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css加载会造成阻塞吗? #6

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chenjigeng opened this issue Feb 28, 2019 · 6 comments
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css加载会造成阻塞吗? #6

chenjigeng opened this issue Feb 28, 2019 · 6 comments

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@chenjigeng
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之前面试今日头条的时候,今日头条面试官问我,js执行会阻塞DOM树的解析和渲染,那么css加载会阻塞DOM树的解析和渲染吗?所以,接下来我就来对css加载对DOM树的解析和渲染做一个测试。

为了完成本次测试,先来科普一下,如何利用chrome来设置下载速度

  1. 打开chrome控制台(按下F12),可以看到下图,重点在我画红圈的地方
    image
  2. 点击我画红圈的地方(No throttling),会看到下图,我们选择GPRS这个选项
    image
  3. 这样,我们对资源的下载速度上限就会被限制成20kb/s,好,那接下来就进入我们的正题

css加载会阻塞DOM树的解析渲染吗?

用代码说话:

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    <title>css阻塞</title>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
    <style>
      h1 {
        color: red !important
      }
    </style>
    <script>
      function h () {
        console.log(document.querySelectorAll('h1'))
      }
      setTimeout(h, 0)
    </script>
    <link href="https://cdn.bootcss.com/bootstrap/4.0.0-alpha.6/css/bootstrap.css" rel="stylesheet">
  </head>
  <body>
    <h1>这是红色的</h1>
  </body>
</html>

假设: css加载会阻塞DOM树解析和渲染

假设结果: 在bootstrap.css还没加载完之前,下面的内容不会被解析渲染,那么我们一开始看到的应该是白屏,h1不会显示出来。并且此时console.log的结果应该是一个空数组。

实际结果:如下图
image

css会阻塞DOM树解析?

由上图我们可以看到,当css还没加载完成的时候,h1并没有显示,但是此时控制台输出如下
image

可以得知,此时DOM树至少已经解析完成到了h1那里,而此时css还没加载完成,也就说明,css并不会阻塞DOM树的解析。

css加载会阻塞DOM树渲染?

由上图,我们也可以看到,当css还没加载出来的时候,页面显示白屏,直到css加载完成之后,红色字体才显示出来,也就是说,下面的内容虽然解析了,但是并没有被渲染出来。所以,css加载会阻塞DOM树渲染。

个人对这种机制的评价

其实我觉得,这可能也是浏览器的一种优化机制。因为你加载css的时候,可能会修改下面DOM节点的样式,如果css加载不阻塞DOM树渲染的话,那么当css加载完之后,DOM树可能又得重新重绘或者回流了,这就造成了一些没有必要的损耗。所以我干脆就先把DOM树的结构先解析完,把可以做的工作做完,然后等你css加载完之后,在根据最终的样式来渲染DOM树,这种做法性能方面确实会比较好一点。

css加载会阻塞js运行吗?

​ 由上面的推论,我们可以得出,css加载不会阻塞DOM树解析,但是会阻塞DOM树渲染。那么,css加载会不会阻塞js执行呢?

同样,通过代码来验证.

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    <title>css阻塞</title>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
    <script>
      console.log('before css')
      var startDate = new Date()
    </script>
    <link href="https://cdn.bootcss.com/bootstrap/4.0.0-alpha.6/css/bootstrap.css" rel="stylesheet">
  </head>
  <body>
    <h1>这是红色的</h1>
    <script>
      var endDate = new Date()
      console.log('after css')
      console.log('经过了' + (endDate -startDate) + 'ms')
    </script>
  </body>
</html>

假设: css加载会阻塞后面的js运行

预期结果: 在link后面的js代码,应该要在css加载完成后才会运行

实际结果:
image

由上图我们可以看出,位于css加载语句前的那个js代码先执行了,但是位于css加载语句后面的代码迟迟没有执行,直到css加载完成后,它才执行。这也就说明了,css加载会阻塞后面的js语句的执行。详细结果看下图(css加载用了5600+ms):

image

结论

由上所述,我们可以得出以下结论:

  1. css加载不会阻塞DOM树的解析
  2. css加载会阻塞DOM树的渲染
  3. css加载会阻塞后面js语句的执行、

因此,为了避免让用户看到长时间的白屏时间,我们应该尽可能的提高css加载速度,比如可以使用以下几种方法:

  1. 使用CDN(因为CDN会根据你的网络状况,替你挑选最近的一个具有缓存内容的节点为你提供资源,因此可以减少加载时间)
  2. 对css进行压缩(可以用很多打包工具,比如webpack,gulp等,也可以通过开启gzip压缩)
  3. 合理的使用缓存(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)
  4. 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)

更新

原理解析

那么为什么会出现上面的现象呢?我们从浏览器的渲染过程来解析下。

不用浏览器使用的内核不同,所以他们的渲染过程也是不一样的。目前主要有两个:

webkit渲染过程

webkit渲染流程

Gecko渲染过程

Gecko渲染过程

从上面两个流程图我们可以看出来,浏览器渲染的流程如下:

  1. HTML解析文件,生成DOM Tree,解析CSS文件生成CSSOM Tree
  2. 将Dom Tree和CSSOM Tree结合,生成Render Tree(渲染树)
  3. 根据Render Tree渲染绘制,将像素渲染到屏幕上。

