前端工程師必備：從瀏覽器的渲染到性能優(yōu)化
文章來自：華為云開發(fā)者社區(qū)
摘要：本文主要講談及瀏覽器的渲染原理、流程以及相關(guān)的性能問題。
問題前瞻
2. js為什么要放在body后面？
3. 圖片的加載和渲染會(huì)阻塞頁面DOM構(gòu)建嗎？
4. dom解析完才出現(xiàn)頁面嗎？
5. 首屏?xí)r間根據(jù)什么來判定？
瀏覽器渲染
1.瀏覽器渲染圖解
[來自google開發(fā)者文檔]
瀏覽器渲染頁面主要經(jīng)歷了下面的步驟：
2.處理 CSS 標(biāo)記并構(gòu)建 CSSOM 樹。
3.將 DOM 與 CSSOM 合并成一個(gè)渲染樹。
4.根據(jù)渲染樹來布局，以計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)的幾何信息。
5.將各個(gè)節(jié)點(diǎn)繪制到屏幕上。
為構(gòu)建渲染樹，瀏覽器大體上完成了下列工作：
某些節(jié)點(diǎn)不可見（例如腳本標(biāo)記、元標(biāo)記等），因?yàn)樗鼈儾粫?huì)體現(xiàn)在渲染輸出中，所以會(huì)被忽略。
某些節(jié)點(diǎn)通過 CSS 隱藏，因此在渲染樹中也會(huì)被忽略，例如，上例中的 span 節(jié)點(diǎn)---不會(huì)出現(xiàn)在渲染樹中，---因?yàn)橛幸粋€(gè)顯式規(guī)則在該節(jié)點(diǎn)上設(shè)置了“display: none”屬性。
對(duì)于每個(gè)可見節(jié)點(diǎn)，為其找到適配的 CSSOM 規(guī)則并應(yīng)用它們。
發(fā)射可見節(jié)點(diǎn)，連同其內(nèi)容和計(jì)算的樣式。
根據(jù)以上解析，DOM樹和CSSOM樹的構(gòu)建對(duì)于頁面性能有非常大的影響，沒有DOM樹，頁面基本的標(biāo)簽塊都沒有，沒有樣式，頁面也基本是空白的。所以具體css的解析規(guī)則是什么？js是怎么影響頁面渲染的？了解了這些，我們才能有的放矢，對(duì)頁面性能進(jìn)行優(yōu)化。
2.css解析規(guī)則
<div id="div1"><div class="a"><div class="b">...div><div class="c"><div class="d">...div><div class="e">...div>div>div><div class="f"><div class="c"><div class="d">...div>div>div>div>
#div1 .c .d {}.f .c .d {}.a .c .e {}#div1 .f {}.c .d{}
從左向右的匹配規(guī)則
從右向左的匹配規(guī)則
如果css從左向右解析，意味著我們需要遍歷更多的節(jié)點(diǎn)。不管樣式規(guī)則寫得多細(xì)致，每一個(gè)dom結(jié)點(diǎn)仍然需要遍歷，因?yàn)檎麄€(gè)style rules還會(huì)有其它公共樣式影響。如果從右向左解析，因?yàn)樽釉刂挥幸粋€(gè)父元素，所以能夠很快定位出當(dāng)前dom符不符合樣式規(guī)則。
3.js加載和執(zhí)行機(jī)制
首先明確一點(diǎn)，我們可以通過js去修改網(wǎng)頁的內(nèi)容，樣式和交互等，這一意味著js會(huì)影響頁面的dom結(jié)構(gòu)，如果js和dom構(gòu)建并行執(zhí)行，那么很容易會(huì)出現(xiàn)沖突，所以js在執(zhí)行時(shí)必然會(huì)阻塞dom和cssom的構(gòu)建過程，不論是外部js還是內(nèi)聯(lián)腳本。
js的位置是否影響dom解析？
首先我們?yōu)槭裁刺岢裫s放在body標(biāo)簽的后面去加載，因?yàn)閺膁emo上看無論是放在head還是放在body后加載js，頁面domcontentload的時(shí)間都是一樣的：
我們從圖中可以看出js的加載和執(zhí)行是阻塞dom解析的，但是因?yàn)轫撁娌⒉皇且淮尉弯秩就瓿桑晕覀冃枰龅氖潜M量讓用戶看到首屏的部分被渲染出來，js放在頭部，則頁面的內(nèi)容區(qū)域還沒有解析到就被阻塞了，導(dǎo)致用戶看到的是白屏，而js放在body后面，盡管此時(shí)頁面dom仍然沒有解析完成，但是已經(jīng)渲染出一部分樓層了，這也是為什么我們比較看重頁面的首屏?xí)r間。
只有DOM和CSSOM樹構(gòu)建好后并合并成渲染樹才能開始繪制頁面圖形，那是不是把整個(gè)DOM樹和CSSOM樹構(gòu)建好后才能開始繪制頁面？這顯然是不符合我們平時(shí)訪問頁面的認(rèn)知的，實(shí)際上：
為達(dá)到更好的用戶體驗(yàn)，呈現(xiàn)引擎會(huì)力求盡快將內(nèi)容顯示在屏幕上。它不必等到整個(gè) HTML 文檔解析完畢之后，就會(huì)開始構(gòu)建呈現(xiàn)樹和設(shè)置布局。在不斷接收和處理來自網(wǎng)絡(luò)的其余內(nèi)容的同時(shí)，呈現(xiàn)引擎會(huì)將部分內(nèi)容解析并顯示出來。
具體瀏覽器什么時(shí)候進(jìn)行首次繪制？可以查看本文對(duì)瀏覽器首次渲染時(shí)間點(diǎn)的探究。
4.圖片的加載和渲染機(jī)制
首先我們解答一下上面的問題：圖片的加載與渲染會(huì)不會(huì)阻塞頁面渲染？答案是圖片的加載和渲染不會(huì)影響頁面的渲染。
那么標(biāo)簽中的圖片和樣式中的圖片的加載和渲染時(shí)間是什么樣的呢？
加載樣式 —> 解析樣式【遇到背景圖片鏈接不加載】 —> 構(gòu)建樣式規(guī)則樹
加載javascript —> 執(zhí)行javascript代碼
把DOM樹和樣式規(guī)則樹匹配構(gòu)建渲染樹【遍歷DOM樹時(shí)加載對(duì)應(yīng)樣式規(guī)則上的背景圖片】
計(jì)算元素位置進(jìn)行布局
繪制【開始渲染圖片】
