行脚本，支持动态添加：使用ptupdate事件通知partyTown检测。

window.dispatchEvent(new CustomEvent('ptupdate'));

3. Partytown检测是否可以使用 Atomics ，如果不行则降级使用ServiceWorker，加载时采用对应的构建。

4. Partytown 创建 Web Worker 并且获得需要执行的第三方脚本。

5. Web Worker 创建 JavaScript Proxy代理来复制和转发对主线程 API 的调用（例如 DOM 操作）。

举例：
例如在 Web Worker 中获取 document.title 会经过以下步骤：
webworker在线程内定义一个document变量，使用 Proxy 代理拦截get / set方法。(大概类似下方），在get方法拦截后，从主线程获取document.title再返回。

const document = new Proxy({}, {
  get(target, property) {
    // 当尝试访问 document 的属性时，拦截该操作
    console.log(`访问了 document 的属性 ${property}`);
    
    // 阻塞同步 发送消息到主线程来执行实际的 DOM 操作
    
    return get_value;
  },

  // 要设置改动document上的值，则触发set拦截
  set(target, property, value) {
    console.log(`设置了 document 的属性 ${property} 为 ${value}`);
    
    // 同步发送消息到主线程等操作，把变化传输过去。
    
    return true;  // 设置成功
  }
});

而get / set方法中使用注释说明的“同步方法传送消息”，就是指Atomice方案和serviceWorker +XHR同步请求的方案两种。

整个流程虽然比较繁琐，但是其好处就是在Web Worker 运行的 JS 来说，其访问 DOM API 是同步的，完全和主线程一样，就不必重写 JS 来处理 DOM API了。

缺点在于：
1. 其支持的ducoument API有限，兼容性问题仍然存在。
2. 如果SDK内部存在大量的主线程环境变量交互，仍然可能会阻塞主线程并且加重线程之间消息传递的开销。（可以后续待观察）
3. 并且第三方SDK可能会自主变动，可能出现测试成功上线，但是某一天突然报错失败的情况。（是否有partytown执行失败的容错）

Atomics方案

遇到使用主线程API的情况，使用 Atomics.store() 和 postMessage() 将数据发送到主线程，并运行 Atomics.wait()。
Web Worker 从主线程接收到结果数据，执行 Atomics.load()。
从 Web Worker 上执行的代码的角度来看，一切都是同步的，并且对文档的每次调用都是阻塞的。

serviceWorker +XHR同步请求方案

遇到使用主线程API的情况，使用同步的 XHR 发起请求
然后 Service Worker 监听onFetch拦截请求，通过 postMessage异步通信发送到主线程。
主线程返回结果，响应 Web Worker 的请求。（webworker的请求不是同步的吗？为什么sw是异步发送？）
从 Web Worker 上执行的代码的角度来看，一切都是同步的，并且对文档的每次调用都是阻塞的。

使用缺点 & 注意自测事项

party可以使webworker同步地访问浏览器环境变量和DOM节点，解决了webworker无法使用环境变量的问题。
（不一定准确）根据他们github上提供的单元测试用例，看起来它支持的工作线程中的环境变量代理如下：

  environments[ctx.winId] = {
    $winId$: ctx.winId,
    $parentWinId$: ctx.winId,
    $window$: ctx.window,
    $document$: ctx.document,
    $documentElement$: ctx.document.documentElement,
    $head$: ctx.document.head,
    $body$: ctx.document.body,
    $location$: ctx.window.location,
    $visibilityState$: 'visible',
    $createNode$: () => null as any,
    $isSameOrigin$: true,
  };

partytown的兼容性和降级方案。
SDK下载 / 解析完毕后是否能够正常使用，如果不能使用的容错 / 上报方案。
可能出现的不能使用的场景：

SDK解析时因为兼容性或者其他问题失败。
SDK解析完毕，但是调用第三方方法失败。
webworker线程因为SDK解析出错 / 或者其他异常线程报错 / 退出。

是否存在频繁沟通主线程造成额外开销导致负优化。

具体实现方案

1. 服务器源站托管partytown的静态lib文件

因为partytown中需要使用serviceworker，必须把sw的工作线程文件放在服务器下，可以从我们站点根路径直接访问的源文件，所以他们的静态文件不能托管到CDN。
说明：https://partytown.builder.io/copy-library-files
为此，partytown提供了几个方案：

1. webpack打包插件

// webpack.config.js
const path = require('path');
const CopyPlugin = require('copy-webpack-plugin');
const partytown = require('@builder.io/partytown/utils');

module.exports = {
  plugins: [
    new CopyPlugin({
      patterns: [
        {
          from: partytown.libDirPath(),
          to: path.join(__dirname, 'public', '~partytown'),
        },
      ],
    }),
  ],
};

2. 前置npm命令

{
  "scripts": {
    "build": "npm run partytown && next build",
    "partytown": "partytown copylib public/~partytown"
  }
}