当浏览器从服务器接收到一个HTML页面的请求时,到屏幕上渲染出来要经过很多个步骤。浏览器完成这一系列的运行,或者说渲染出来我们常常称之为“关键渲染路径”(Critical Rendering Path)。
理解CRP(Critical Rendering Path)相关的知识可以更好的提高网站的性能。那么理解我们从下面六个部分来理解CRP相关的知识:
- 构建DOM树
- 树建CSSOM树
- 运行JavaScript
- 创建Render树
- 生成布局
- 绘制(Painting)
构建DOM树
DOM(文档对象模型)树是一个完全解析的HTML页面对象。从<html>
根元素开始到页面中每个元素和文本的节点。元素嵌套在其他元素内则表示为子节点,每个节点包含完整的属性元素。例如一个<a>
元素,它就有与之相关的href
节点。
来看下面这个简单的DOM示例:
<html>
<head>
<title>Understanding the Critical Rendering Path</title>
<link rel="stylesheet" href="style.css">
</head>
<body>
<header>
<h1>Understanding the Critical Rendering Path</h1>
</header>
<main>
<h2>Introduction</h2>
<p>Lorem ipsum dolor sit amet</p>
</main>
<footer>
<small>Copyright 2017</small>
</footer>
</body>
</html>
这将会创建一个像下面这样的DOM树:
HTML比较好的是它可以执行部分。完整的文档不需要加载的内容会在页面的开始呈现。然而,比如CSS和JavaScript可以阻止页面的呈现。
构建CSSOM树
CSSOM(CSS对象模型)是一个表示DOM样式的对象。它类似于DOM,但是是每个节点相关的样式,包括他们是否显式声明或隐式继承。
比如,在style.css
文件中对上面的DOM有这样的一些样式:
body { font-size: 18px; }
header { color: plum; }
h1 { font-size: 28px; }
main { color: firebrick; }
h2 { font-size: 20px; }
footer { display: none; }
这将会构建像下面这样的一个CSSOM树:
CSS被认为是“渲染阻塞资源”。这意味着渲染树(见下文)的构建离不开延续一个资源的解析完成度。不像HTML,CSS不能只用部分,因为CSS是具有继承层叠特性。文档后面定义的样式可以覆盖前面定义的样式。所以,如果我们开始使用CSS时,之前的样式表会被认为已经全部解析完。这也意味着CSS必须充分解析才能继续下一个阶段。
如果只运用于当前设备,CSS文件只被认为阻塞。<link rel="stylesheet">
标签可以接受一个media
属性,可以用来指定样式适用于何种媒体。例如,我们有一个样式表,它的media
属性设置为orientation:landscape
时,如果在portrait
模式下查看页面,那么这个样式表不会被认为是一个阻塞资源。
CSS还会阻塞JavaScript。那是因为JavaScript文件必须要等CSSOM构建完才会执行。
运行JavaScript
JavaScript被认为是一个“解析器阻塞资源”。这意味着解析的HTML文档本身就会被JavaScript阻塞。
当解析器读到<script>
标记,不管是内部的还是外部的,它停止获取(如果是外部的)并运行它。这个为什么,如果我们有一个JavaScript文件,该文件引用文档中的元素,那么它必须放在这个元素的后面。
为了避免JavaScript解析器造成阻塞,可以添加async
属性,异步加载它。
<script async src="script.js">
创建Render树
Render树是DOM和CSSOM的组合。这个树代表最终在页面上呈现的东西。这意味着它只抓住了可见的内容,将不包括设置了hidden
的元素和CSS设置了display:none
的元素。
使用上面的DOM和CSSOM,构建的Render树如下图所示:
生成布局
布局根据CSS样式设置的大小来决定页面在窗口中的尺寸。视窗的大小是由<head>
中viewport
标记来决定,如果没有提供这个标记,默认使用的视窗宽度是980px
。
例如,常见的设置视窗的meta
标签,指定的大小对应设备宽度:
<meta name="viewport" content="width=device-width,initial-scale=1">
如果用户访问页面宽度是基于设备的宽度1000px
。那一半的视窗就是500px
,10vw
就是100px
。
绘制(Painting)
最后就是绘制(Painting)步骤,把页面可见的内容转化为像素在屏幕上显示。
绘制需要多少时间这取决于DOM的大小以及应用的样式。有一些样式需要更多的执行时间。例如,一个复杂的渐变背景图像比一个单一颜色背景绘制需要更多的时间。
把它们结合起来
我们可以在DevTools中看到关键渲染路径的过程。在Chrome浏览器中,点击Timeline选项。
拿文章前面的示例(这里添加了<script>
标签):
<html>
<head>
<title>Understanding the Critical Rendering Path</title>
<link rel="stylesheet" href="style.css">
</head>
<body>
<header>
<h1>Understanding the Critical Rendering Path</h1>
</header>
<main>
<h2>Introduction</h2>
<p>Lorem ipsum dolor sit amet</p>
</main>
<footer>
<small>Copyright 2017</small>
</footer>
<script src="main.js"></script>
</body>
</html>
如果我们看页面的加载日志,将看到如下这样的数据:
- 发送请求:发送GET,请求
index.html
- 解析HTML并发送请求:解析HTML并且构建DOM树,发送GET请求,请求
style.css
和main.js
- 解析样式:根据
style.css
创建CSSOM - 脚本评估:
main.js
评估 - 布局:基于HTML中的视窗
meta
生成布局 - 绘制:绘制页面
基于这些信息,我们可以决定如何优化关键渲染路径。我也将在后续的文章中深入的介绍这方面的知识。
本文根据@Ire Aderinokun的《Understanding the Critical Rendering Path》所译,整个译文带有我们自己的理解与思想,如果译得不好或有不对之处还请同行朋友指点。如需转载此译文,需注明英文出处:https://bitsofco.de/understanding-the-critical-rendering-path/。
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