性能优化之html、css、js三者的加载顺序

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性能优化之html、css、js三者的加载顺序

前言

我们知道一个页面通常由,html,css,js三部分组成,一般我们会把css文件放在head头部加载,而js文件则放在页面的最底部加载,想要知道为什么大家都会不约而同的按照这个标准进行构建页面,必须先得了解页面的加载过程。(当然以现在的技术你也可以不按这个标准,下面会有讲到js的异步加载问题)

之前写过一篇超详细讲解页面加载过程,这里会比较详细的介绍从输入URL到展现一个页面的详细过程,今天我们主要来看一下页面的构建过程,以及html,css,js三者之间的关系。

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页面构建过程

这里我们主要考虑三种情况下的构建过程

页面中只含有外部CSS文件

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从图中我们可以看到,在构建布局树之前需要先获取到DOM树与CSSOM树,在请求回HTML文件时,HTML解析器响应HTML数据开始构建DOM,但是由于此时页面中包含的是外部CSS文件,所以他需要先去请求CSS会见,再获取到CSS数据后CSS解析器才能开始构建CSSOM。所以这种情况下CSS没有阻塞DOM的构建,但它阻塞了页面的渲染

页面中包含内联JS和外部CSS

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从这张图中我们可以看到,HTML解析器在构建DOM过程中如果遇到了JS就会停止构建DOM,先去解析执行JS**(因为JS可能会修改DOM)**。但是在执行JS脚本之前,如果页面中包含外部CSS或内联CSS,会先将CSS构建成CSSOM,再去执行JS。这也就是上面说到的为什么一般将JS文件放在页面的最底部的原因。

所以从这种情况来看,CSS、JS会阻塞DOM的构建,CSS会阻塞JS的执行,但它们不会阻塞HTML的解析

页面中包含外部JS与外部CSS

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从这张图我们可以看到,HTML解析器在解析过程中如果遇到外部CSS与外部JS文件,就会同时发起请求对文件进行下载,这个过程DOM构建的过程会停止,需要等CSS文件下载完成并构建完CSSOM,JS文件下载完成并执行结束,才会开始构建DOM。我们知道CSS会阻塞JS的执行,所以JS必须要等到CSSOM构建完成之后再执行

所以上面我们说的CSS放在头部进行加载,而JS文件放在页面的底部进行加载也就能够解释的通了。

CSS与DOM的关系

CSS不会阻塞DOM的解析,但会阻塞DOM的渲染

CSSOM的作用

  • 第一个是提供给JavaScript操作样式表的能力
  • 第二个是为布局树的合成提供基础的样式信息
  • 这个CSSOM体现在DOM中就是document.styleSheets

由之前讲到的浏览器渲染流程我们可以看出:

  • DOM和CSSOM通常是并行构建的,所以CSS加载不会阻塞DOM的解析
  • render树是依赖DOM树和CSSOM树的,所以它必须等到两者都加载完毕才能开始构建渲染,所以CSS加载会阻塞DOM的渲染

CSS与JS的关系

CSS会阻塞JS执行,但不会阻塞JS文件的下载

由于JavaScript是可以操作DOM与CSS的,如果在修改这些元素属性同时渲染界面(即JavaScript线程与UI线程同时进行),那么渲染线程前后获得的元素可能就不一致了。所以为了防止渲染出现不可预期的结果,浏览器设置GUI渲染线程与JavaScript线程为互斥的关系

如果JS脚本的内容是获取元素的样式,那它就必然依赖CSS。因为浏览器无法感知JS内部到底想干什么,为避免样式获取,就只好等前面所有的样式下载完毕再执行JS。但JS文件与CSS文件下载是并行的,CSS文件会在后面的JS文件执行前先加载执行完毕,所以CSS会阻塞后面JS的执行

