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【前端工程化-性能优化】性能优化系列之用户体验的优化方案(渲染层面)

前言

上一篇我们已经围绕“网络层面”探索页面性能优化的方案,接下来本篇围绕“浏览器渲染层面”继续开展探索。正文开始前,我们思考如下问题:

  1. 浏览器渲染页面会经过哪几个关键环节?“渲染层面”的优化从哪几方面着手?
  2. “渲染层面”的性能优化方案会有哪些?

渲染关键环节

【前端工程化-性能优化】性能优化系列之用户体验的优化方案(渲染层面)

页面渲染过程详见:《10分钟看懂浏览器的渲染过程及优化》

优化原则

我们了解“页面渲染关键环节”后,便可知晓影响页面渲染性能的因素主要是静态资源:HTML、CSS、JS、图片等。因此“渲染层面”的性能优化方案主要就是围绕静态资源展开探索,其方案制定可围绕下面2个原则展开:

  • 尽可能减少资源个数
  • 尽可能减少资源体积大小

优化方案

【前端工程化-性能优化】性能优化系列之用户体验的优化方案(渲染层面)

HTML 优化

1.减少文件大小(压缩、精简)

  • 压缩处理 HTML,减小HTML体积
  • 精简 HTML:
    • 尽量减少 HMTL 嵌套、iframe/table 使用(table标签比其他html标签占用更多字节,导致下载时间长,占用服务器更多的流量资源)
    • 删除多余的空格、换行符、缩进和不必要注释
    • 删除冗余标签和属性

2.DOM 优化

  • 控制DOM大小:
    • 合理的业务逻辑拆分
    • 先加载可视区,其他延迟加载(懒加载)
  • 减少DOM操作:尽可能对DOM操作统一逻辑处理,或是使用虚拟DOM(借鉴vue/react),再插入到真实DOM(减少重排重绘)

CSS 优化

1. 减少资源请求个数

  • 合并多个 CSS 样式文件
  • 按需加载样式

2. 减少文件大小(压缩)

  • 压缩处理 CSS 文件

3. 减少文件大小(编码优化)

  • 位置放在<head>里,尽早地进行样式解析,构建CSSOM 树
  • 简化 CSS 选择器(选择器优先级:!important > 内联 > id > class|属性|伪类 > 标签 | 伪元素)
    • 尽可能减少样式层级数(选择器嵌套)
    • 少用标签选择器,尽量选择高优先级的id/class/属性/伪类选择器代替
    • 少用通配符*,只对需要修改样式的元素进行选择
    • 关注可继承属性,避免重复定义和匹配

可继承属性

  • 所有元素可继承:visibility 和 cursor。
  • 内联元素可继承:letter-spacing、word-spacing、white-space、line-height、color、font、 font-family、font-size、font-style、font-variant、font-weight、text- decoration、text-transform、direction。
  • 块元素可继承:text-indent和text-align。
  • 列表元素可继承:list-style、list-style-type、list-style-position、list-style-image。
  • 表格元素可继承:border-collapse。

总结:CSS继承特性主要是指文本方面的继承,而关于与盒模型相关的属性不支持继承。

  • 优化CSS编码风格,尽可能减少重排重绘
    • 元素显隐操作频繁,可设置 visibility: hidden,让元素占位不变,不会触发重排,仅触发重绘
    • 已知图片的宽高,样式可先设置width、height,避免图片下载后整个页面发生重排
    • 避免使用CSS表达式
    • 避免频繁设置同一div样式,可进行一次性更改
    • 动画使用绝对定位(脱离文档流)定位,避免触发重排

重排重绘具体可参考:github.com/GGXXMM/FE-K…

  • 精简 CSS,从而减少 CSS 文件大小
    • 使用缩写语句,如margin-top/bottom,直接用margin
    • 删除不必要的单位,如0px,直接写0
    • 删除过多分号
    • 删除空格和注释