當(dāng)然把DOM樹和樣式規(guī)則樹匹配構(gòu)建渲染樹時(shí)，只會(huì)把可見元素和它對(duì)應(yīng)的樣式規(guī)則結(jié)合一起產(chǎn)出到渲染樹，這就意味有不可見元素，當(dāng)匹配DOM樹和樣式規(guī)則樹時(shí)，若發(fā)現(xiàn)一個(gè)元素的對(duì)應(yīng)的樣式規(guī)則上有display:none，瀏覽器會(huì)認(rèn)為該元素是不可見的，因此不會(huì)把該元素產(chǎn)出到渲染樹上。
性能優(yōu)化
css優(yōu)化
1.盡量減少層級(jí)
#div p.class {color: red;}.class {color: red;}
層級(jí)減少，意味者匹配時(shí)遍歷的dom就少。
關(guān)于less嵌套的書寫規(guī)范也基于這個(gè)道理。
2.使用類選擇器而不是標(biāo)簽選擇器
減少匹配次數(shù)
3.按需加載css
(function(){window.gConfig = window.gConfig || {};window.gConfig.isMobile = /iPhone|iPad|iPod|Android/i.test(navigator.userAgent);var hClassName;if(window.gConfig.isMobile){hClassName = ' phone';document.write('');document.write('');}else{hClassName = ' pc';document.write('');document.write('');}var root = document.documentElement;root.className += hClassName ;})();
async 與 defer
使用
如果腳本是模塊化的并且不依賴于任何腳本，請(qǐng)使用async。
如果該腳本依賴于另一個(gè)腳本或由另一個(gè)腳本所依賴，則使用defer。
減少資源請(qǐng)求
瀏覽器的并發(fā)數(shù)量有限，所以為了減少瀏覽器因?yàn)閮?yōu)先加載很多不必要資源，以及網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求和響應(yīng)時(shí)間帶來的頁面渲染阻塞時(shí)間，我們首先應(yīng)該想到的是減少頁面加載的資源，能夠盡量用壓縮合并，懶加載等方法減少頁面的資源請(qǐng)求。
延遲加載圖像
盡管圖片的加載和渲染不會(huì)影響頁面渲染，但是為了盡可能地優(yōu)先展示首屏圖片和減少資源請(qǐng)求數(shù)量，我們需要對(duì)圖片做懶加載。
document.addEventListener("DOMContentLoaded", function() {let lazyImages = [].slice.call(document.querySelectorAll("img.lazy"));let active = false;const lazyLoad = function() {if (active === false) {active = true;setTimeout(function() {lazyImages.forEach(function(lazyImage) {if ((lazyImage.getBoundingClientRect().top <= window.innerHeight && lazyImage.getBoundingClientRect().bottom >= 0) && getComputedStyle(lazyImage).display !== "none") {lazyImage.src = lazyImage.dataset.src;lazyImage.srcset = lazyImage.dataset.srcset;lazyImage.classList.remove("lazy");lazyImages = lazyImages.filter(function(image) {return image !== lazyImage;});if (lazyImages.length === 0) {document.removeEventListener("scroll", lazyLoad);window.removeEventListener("resize", lazyLoad);window.removeEventListener("orientationchange", lazyLoad);}}});active = false;}, 200);}};document.addEventListener("scroll", lazyLoad);window.addEventListener("resize", lazyLoad);window.addEventListener("orientationchange", lazyLoad);});
大促活動(dòng)實(shí)踐
2.1 懶加載與異步加載
懶加載與異步加載是大促活動(dòng)性能優(yōu)化的主要手段，直白的說就是把用戶不需要或者不會(huì)立即看到的頁面數(shù)據(jù)與內(nèi)容全都挪到頁面首屏渲染完成之后去加載，極限減小頁面首屏渲染的數(shù)據(jù)加載量與js，css執(zhí)行帶來的性能損耗。
2.1.1 導(dǎo)航下拉的異步加載
導(dǎo)航的下拉內(nèi)容是一塊結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜的html片段，如果直接加載，瀏覽器渲染的時(shí)間會(huì)拖慢頁面整體的加載時(shí)間：
所有我們需要通過異步加載方式來獲取這段html片段，等頁面首屏渲染結(jié)束后再添加到頁面上,大致的代碼如下:
$.ajax({url: url, async: false, timeout: 10000,success: function (data) {container.innerHTML = data;var appendHtml = $('');var tempHtml = '