从流程我们可以看出来

  1. DOM解析和CSS解析是两个并行的进程,所以这也解释了为什么CSS加载不会阻塞DOM的解析。
  2. 然而,由于Render Tree是依赖于DOM Tree和CSSOM Tree的,所以他必须等待到CSSOM Tree构建完成,也就是CSS资源加载完成(或者CSS资源加载失败)后,才能开始渲染。因此,CSS加载是会阻塞Dom的渲染的。
  3. 由于js可能会操作之前的Dom节点和css样式,因此浏览器会维持html中css和js的顺序。因此,样式表会在后面的js执行前先加载执行完毕。所以css会阻塞后面js的执行。

补充

DOMContentLoaded

对于浏览器来说,页面加载主要有两个事件,一个是DOMContentLoaded,另一个是onLoad。而onLoad没什么好说的,就是等待页面的所有资源都加载完成才会触发,这些资源包括css、js、图片视频等。

而DOMContentLoaded,顾名思义,就是当页面的内容解析完成后,则触发该事件。那么,正如我们上面讨论过的,css会阻塞Dom渲染和js执行,而js会阻塞Dom解析。那么我们可以做出这样的假设

  1. 当页面只存在css,或者js都在css前面,那么DomContentLoaded不需要等到css加载完毕。
  2. 当页面里同时存在css和js,并且js在css后面的时候,DomContentLoaded必须等到css和js都加载完毕才触发。

我们先对第一种情况做测试:

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    <title>css阻塞</title>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
    <script>
      document.addEventListener('DOMContentLoaded', function() {
        console.log('DOMContentLoaded');
      })
    </script>
    <link href="https://cdn.bootcss.com/bootstrap/4.0.0-alpha.6/css/bootstrap.css" rel="stylesheet">
  </head>
  <body>
  </body>
</html>

实验结果如下图:

从动图我们可以看出来,css还未加载完,就已经触发了DOMContentLoaded事件了。因为css后面没有任何js代码。

接下来我们对第二种情况做测试,很简单,就在css后面加一行代码就行了

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    <title>css阻塞</title>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
    <script>
      document.addEventListener('DOMContentLoaded', function() {
        console.log('DOMContentLoaded');
      })
    </script>
    <link href="https://cdn.bootcss.com/bootstrap/4.0.0-alpha.6/css/bootstrap.css" rel="stylesheet">

    <script>
      console.log('到我了没');
    </script>
  </head>
  <body>
  </body>
</html>

实验结果如下图:


我们可以看到,只有在css加载完成后,才会触发DOMContentLoaded事件。因此,我们可以得出结论:

  1. 如果页面中同时存在css和js,并且存在js在css后面,则DOMContentLoaded事件会在css加载完后才执行。
  2. 其他情况下,DOMContentLoaded都不会等待css加载,并且DOMContentLoaded事件也不会等待图片、视频等其他资源加载。

以上,就是所有内容。觉得还不错的点个推荐呗hhhh,欢迎交流

@hehe1111
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博主好,我自己测试了一下 CSS 是否会阻塞 DOMContentLoaded 事件,发现 CSS 确实会阻塞 DOMContentLoaded 事件。我用的 Cent Browser,这个浏览器用的 Chromium 最新版本,测试是在无痕模式下进行的,限速 10kb/s。

测试结果

浏览器版本

我在想这是不是我这边测试环境的问题,因为这结果似乎不符合 DOMContentLoaded 的语义。

@chenjigeng
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Owner Author

@hehe1111 有点奇怪, 我用 chrome 版本 87.0.4280.88(正式版本) (x86_64) 这个版本测试是没有问题的。感觉是不是你这个浏览器做了一些 hack 操作导致 DOMContentLoaded 不符合语义

@hehe1111
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@chenjigeng 我下了 Chrome 最新版做测试,发现跟我用 Cent Browser 测的结果一样 emmmmmmmmm

Chrome 87 测试结果

Chrome 版本

@hehe1111
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@chenjigeng 我知道原因了,是 vscode 插件 live server 导致的问题,用 http-server 进行预览则没有问题,CSS 加载确实不会阻塞 DOMContentLoaded 事件。谢谢博主。

@chenjigeng
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Owner Author

@hehe1111 没事没事~小问题

@Dxxxxxxww
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博主好,我对这里有一个疑惑,希望博主有空能够讲解一下,非常感谢。
这里拿第一个例子修改了一下,将 css link 从 head 移到了 body 中,然后再在 link 前加了一行 蓝色 h1 标签。
我的问题是,如果 css 加载会阻塞 dom 渲染的话,为什么蓝色h1,会先渲染,后面的红色 h1 会等待 css 加载完才渲染?

浏览器自顶向下解析 dom,css 加载不会阻塞解析,所以红色 h1 这时候也会在解析完成后的 dom 树上,这里等待 cssom 树合成 render 树的时候发生了啥呢,会让 link 前的元素先渲染,link 后的不渲染。

`

<title>css阻塞</title> <style> h1 { color: red !important } h1.blue { color: blue !important; } </style> <script> function h () { console.log(document.querySelectorAll('h1')) } setTimeout(h, 0) </script>

这是蓝色的

这是红色的

`

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