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Web 性能优化:使用 CSS font-display 控制字体加载和替换

作者 | 张旭乾

事跟我说他用jQuery取不到页面上隐藏元素input的值,他的html页面大概内容如下。

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh">
 
<head>
	<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8" />
	<script type="text/javascript" src="jslib/jquery-1.11.2.min.js"></script>
	<title>浅谈Html页面内容执行顺序</title>
	<script type="text/javascript">
		var userId = $('#hiddenUserId').val();
		var contextPath = $('#hiddenContextPath').val();
		var userName = $('#hiddenUserName').val();
	</script>
</head>
 
<body>
	<input type="hidden" id="hiddenUserId" value="101" />
	<input type="hidden" id="hiddenContextPath" value="/web" />
	<input type="hidden" id="hiddenUserName" value="小明" />
</body>
 
</html>

页面中的JS脚本在head中,JS脚本要读取的input在body中。浏览器对html页面内容的加载是顺序加载,也就是在html页面中前面先加载,因此当加载到JS脚本时,input还没有加载到浏览器中。JS是一种解释性的脚本,也是从上而下顺序执行,由于这段JS代码是立即执行的,所以当JS在执行的时候,读取不到input的值。

最直接的修改方法是把JS放到网页的最下面执行。

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh">
 
<head>
	<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8" />
	<script type="text/javascript" src="jslib/jquery-1.11.2.min.js"></script>
	<title>浅谈Html页面内容执行顺序</title>	
</head>
 
<body>
	<input type="hidden" id="hiddenUserId" value="101" />
	<input type="hidden" id="hiddenContextPath" value="/web" />
	<input type="hidden" id="hiddenUserName" value="小明" />
	
	<script type="text/javascript">
		var userId = $('#hiddenUserId').val();
		var contextPath = $('#hiddenContextPath').val();
		var userName = $('#hiddenUserName').val();
	</script>
</body>
 
</html>

把JS放到网页的最下面,这样在JS执行的时候,网页内容都已经加载完毕。把JS放在网页的最下面方法并不是最好的解决方法,大部分情况JS并不是总能放在网页的最下面。这时可以用window的onload事件,onload事件在整个页面都加载完成后才触发,可以把JS脚本放在onload里面执行。不同浏览器onload事件添加方式也不一样。

IE下事件:

window.attachEvent('onload', function(){
			var userId = $('#hiddenUserId').val();
			var contextPath = $('#hiddenContextPath').val();
			var userName = $('#hiddenUserName').val();
		});

Chrome/Firefox等DOM标准事件:

window.addEventListener('load', function(){
			var userId = $('#hiddenUserId').val();
			var contextPath = $('#hiddenContextPath').val();
			var userName = $('#hiddenUserName').val();
		});

由于不同浏览器的事件添加方式不一样,jQuery为我们提供了通用的初始化方法,该方法在页面加载完成时触发。

$(function(){
			var userId = $('#hiddenUserId').val();
			var contextPath = $('#hiddenContextPath').val();
			var userName = $('#hiddenUserName').val();
		});

上面方法本质就是添加onload监听事件。

最终修改后的页面

能大家都知道,js执行会阻塞DOM树的解析和渲染,那么css加载会阻塞DOM树的解析和渲染吗?接下来,我就来对css加载对DOM树的解析和渲染的影响做一个测试。

为了完成本次测试,先来科普一下,如何利用chrome来设置下载速度

. 打开chrome控制台(按下F12),可以看到下图,重点在我画红圈的地方

点击我画红圈的地方(No throttling),会看到下图,我们选择GPRS这个选项

. 点击我画红圈的地方(No throttling),会看到下图,我们选择GPRS这个选项

这样,我们对资源的下载速度上限就会被限制成20kb/s,好,那接下来就进入我们的正题

. 这样,我们对资源的下载速度上限就会被限制成20kb/s,好,那接下来就进入我们的正题

css加载会阻塞DOM树的解析渲染吗?

用代码说话:

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
 <head>
 <title>css阻塞</title>
 <meta charset="UTF-8">
 <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
 <style>
 h1 {
 color: red !important
 }
 </style>
 <script>
 function h () {
 console.log(document.querySelectorAll('h1'))
 }
 setTimeout(h, 0)
 </script>
 <link href="https://cdn.bootcss.com/bootstrap/4.0.0-alpha.6/css/bootstrap.css" rel="stylesheet">
 </head>
 <body>
 <h1>这是红色的</h1>
 </body>
</html>

假设: css加载会阻塞DOM树解析和渲染

假设结果: 在bootstrap.css还没加载完之前,下面的内容不会被解析渲染,那么我们一开始看到的应该是白屏,h1不会显示出来。并且此时console.log的结果应该是一个空数组。

实际结果:如下图

css会阻塞DOM树解析?

由上图我们可以看到,当css还没加载完成的时候,h1并没有显示,但是此时控制台输出如下

可以得知,此时DOM树至少已经解析完成到了h1那里,而此时css还没加载完成,也就说明,css并不会阻塞DOM树的解析。

css加载会阻塞DOM树渲染?

由上图,我们也可以看到,当css还没加载出来的时候,页面显示白屏,直到css加载完成之后,红色字体才显示出来,也就是说,下面的内容虽然解析了,但是并没有被渲染出来。所以,css加载会阻塞DOM树渲染。

个人对这种机制的评价

其实我觉得,这可能也是浏览器的一种优化机制。因为你加载css的时候,可能会修改下面DOM节点的样式,如果css加载不阻塞DOM树渲染的话,那么当css加载完之后,DOM树可能又得重新重绘或者回流了,这就造成了一些没有必要的损耗。所以我干脆就先把DOM树的结构先解析完,把可以做的工作做完,然后等你css加载完之后,在根据最终的样式来渲染DOM树,这种做法性能方面确实会比较好一点。

css加载会阻塞js运行吗?

