ASP.NET Core文件压缩最佳实践

前言

　　在微软官方文档中，未明确指出文件压缩功能的使用误区。

　　本文将对 ASP.NET Core 文件响应压缩的常见使用误区做出说明。

误区1：未使用 brotil 压缩

　　几乎不需要任何额外的代价，brotil 压缩算法可以帮助你的网站提升约 20% 静态资源加载性能。

　　同时启用 Gzip / brotil 压缩

　　Gzip 有更好的 user-agent 兼容性，而 brotli 有更好的性能。

　　所以我们通常需要在 ASP.NET Core 网站中同时启用这两种压缩。

　　如何区分 Gzip 压缩和 brotli 压缩

　　网站启用 brotli 压缩时，服务器请求返回头 content-encoding 中会包含 br 字样，否则是 gzip。

误区2：使用 Fastest 级别的 brotli 压缩

　　如果你阅读并参考了微软官方文档或者其他中文资源，比如：

　　ASP.NET Core 中的响应压缩 - MS Doc

　　在ASP.NET Core中使用brotli压缩 - Cnblogs

 

　　那么你可能会在代码中像下面这样使用压缩功能：

　　写法1：使用默认的压缩行为（框架将隐式添加 brotli 和 Gzip 功能）

public class Startup
{
    public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
    {
        services.AddResponseCompression();
    }

    public void Configure(IApplicationBuilder app, IHostingEnvironment env)
    {
        app.UseResponseCompression();
    }
}

　　写法2：显式添加压缩功能

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    services.AddResponseCompression(options =>
    {
        options.Providers.Add<brotliCompressionProvider>();
        options.Providers.Add<GzipCompressionProvider>();
        options.Providers.Add<CustomCompressionProvider>();
        options.MimeTypes = 
            ResponseCompressionDefaults.MimeTypes.Concat(
                new[] { "image/svg+xml" });
    });
    services.Configure<brotliCompressionProviderOptions>(options => 
    {
        options.Level = CompressionLevel.Fastest;
    });
}

　　写法3：自定义 brotliCompressionProvider

public class brotliCompressionProvider : ICompressionProvider
{
    public string EncodingName => "br";
    public bool SupportsFlush => true
    public Stream CreateStream(Stream outputStream)
    {
           return new brotliStream(outputStream,CompressionLevel.Fastest);
    }
} 

　　不幸的是，以上三种写法都没有发挥出 brotil 压缩算法的优势。

　　它们的共同点是均使用了 CompressionLevel.Fastest 压缩级别。

　　而在 CompressionLevel.Fastest 级别时，brotil 与 Gzip 压缩性能几乎无异。

　　参考：Introducing Support for Brotli Compression

 

图 2-1 Fastest 模式下，三种算法的压缩率等同

误区3：使用 Optimal 级别的 brotli 压缩

　　CompressionLevel 只有三个枚举值：Fastest / NoCompression / Optimal。

　　既然 Fastest 级别没有用，那我们只能换成 Optimal 了。

 

图 3-1 压缩级别枚举

　　非常不幸，brotil 的 Optimal 压缩级别存在严重的性能问题，在实际网站应用中几乎没有适用的场景。

 

图 3-2 Optimal 压缩耗时对比

 

最佳实践：使用 4 或 5 级别的 brotli 压缩

　　在 Introducing Support for Brotli Compression 这篇文章中，作者对不同级别 brotil 的压缩耗时做了评测，也就是下面这幅图。

 图 4-1 不同压缩级别下 brotli 的压缩耗时

　　观察这副图，brotil 的压缩质量其实有 1~11 个级别。

　　那我们如何自定义 brotli 的压缩级别呢，答案是直接将级别对应的整数转成 CompressionLevel 枚举。

　　参考：Setting a specific Brotli compression level when using response compression in ASP.NET Core

图 4-2 指定 brotli 的压缩级别

　　尽管这种写法看起来十分古怪，但通过考察 .NET 源码，可以确凿这种写法是可行的。

　　参考：System.IO.Compression.BrotliUtils.cs

 

图 4-3 CompressionLevel 枚举强制转换整数

　　现在我们可以自定义压缩级别了，但注意上方源码，只能指定 3 以上的级别，3 包括 3 以下的值有其他对应的转换逻辑。

　　回到本节第一副图 4-1，通过实测，发现在 4 / 5 级别下，brotli 确实可以获得最佳的压缩率和较低的压缩损耗。

总结

　　在 ASP.NET Core 中，我们应该同时启用 Gzip 和 brotil 压缩功能，其中 brotil 的压缩级别应该自定义到 4 或 5。

　　　　 public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
        {
            services.AddResponseCompression(options =>
            {
                options.Providers.Add<brotliCompressionProvider>();
                options.Providers.Add<GzipCompressionProvider>();
                options.MimeTypes =
                    ResponseCompressionDefaults.MimeTypes.Concat(
                        new[] { "image/svg+xml" });
            });

            services.Configure<brotliCompressionProviderOptions>(options =>
            {
                options.Level = (CompressionLevel)4; // 4 or 5 is OK
            });
        }
        public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env)
        {
            app.UseResponseCompression();
        }