浏览器渲染流程
- 解析 HTML 文件,构建 DOM 树,同时浏览器主进程负责下载 CSS 文件
- CSS 文件下载完成,解析 CSS 文件成树形的数据结构,然后结合 DOM 树合并成 RenderObject 树
- 布局 RenderObject 树 (Layout/reflow),负责 RenderObject 树中的元素的尺寸,位置等计算
- 绘制 RenderObject 树 (paint),绘制页面的像素信息
- 浏览器主进程将默认的图层和复合图层交给 GPU 进程,GPU 进程再将各个图层合成(composite),最后显示出页面
CRP(关键渲染路径Critical Rendering Path)优化
关键渲染路径是浏览器将 HTML、CSS、JavaScript 转换为在屏幕上呈现的像素内容所经历的一系列步骤。也就是我们刚刚提到的的的浏览器渲染流程。
为尽快完成首次渲染,我们需要最大限度减小以下三种可变因素:
* 关键资源的数量: 可能阻止网页首次渲染的资源。
* 关键路径长度: 获取所有关键资源所需的往返次数或总时间。
* 关键字节: 实现网页首次渲染所需的总字节数,等同于所有关键资源传送文件大小的总和。
优化 DOM
* 删除不必要的代码和注释包括空格,尽量做到最小化文件。
* 可以利用 GZIP 压缩文件。
* 结合 HTTP 缓存文件。
优化 CSSOM
首先,DOM 和 CSSOM 通常是并行构建的,所以 CSS 加载不会阻塞 DOM 的解析。
然而,由于 Render Tree 是依赖于 DOM Tree 和 CSSOM Tree 的,
所以他必须等待到 CSSOM Tree 构建完成,也就是 CSS 资源加载完成(或者 CSS 资源加载失败)后,才能开始渲染。因此,CSS 加载会阻塞 Dom 的渲染。
由此可见,对于 CSSOM 缩小、压缩以及缓存同样重要,我们可以从这方面考虑去优化。
* 减少关键 CSS 元素数量
* 当我们声明样式表时,请密切关注媒体查询的类型,它们极大地影响了 CRP 的性能 。
优化 JavaScript
当浏览器遇到 script 标记时,会阻止解析器继续操作,直到 CSSOM 构建完毕,JavaScript 才会运行并继续完成 DOM 构建过程。
* async: 当我们在 script 标记添加 async 属性以后,浏览器遇到这个 script 标记时会继续解析 DOM,同时脚本也不会被 CSSOM 阻止,即不会阻止 CRP。
* defer: 与 async 的区别在于,脚本需要等到文档解析后( DOMContentLoaded 事件前)执行,而 async 允许脚本在文档解析时位于后台运行(两者下载的过程不会阻塞 DOM,但执行会)。
* 当我们的脚本不会修改 DOM 或 CSSOM 时,推荐使用 async 。
* 预加载 —— preload & prefetch 。
* DNS 预解析 —— dns-prefetch 。
小结
* 分析并用 **关键资源数 关键字节数 关键路径长度** 来描述我们的 CRP 。
* 最小化关键资源数: 消除它们(内联)、推迟它们的下载(defer)或者使它们异步解析(async)等等 。
* 优化关键字节数(缩小、压缩)来减少下载时间 。
* 优化加载剩余关键资源的顺序: 让关键资源(CSS)尽早下载以减少 CRP 长度 。
浏览器重绘(Repaint)和回流(Reflow)
回流必将引起重绘,重绘不一定会引起回流。
重绘(Repaint)
当页面中元素样式的改变并不影响它在文档流中的位置时(例如:color、background-color、visibility 等),浏览器会将新样式赋予给元素并重新绘制它,这个过程称为重绘。
回流(Reflow)
当 Render Tree 中部分或全部元素的尺寸、结构、或某些属性发生改变时,浏览器重新渲染部分或全部文档的过程称为回流。
会导致回流的操作:
* 页面首次渲染
* 浏览器窗口大小发生改变
* 元素尺寸或位置发生改变元素内容变化(文字数量或图片大小等等)
* 元素字体大小变化
* 添加或者删除可见的 DOM 元素
* 激活 CSS 伪类(例如:hover)
* 查询某些属性或调用某些方法
* 一些常用且会导致回流的属性和方法
clientWidth、clientHeight、clientTop、clientLeftoffsetWidth、offsetHeight、offsetTop、offsetLeftscrollWidth、scrollHeight、scrollTop、scrollLeftscrollIntoView()、scrollIntoViewIfNeeded()、getComputedStyle()、
getBoundingClientRect()、scrollTo()
性能影响
回流比重绘的代价要更高。
有时即使仅仅回流一个单一的元素,它的父元素以及任何跟随它的元素也会产生回流。现代浏览器会对频繁的回流或重绘操作进行优化:浏览器会维护一个队列,把所有引起回流和重绘的操作放入队列中,如果队列中的任务数量或者时间间隔达到一个阈值的,浏览器就会将队列清空,进行一次批处理,这样可以把多次回流和重绘变成一次。
当你访问以下属性或方法时,浏览器会立刻清空队列:
clientWidth、clientHeight、clientTop、clientLeft
offsetWidth、offsetHeight、offsetTop、offsetLeft
scrollWidth、scrollHeight、scrollTop、scrollLeft
width、height
getComputedStyle()
getBoundingClientRect()
因为队列中可能会有影响到这些属性或方法返回值的操作,即使你希望获取的信息与队列中操作引发的改变无关,浏览器也会强行清空队列,确保你拿到的值是最精确的。
如何避免
CSS
- 避免使用 table 布局。
- 尽可能在 DOM 树的最末端改变 class。
- 避免设置多层内联样式。
- 将动画效果应用到 position 属性为 absolute 或 fixed 的元素上。
- 避免使用 CSS 表达式(例如:calc())。
Javascript
- 避免频繁操作样式,最好一次性重写 style 属性,或者将样式列表定义为 class 并一次性更改 class 属性。
// 优化前
const el = document.getElementById('test');
el.style.borderLeft = '1px';
el.style.borderRight = '2px';
el.style.padding = '5px';
// 优化后,一次性修改样式,这样可以将三次重排减少到一次重排
const el = document.getElementById('test');
el.style.cssText += '; border-left: 1px ;border-right: 2px; padding: 5px;'
- 避免频繁操作 DOM,创建一个 documentFragment,在它上面应用所有 DOM 操作,最后再把它添加到文档中。
- 也可以先为元素设置 display: none,操作结束后再把它显示出来。因为在 display 属性为 none 的元素上进行的 DOM 操作不会引发回流和重绘。
- 避免频繁读取会引发回流/重绘的属性,如果确实需要多次使用,就用一个变量缓存起来。
- 对具有复杂动画的元素使用绝对定位,使它脱离文档流,否则会引起父元素及后续元素频繁回流。