JS 优化

1. 减少文件请求个数

  • 合并多个 JS 脚本文件
  • 首屏渲染暂不需要且体积大的脚本可进行按需加载(通过script动态创建加载)
  • 合理使用缓存
    • 业务中:
      • 非敏感固定的数据可使用本地存储 localStorage/sessionStorage/IndexedDB
      • 合理缓存 DOM 对象等
    • 构建打包(比如webpack):

2. 减少文件大小

  • 压缩处理:在线压缩/Webpack插件(uglify/gzip)
  • 构建打包减小bundle体积
    • 开启 TreeShaking,剔除 Dead Code
    • 剥离第三方依赖,webpack配置externals
    • 提取公共模块:webpack4.x+ 配置 optimization.splitChunks(相当于webpack旧版本的CommonsChunkPlugin)

3. 编码优化

加载时

  • 位置放<body>底部,让JS不阻塞HTML和CSS的解析
  • 合理选择加载模式(减少重排重绘)
// 1. 正常模式
<script src="index.js"></script>
// 2. async 模式(异步执行)
<script async src="index.js"></script>
// 3. defer 模式(延迟执行)
<script defer src="index.js"></script>

一般当我们的脚本与 DOM 元素和其它脚本之间的依赖关系不强时,我们会选用 async;当脚本依赖于 DOM 元素时,我们会选用 defer。(合理选择 script 加载模式,可以有效地提升性能)

运行时

  • DOM 操作优化
    • 合并多次 DOM 操作,批量执行,减少重排重绘
    • 大数据量渲染优化:分页加载/虚拟列表 virtualList
  • 函数优化
    • 获取 DOM 元素,尽量使用id选择器
    • 尽量避免使用 eval
    • 使用事件节流/防抖函数
    • 使用事件委托
  • JS动画优化
    • 避免添加大量的 JS 动画
    • 简单动画尽量使用 CSS3 动画
    • 复杂动画尽量使用 Canvas 动画
    • 合理使用 requestAnimationFrame 动画代替 setTimeout、setInterval

    requestAnimationFrame 按照浏览器的刷新率(60Hz左右)来调动动画帧,从而实现更加流畅和高性能的动画效果。

  • 执行优化
    • 合理拆分执行任务
    • 大数据计算,可使用 Web Worker 开启独立于主线程的并行计算

图片优化

1.减少图片网络请求

  • 雪碧图CSS sprite
    【前端工程化-性能优化】性能优化系列之用户体验的优化方案(渲染层面)
  • 小图标使用web font字体代替
  • 小体积图片使用base64编码
    【前端工程化-性能优化】性能优化系列之用户体验的优化方案(渲染层面)
  • 阴影、简单动画图效可用CSS3代替
  • 图片懒加载/预加载

2.减小图片大小

  • 图片压缩,可选择如下方式:
    • 在线压缩:tinypngtinyjpg
    • 插件压缩:
      • 压缩png:node-pngquant-native(可压缩50-80%左右)
      • 压缩jpg:jpegtran(可压缩10%左右)
      • 压缩gif:gifsicle

3.合理使用图片格式

简介和特性 是否支持透明 支持颜色种数 压缩方式 浏览器兼容性 适用场景
jpg – 最常见、应用最广泛的图片格式
– 体积一般,通常小于 png, gif 等格式
不支持透明 约1600万种颜色 有损压缩 几乎所有浏览器都支持 呈现色彩丰富的图片,比如大背景图、轮播图或Banner图等
png8 – 一种无损压缩的高保真的图片格式
– 8位的png,体积较大
支持透明 256种(2^8) 无损压缩 几乎所有浏览器都支持 呈现小图片,比如小Logo、颜色简单对比强烈小图标
png24 – 一种无损压缩的高保真的图片格式
– 24位的png,体积较大
不支持透明 约1600万种颜色 无损压缩 几乎所有浏览器都支持 呈现颜色较多的图片,比如背景图
png32 – 一种无损压缩的高保真的图片格式
– 32位的png,体积大
支持半透明(8位透明通道) 2^32种 无损压缩 几乎所有浏览器都支持 呈现色彩丰富高清图片,比如海报
svg – 矢量图,任意缩放不影响清晰度
– 体积视内容而定
支持设置透明度 RGB/RGBA/十六进制设置颜色 支持有损和无损压缩 Chrome 4 (2010年1月发布)以上版本支持
caniuse.com/svg
适用任意缩放不失真的场景
gif – 支持动态图片
– 压缩率较高
– 体积较小
支持透明 256种(2^8) 无损压缩 Chrome 58(2017年6月发布)以上版本支持
caniuse.com/gif
适用于色彩较少的动图
webp – 支持动态图片
– 压缩率较高
– 体积较小
支持透明 约1600万种颜色 有损和无损压缩 Chrome 32(2014年1月发布)以上版本支持,兼容性不太好
caniuse.com/webp
兼容性要求不高的多种图片格式场景