由上面的推论,我们可以得出,css加载不会阻塞DOM树解析,但是会阻塞DOM树渲染。那么,css加载会不会阻塞js执行呢?

同样,通过代码来验证.

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
 <head>
 <title>css阻塞</title>
 <meta charset="UTF-8">
 <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
 <script>
 console.log('before css')
 var startDate = new Date()
 </script>
 <link href="https://cdn.bootcss.com/bootstrap/4.0.0-alpha.6/css/bootstrap.css" rel="stylesheet">
 </head>
 <body>
 <h1>这是红色的</h1>
 <script>
 var endDate = new Date()
 console.log('after css')
 console.log('经过了' + (endDate -startDate) + 'ms')
 </script>
 </body>
</html>

假设: css加载会阻塞后面的js运行

预期结果: 在link后面的js代码,应该要在css加载完成后才会运行

实际结果:

由上图我们可以看出,位于css加载语句前的那个js代码先执行了,但是位于css加载语句后面的代码迟迟没有执行,直到css加载完成后,它才执行。这也就说明了,css加载会阻塞后面的js语句的执行。详细结果看下图(css加载用了5600+ms):

结论

由上所述,我们可以得出以下结论:

  1. css加载不会阻塞DOM树的解析
  2. css加载会阻塞DOM树的渲染
  3. css加载会阻塞后面js语句的执行、

因此,为了避免让用户看到长时间的白屏时间,我们应该尽可能的提高css加载速度,比如可以使用以下几种方法:

  1. 使用CDN(因为CDN会根据你的网络状况,替你挑选最近的一个具有缓存内容的节点为你提供资源,因此可以减少加载时间)
  2. 对css进行压缩(可以用很多打包工具,比如webpack,gulp等,也可以通过开启gzip压缩)
  3. 合理的使用缓存(设置cache-control,expires,以及E-tag都是不错的,不过要注意一个问题,就是文件更新后,你要避免缓存而带来的影响。其中一个解决防范是在文件名字后面加一个版本号)
  4. 减少http请求数,将多个css文件合并,或者是干脆直接写成内联样式(内联样式的一个缺点就是不能缓存)

原理解析

那么为什么会出现上面的现象呢?我们从浏览器的渲染过程来解析下。

不用浏览器使用的内核不同,所以他们的渲染过程也是不一样的。目前主要有两个:

webkit渲染过程

Gecko渲染过程

从上面两个流程图我们可以看出来,浏览器渲染的流程如下:

  1. HTML解析文件,生成DOM Tree,解析CSS文件生成CSSOM Tree
  2. 将Dom Tree和CSSOM Tree结合,生成Render Tree(渲染树)
  3. 根据Render Tree渲染绘制,将像素渲染到屏幕上。

从流程我们可以看出来

  1. DOM解析和CSS解析是两个并行的进程,所以这也解释了为什么CSS加载不会阻塞DOM的解析。
  2. 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加载是会阻塞Dom的渲染的。
  3. 由于js可能会操作之前的Dom节点和css样式,因此浏览器会维持html中css和js的顺序。因此,样式表会在后面的js执行前先加载执行完毕。所以css会阻塞后面js的执行。

DOMContentLoaded

对于浏览器来说,页面加载主要有两个事件,一个是DOMContentLoaded,另一个是onLoad。而onLoad没什么好说的,就是等待页面的所有资源都加载完成才会触发,这些资源包括css、js、图片视频等。

而DOMContentLoaded,顾名思义,就是当页面的内容解析完成后,则触发该事件。那么,正如我们上面讨论过的,css会阻塞Dom渲染和js执行,而js会阻塞Dom解析。那么我们可以做出这样的假设

  1. 当页面只存在css,或者js都在css前面,那么DomContentLoaded不需要等到css加载完毕。
  2. 当页面里同时存在css和js,并且js在css后面的时候,DomContentLoaded必须等到css和js都加载完毕才触发。

我们先对第一种情况做测试:

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
 <head>
 <title>css阻塞</title>
 <meta charset="UTF-8">
 <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
 <script>
 document.addEventListener('DOMContentLoaded', function() {
 console.log('DOMContentLoaded');
 })
 </script>
 <link href="https://cdn.bootcss.com/bootstrap/4.0.0-alpha.6/css/bootstrap.css" rel="stylesheet">
 </head>
 <body>
 </body>
</html>

实验结果如下图:

从动图我们可以看出来,css还未加载完,就已经触发了DOMContentLoaded事件了。因为css后面没有任何js代码。

接下来我们对第二种情况做测试,很简单,就在css后面加一行代码就行了

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
 <head>
 <title>css阻塞</title>
 <meta charset="UTF-8">
 <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
 <script>
 document.addEventListener('DOMContentLoaded', function() {
 console.log('DOMContentLoaded');
 })
 </script>
 <link href="https://cdn.bootcss.com/bootstrap/4.0.0-alpha.6/css/bootstrap.css" rel="stylesheet">
 <script>
 console.log('到我了没');
 </script>
 </head>
 <body>
 </body>
</html>

实验结果如下图:

我们可以看到,只有在css加载完成后,才会触发DOMContentLoaded事件。因此,我们可以得出结论:

  1. 如果页面中同时存在css和js,并且存在js在css后面,则DOMContentLoaded事件会在css加载完后才执行。
  2. 其他情况下,DOMContentLoaded都不会等待css加载,并且DOMContentLoaded事件也不会等待图片、视频等其他资源加载。

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本文由云+社区发表。作者:嘿嘿嘿