JS与DOM的关系

JS会阻塞DOM的解析,因此也就会阻塞页面的加载

这也是为什么我们常说要把JS文件放在最下面的原因

由于 JavaScript 是可操纵 DOM 的,如果在修改这些元素属性同时渲染界面(即 JavaScript 线程和 UI 线程同时运行),那么渲染线程前后获得的元素数据就可能不一致了。

因此为了防止渲染出现不可预期的结果,浏览器设置 GUI 渲染线程与 JavaScript 引擎为互斥的关系

当 JavaScript 引擎执行时 GUI 线程会被挂起,GUI 更新会被保存在一个队列中等到引擎线程空闲时立即被执行。

当浏览器在执行 JavaScript 程序的时候,GUI 渲染线程会被保存在一个队列中,直到 JS 程序执行完成,才会接着执行。

因此如果 JS 执行的时间过长,这样就会造成页面的渲染不连贯,导致页面渲染加载阻塞的感觉。

结论

  • CSS不会阻塞DOM的解析,但会阻塞DOM的渲染
  • CSS会阻塞JS的执行,但不会阻塞JS的下载
  • JS会阻塞DOM的解析,也就会阻塞DOM的渲染

由于CSS与JS都会阻塞DOM的渲染,我们应该尽可能的提高CSS的加载速度,将JS延迟加载。

优化CSS加载

  • 使用CDN(CDN会根据用户网络状况挑选最近的一个具有缓存内容的节点,可以减少加载时间)

  • 压缩CSS文件(可以用很多打包工具,比如webpack,gulp等,也可以通过开启gzip压缩)

  • 合理使用缓存(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)

  • 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)

CSS优化部分推荐阅读CSS性能优化的几个技巧

JS延迟加载

在HTML中加载外部JS文件的方式一般有三种:

<script src="..."></script>
<script src="..." async></script>
<script src="..." defer></script>
复制代码

<script>(默认脚本)

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从上图可知,HTML解析器在解析过程中如果遇到script标签🏷️,就会暂停解析,先去请求下载script脚本,下载完接着执行该脚本代码,执行完之后再继续解析HTML。

所以script 阻塞了浏览器对 HTML 的解析,如果获取 JS 脚本的网络请求迟迟得不到响应,或者 JS 脚本执行时间过长,都会导致白屏,用户看不到页面内容。

<script async>(异步脚本)

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从上图可知,HTML解析器在解析过程如果遇到script async标签,该脚本的请求下载是异步的,不会阻塞HTML的解析,但是如果脚本下载回来时,HTML还没有解析完成,这时候会暂停HTML的解析,先去执行脚本内容,执行完成后,再继续解析HTML。

当然它还有一种情况就是当异步脚本下载回来时,HTML解析已经完成了,那该脚本就对HTML没啥影响,下载完直接执行就好了。

所以该方法的执行是不可控的,因为无法确定脚本的下载速度与脚本内容的执行速度,如果存在多个script async时,他们之间的执行的顺序也是不可控的,完全取决于各自的下载速度,谁先下载完成就先执行谁。

<script defer>(异步延迟脚本)

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从上图可知,HTML解析器在解析过程如果遇到script defer标签,该脚本的请求下载也是异步的,不会阻塞HTML的解析,并且在脚本下载完之后如果HTML还没解析完成,该脚本也不会阻塞HTML解析,而是会等HTML解析完成之后再执行。

如果存在多个script defer标签时,他们之间的执行顺序会按他们在HTML文档中的顺序来进行,这样能够保证JS脚本之间的依赖关系。

总结

  • 如果脚本是模块化的,并且脚本之间没有依赖关系,使用async
  • 如果脚本之间有依赖关系,使用defer
  • 如果脚本内容比较小,并且被一个异步脚本依赖,使用默认脚本(不放任何属性)
脚本类型是否阻塞HTML的解析脚本的执行顺序
<script>与在HTML文档中的顺序一致
<script async>可能阻塞也可能不阻塞与网络请求回脚本文件的顺序一致
<script defer>与在HTML文档中的顺序一致

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