网络日志

js 和 css 的阻塞问题分析

DOMContentLoaded和load

我们先了解两个事件,有助于后面的分析。

load事件:load 应该仅用于检测一个完全加载的页面 当一个资源及其依赖资源已完成加载时,将触发load事件。也就是说,页面的html、css、js、图片等资源都已经加载完之后才会触发 load 事件。

DOMContentLoaded事件:当初始的 HTML 文档被完全加载和解析完成之后,DOMContentLoaded 事件被触发,而无需等待样式表、图像和子框架的完成加载。也就是说,DOM 树已经构建完毕就会触发 DOMContentLoaded 事件。

js 阻塞了什么

因为js在执行的过程中可能会操作DOM,发生回流和重绘,所以GUI渲染线程与JS引擎线程是互斥的。

在解析HTML过程中,如果遇到 script 标签,渲染线程会暂停渲染过程,将控制权交给 JS 引擎。内联的js代码会直接执行,如果是js外部文件,则要下载该js文件,下载完成之后再执行。等 JS 引擎运行完毕,浏览器又会把控制权还给渲染线程,继续 DOM 的解析。

因此,js会阻塞DOM树的构建。

那么,是否会阻塞页面的显示呢?我们用下面的代码来测试一下。

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
  <title>Document</title>
</head>
<body>
  <div>hello world</div>
  <script>
    debugger
  </script>
  <div>hello world2</div>
</body>
</html>

可以看到,这个页面的DOMContentLoaded发生在2.23s,可见js阻塞了DOM树的构建。但是,页面上却几乎在一瞬间显示了hello world,说明js不会阻塞位于它之前的dom元素的渲染。

现代浏览器为了更好的用户体验,渲染引擎将尝试尽快在屏幕上显示的内容。它不会等到所有DOM解析完成后才布局渲染树。而是当js阻塞发生时,会将已经构建好的DOM元素渲染到屏幕上,减少白屏的时间。

这也是为什么我们会将script标签放到body标签的底部,因为这样就不会影响前面的页面的渲染。

css 阻塞了什么

当我们解析 HTML 时遇到 link 标签或者 style 标签时,就会计算样式,构建CSSOM。

css不会阻塞dom树的构建,但是会阻塞页面的显示。我们依然用一个例子来测试:

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
  <title>Document</title>
  <link rel="stylesheet" type="text/css" href="https://h5.sinaimg.cn/m/weibo-pro/css/chunk-vendors.d6cac585.css">
</head>
<body>
  <div class="woo-spinner-filled">hello world</div>
  <div>hello world2</div>
</body>
</html>

使用一个外部css文件,打开Slow 3G模拟比较慢的网速,可以看到,DOMContentLoaded事件触发只用了30ms,页面此时依然是空白,而几乎是loaded事件2.92s发生时,页面才出现内容。

原因是,浏览器在构建 CSSOM 的过程中,不会渲染任何已处理的内容。即便 DOM 已经解析完毕了,只要 CSSOM 不没构建好,页面也不会显示内容。

只有当我们遇到 link 标签或者 style 标签时,才会构建CSSOM,所以如果 link 标签之前有dom元素,当加载css发生阻塞时,浏览器会将前面已经构建好的DOM元素渲染到屏幕上,以减少白屏的时间。比如下面这样:

<body>
  <div class="woo-spinner-filled">hello world</div>
  <link rel="stylesheet" type="text/css" href="https://h5.sinaimg.cn/m/weibo-pro/css/chunk-vendors.d6cac585.css">
  <div>hello world2</div>
</body>

这样做会导致一个问题,就是页面闪烁,在css被加载之前,浏览器按照默认样式渲染 <div class="woo-spinner-filled">hello world</div>,当css加载完成,会为该div计算新的样式,重新渲染,出现闪烁的效果。

为了避免页面闪烁,通常 link 标签都放在head中。

css会不会阻塞后面js执行?答案是会!

JS 的作用在于修改,它帮助我们修改网页的方方面面:内容、样式以及它如何响应用户交互。这“方方面面”的修改,本质上都是对 DOM 和 CSSDOM 进行修改。当在JS中访问了CSSDOM中某个元素的样式,那么这时候就需要等待这个样式被下载完成才能继续往下执行JS脚本。

运行下面这个例子,就会发现等css加载完成后,才会在控制台打印“this is a test”。

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
  <title>Document</title>
  <link rel="stylesheet" type="text/css" href="https://h5.sinaimg.cn/m/weibo-pro/css/chunk-vendors.d6cac585.css">
</head>
<body>
  <div class="woo-spinner-filled">hello world</div>
  <div>hello world2</div>
  <script>
    console.log('this is a test')
  </script>
</body>
</html>

优化

  1. 使用内联 JavaScript 和 CSS,这样获取到 HTML 文件之后就可以直接开始渲染流程了。
  2. 并不是所有的场合都适合内联,那么还可以尽量减少文件大小,比如通过 webpack 等构建工具删除无用代码、压缩 css、JavaScript 文件的体积;并且启用 CDN 加快文件的下载速度。
  3. 对于大的 CSS 文件,可以通过媒体查询属性,将其拆分为多个不同用途的 CSS 文件,这样只有在特定的场景下才会加载特定的 CSS 文件。
  4. 如果 JavaScript 文件中没有操作 DOM 相关代码,就可以将该 JavaScript 脚本设置为异步加载,通过 async 或 defer 来标记代码。

    <script src="index.js"></script>
    //浏览器必须等待 index.js 加载和执行完毕才能去做其它事情。
    
    <script async src="index.js"></script>
    //index.js 的加载是异步的,加载时不会阻塞浏览器做任何其它的事情。
    //当它加载结束,JS 脚本会立即执行。
    
    <script defer src="index.js"></script>
    //JS 的加载是异步的,执行是被推迟的。
    //使用了 defer 标记的脚本文件,会等整个文档解析完成,在 DOMContentLoaded 事件触发之前执行