4.图片加载优化

  • 懒加载

图片列表一般采用懒加载进行按需加载,滚屏时当图片已将出现在可视区域的时候进行加载。(有效地减轻服务器批量加载图片的压力)

let imgList = [...document.querySelectorAll('img')];
let len = imgList.length;

const lazyLoad = (function(){
  let count = 0;
  return function() {
    let deleteIndexList = [];
    imgList.forEach((img,index)=> {
      let rec = img.getBoundingClientRect();
      if(rec.top < window.innerHeight) {// 元素出现在可视区(window.innerHeight:可视窗口的高度)
        img.src = img.dataset.src; // 将data-src设置成图片src
        deleteIndexList.push(index);
        count++;
        if(count === len) {// 当图片都加载完,移除滚动监听事件
          document.removeEventListener('scroll', lazyLoad)
        }
      }
    })
    imgList = imgList.filter((img, index)=> !deleteIndexList.includes(index))
  }
})()

// 节流函数
const throttle = function(fn, timing = 500) {
  let prev = 0
  return function() {
    let now = +new Date();
    if(now - prev > timing) {
      prev = now;
      fn.apply(this, arguments)
    }
  }
}
// 滚动监听加上节流控制
const _throttle = throttle(lazyLoad)
document.addEventListener('scroll', _throttle)
  • 预加载

预加载preload,在大图片加载完成前先加载小的loading,用于提升用户体验。(该优化思想不仅可以用于图片加载,也能用于异步请求、html标签预加载)

// 创建 img 图片元素
const myImage = (function(){
  let imgNode = document.createElement('img')
  document.body.appendChild( imgNode )
  return {
    setSrc: function(src) {
      imgNode.src = src
    }
  }
})()

/**
 * 预加载
 */
const preLoad = (function(){
  let img = new Image();
  img.onload = function() {
    myImage.setSrc( this.src )// this指向img
  }
  return {
    setImg: function(src) {
      myImage.setSrc('./img/loading.gif')
      img.src = src
    }
  }
})()

preLoad.setImg('./img/bg_gaoqing.jpeg')
  • 渐进式加载

具体实现可参考:juejin.cn/post/703378…

5.响应式图片,随窗口大小变化

  • CSS媒体查询 @media 设置响应式
.bg {
    /* 正常(未缩小屏幕)加载大尺寸图片 */
    background-imageurl('img_flowers.jpg');
}
/* 当屏幕宽度小于400 */
@media screen and (max-width: 400px) {
    .bg {
        background-imageurl('img_smallflower.jpg');
    }
}
  • srcset属性设置响应式
<picture>  
  <source srcset="img_smallflower.jpg" media="(max-width: 400px)">
  <img src="img_flowers.jpg" alt="Flowers">
</picture>

相关专栏文章:

  1. 【前端工程化-性能优化】性能优化系列之用户体验(概要篇)
  2. 【前端工程化-性能优化】性能优化系列之用户体验的问题分析与定位
  3. 【前端工程化-性能优化】性能优化系列之用户体验的优化方案(网络层面)
  4. 【前端工程化-性能优化】性能优化系列之用户体验的优化方案(渲染层面)
  5. 【前端工程化-性能优化】性能优化系列之用户体验的应用案例

原文链接:https://juejin.cn/post/7315846848459440165 作者:小铭子

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上一篇 2023年12月26日 上午10:41
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