前端性能优化之–页面渲染优化全面解析


为什么做优化

经典问题:白屏时间过长,用户体验差
产生的原因:网络问题、关键渲染路径(CRP)问题

怎么做优化

如何做好优化呢,网上随便一搜,就有很多优化总结,无非就是网络优化、静态资源(html、js、css、image)优化。下面我们撇开网络方面的优化,只分析静态资源方面的优化。而静态资源的优化关键在于你要去深入理解关键渲染路径(CRP)的运行原理和规则。

一、了解浏览器关键渲染路径(html加载过程)

面试必问:
1、描述一下从url输入到页面展示的全过程?
2、描述一下html加载全过程?
如何准确回答类似上面的问题呢,那么我们就需要全面了解浏览器关键渲染路径了,了解了工作原理,我们才能更好的更深入的理解静态资源的优化方案

渲染的关键路径分为以下五步

  • 构建DOM树
构建过程:Bytes->Characters->Tokens->Nodes->Dom

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  • 构建CSSOM树
构建过程:Bytes->Characters->Tokens->Nodes->CSSOM

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  • 合并DOM树和CSSOM树构建渲染树

    1、过滤掉不可见节点(脚本标记、元标记)
    2、过滤掉样式隐藏的节点(display:none)
  • 根据渲染树来布局,计算节点的几何信息(layout)
  • 将各个节点绘制在屏幕上(paint)

首先从上面的五步中看出,只有当DOM树和CSSOM树都构建完成之后才可以进行渲染树的构建,所以这两步是对整体渲染起阻塞作用的,当然了DOM树是必须的,它提供给页面内容,而CSSOM的必要性并不是太明显,所以在CSSOM构建的过程中可以做一些优化。在做优化前先要了解这几个知识点。

1、默认情况下,CSS是阻塞渲染的资源
2、我们可以通过媒体查询和媒体类型把一部分CSS标记为不阻塞渲染
(媒体查询的不足就是会严重影响关键渲染路径的性能)
<link href="style.css" rel="stylesheet">
<link href="print.css" rel="stylesheet" media="print">
<link href="other.css" rel="stylesheet" media="(min-width: 40em)">
3、浏览器**会下载所有CSS资源**、无论它阻塞还是不阻塞

根据上面三个知识点,会让你很清晰的知道,CSS优化可以做的事情就是,根据不同CSS使用场景和优先级的不同进行不阻塞标记。
如果是必要的CSS就请尽早的加载(1、引用位置靠前,2、减小文件体积)到客户端,这样就减少了对首次渲染的阻塞

二、javascript对渲染的影响和降低影响的策略

首先我们来讨论下javascript。它可以修改网页的方方面面,内容、样式、以及响应用户的交互。不过,javascript也会阻止DOM的构建和延缓网页渲染。下面我们来了解一下javascript和DOM、CSSOM的依赖关系。

  • javascript能修改内容和样式
  • 无论(内联javascript还是外部javascript文件)都会阻止DOM的构建

    DOM构建过程中如果遇到(非异步加载async)的javascript标签,浏览器将会终止DOM的构建,立即执行javascript。
    这就是为什么非异步执行的javascript要放在尾部或者将可执行代码要放在DOMContentLoaded回调中?
    因为如果该javascript代码操作了未构建完的DOM节点就会因为无法获取该节点而无法执行响应的操作。
  • CSSOM的构建影响javascript的执行

    如果在浏览器尚未完成CSSOM的下载和构建时,去运行javascript脚本,那么浏览器会延迟脚本的执行和DOM的构建,直至完成CSSOM的下载和构建。可以这样理解,当出现非异步加载的javascript时,CSSOM构建完成时间是早于javascript的执行,两者早于DOMContentloaded(即DOM构建彻底完成)。
未优化–javascript正常加载

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优化后–javascript异步加载

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根据上面的分析,我们可以清楚的认识到,非必要优先加载的js,选择异步加载是最优选择。

三、image对首屏渲染的影响

图像不会阻止首屏的渲染,但是为了增加用户体验我们应该考虑加载适当大小的图片,加速图片的呈现。

如何评估关键渲染路径

前面的内容让我们了解了关键路径渲染的基本原理和可能优化的机会,下面我们就需要使用一些工具,帮助我们去评估现有页面的CRP性能。

  • 测试工具:Lighthouse 可以快速测试你的网页,并提供性能报告
  • 监控工具:Nivigation Timing Api 设置你的代码,实时监控用户使用过程中的性能。

总结

javascript阻止DOM构建(DOMCommentLoaded触发被延迟),css的下载和完成阻止javascript的执行。在没有javascript或者只含有异步javascript的页面中,DOM的构建和CSSOM的构建互不影响。


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