让页面更活泼:用JavaScript实现交互功能的前端优化
接本系列「关键渲染路径」「阻塞渲染的 CSS」,浏览器大致经过了:构建 DOM 树、构建 CSSOM 树、构建渲染树、布局、绘制五个步骤。
CSS 的渲染是阻塞的, 除了上篇讲述媒体查询可以只让 CSS 先加载后渲染,还有什么影响着 CSS 渲染呢?这里主要简述,JavaScript 对 DOM 及 CSSOM 影响相关!
JavaScript 允许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。 不过,JavaScript 也会阻止 DOM 构建和延缓网页渲染。 为了实现最佳性能,可以让您的 JavaScript 异步执行,并去除关键渲染路径中任何不必要的 JavaScript。
- JavaScript 可以查询和修改 DOM 与 CSSOM
- JavaScript 执行会阻止 CSSOM
- 除非将 JavaScript 显式声明为异步,否则它会阻止构建 DOM
JavaScript 是一种运行在浏览器中的动态语言,它允许我们对网页行为的几乎每一个方面进行修改:我们可以通过在 DOM 树中添加和移除元素来修改内容;我们可以修改每个元素的 CSSOM 属性;我们可以处理用户输入,等等。为进行说明,让我们用一个简单的内联脚本对之前的“Hello World”示例进行扩展:
<html>
<head>
<meta name="viewport" content="width=device-width,initial-scale=1">
<link href="style.css" rel="stylesheet">
<title>Critical Path: Scripttitle>
head>
<body>
<p>Hello <span>web performancespan> students!p>
<div><img src="awesome-photo.jpg">div>
<script>
var span = document.getElementsByTagName('span')[0];
span.textContent = 'interactive'; // change DOM text content
span.style.display = 'inline'; // change CSSOM property
// create a new element, style it, and append it to the DOM
var loadTime = document.createElement('div');
loadTime.textContent = 'You loaded this page on: ' + new Date();
loadTime.style.color = 'blue';
document.body.appendChild(loadTime);
script>
body>
html>
试一下
- JavaScript 允许我们进入 DOM 并拉取对隐藏的 span 节点的引用 - 该节点可能未出现在渲染树中,却仍然存在于 DOM 内。然后,在我们获得引用后,就可以更改其文本(通过 .textContent),甚至可以将其计算的 display 样式属性从“none”替换为“inline”。现在,我们的页面显示“Hello interactive students!”。
- JavaScript 还允许我们在 DOM 中创建、样式化、追加和移除新元素。从技术上讲,我们的整个页面可以是一个大的 JavaScript 文件,此文件能够逐一创建元素并对其进行样式化。尽管这种方法可行,但是在实践中,使用 HTML 和 CSS 要简单得多。在 JavaScript 函数的第二部分,我们会创建一个新的 div 元素,设置其文本内容,对其进行样式化,然后将其追加到正文中。
我们通过以上示例修改了现有 DOM 节点的内容和 CSS 样式,并为文档添加了一个全新的节点。我们的网页不会赢得任何设计奖,但它说明了 JavaScript 赋予我们的能力和灵活性。
不过,尽管 JavaScript 为我们带来了许多功能,不过也在页面渲染方式和时间方面施加了更多限制。
首先,请注意上例中的内联脚本靠近网页底部。为什么呢?您真应该亲自尝试一下。如果我们将脚本移至 span 元素之上,您就会注意到脚本运行失败,并提示在文档中找不到对任何 span 元素的引用 - 即 getElementsByTagName(‘span’) 会返回 null。这透露出一个重要事实:我们的脚本在文档的何处插入,就在何处执行。当 HTML 解析器遇到一个 script 标记时,它会暂停构建 DOM,将控制权移交给 JavaScript 引擎;等 JavaScript 引擎运行完毕,浏览器会从中断的地方恢复 DOM 构建。
换言之,我们的脚本块找不到网页中任何靠后的元素,因为它们尚未接受处理!或者,稍微换个说法:执行我们的内联脚本会阻止 DOM 构建,也就延缓了首次渲染。
在网页中引入脚本的另一个微妙事实是,它们不仅可以读取和修改 DOM 属性,还可以读取和修改 CSSOM 属性。实际上,我们在示例中就是这么做的:将 span 元素的 display 属性从 none 更改为 inline。最终结果如何?我们现在遇到了竞态问题。
如果浏览器尚未完成 CSSOM 的下载和构建,而我们却想在此时运行脚本,会怎样?答案很简单,对性能不利:浏览器将延迟脚本执行和 DOM 构建,直至其完成 CSSOM 的下载和构建。
简言之,JavaScript 在 DOM、CSSOM 和 JavaScript 执行之间引入了大量新的依赖关系,从而可能导致浏览器在处理以及在屏幕上渲染网页时出现大幅延迟:
- 脚本在文档中的位置很重要。
- 当浏览器遇到一个 script 标记时,DOM 构建将暂停,直至脚本完成执行。
- JavaScript 可以查询和修改 DOM 与 CSSOM。
- JavaScript 执行将暂停,直至 CSSOM 就绪。
“优化关键渲染路径”在很大程度上是指了解和优化 HTML、CSS 和 JavaScript 之间的依赖关系谱。
解析器阻止与异步 JavaScript
默认情况下,JavaScript 执行会“阻止解析器”:当浏览器遇到文档中的脚本时,它必须暂停 DOM 构建,将控制权移交给 JavaScript 运行时,让脚本执行完毕,然后再继续构建 DOM。我们在前面的示例中已经见过内联脚本的实用情况。实际上,内联脚本始终会阻止解析器,除非您编写额外代码来推迟它们的执行。
通过 script 标签引入的脚本又怎样?让我们还用前面的例子,将代码提取到一个单独文件中:
Critical Path: Script External
Hello web performance students!
app.js
var span = document.getElementsByTagName('span')[0];
span.textContent = 'interactive'; // change DOM text content
span.style.display = 'inline'; // change CSSOM property
// create a new element, style it, and append it to the DOM
var loadTime = document.createElement('div');
loadTime.textContent = 'You loaded this page on: ' + new Date();
loadTime.style.color = 'blue';
document.body.appendChild(loadTime);
试一下
无论我们使用
默认情况下,所有 JavaScript 都会阻止解析器。由于浏览器不了解脚本计划在页面上执行什么操作,它会作最坏的假设并阻止解析器。向浏览器传递脚本不需要在引用位置执行的信号既可以让浏览器继续构建 DOM,也能够让脚本在就绪后执行;例如,在从缓存或远程服务器获取文件后执行。
为此,我们可以将脚本标记为异步:
<html>
<head>
<meta name="viewport" content="width=device-width,initial-scale=1">
<link href="style.css" rel="stylesheet">
<title>Critical Path: Script Asynctitle>
head>
<body>
<p>Hello <span>web performancespan> students!p>
<div><img src="awesome-photo.jpg">div>
<script src="app.js" async>script>
body>
html>
推荐阅读
-
让页面更活泼:用JavaScript实现交互功能的前端优化
-
纯干货分享 | 研发效能提升——敏捷需求篇-而敏捷需求是提升效能的方式中不可或缺的模块之一。 云智慧的敏捷教练——Iris Xu近期在公司做了一场分享,主题为「敏捷需求挖掘和组织方法,交付更高业务价值的产品」。Iris具有丰富的团队敏捷转型实施经验,完成了企业多个团队从传统模式到敏捷转型的落地和实施,积淀了很多的经验。 这次分享主要包含以下2个部分: 第一部分是用户影响地图 第二部分是事件驱动的业务分析Event driven business analysis(以下简称EDBA) 用户影响地图,是一种从业务目标到产品需求映射的需求挖掘和组织的方法。 在软件开发过程中可能会遇到一些问题,比如大家使用不同的业务语言、技术语言,造成角色间的沟通阻碍,还会导致一些问题,比如需求误解、需求传递错误等;这会直接导致产品的功能需求和要实现的业务目标不是映射关系。 但在交付期间,研发人员必须要将这些需求实现交付,他们实则并不清楚这些功能需求产生的原因是什么、要解决客户的哪些痛点。研发人员往往只是拿到了解决方案,需要把它实现,但没有和业务侧一起去思考解决方案是否正确,能否真正的帮助客户解决问题。而用户影响地图通常是能够连接业务目标和产品功能的一种手段。 我们在每次迭代里加入的假设,也就是功能需求。首先把它先实现,再逐步去验证我们每一个小目标是否已经实现,再看下一个目标要是什么。那影响地图就是在这个过程中帮我们不断地去梳理目标和功能之间的关系。 我们在软件开发中可能存在的一些问题 针对这些问题,我们如何避免?先简单介绍做敏捷转型的常规思路: 先做团队级的敏捷,首先把产品、开发、测试人员,还有一些更后端的人员比如交互运维的同学放在一起,组成一个特训团队做交付。这个团队要包含交付过程中所涉及的所有角色。 接着业务敏捷要打通整个业务环节和研发侧的一个交付。上图中可以看到在敏捷中需求是分层管理的,第一层是业务需求,在这个层级是以用户目标和业务目标作为输入进行规划,同时需要去考虑客户的诉求。业务人员通过获取到的业务需求,进一步的和团队一起将其分解为产品需求。所以业务需求其实是我们真正去发布和运营的单元,它可以被独立发布到我们的生产环境上。我们的产品需求其实就是产品的具体功能,它是我们集成和测试的对象,也就是我们最终去部署到系统上的一个基本单元。产品需求再到了我们的开发团队,映射到迭代计划会上要把它分解为相应的技术任务,包括我们平时所说的比如一些前端的开发、后端的开发、测试都是相应的技术任务。所以业务敏捷要达到的目标是需要去持续顺畅高质量的交付业务价值。 将这几个点串起来,形成金字塔结构。最上层我们会把业务目标放在整个金字塔的塔尖。这个业务目标是通过用户的目标以及北极星指标确立的。确认业务目标后再去梳理相应的业务流程,最后生产。另外产品需求包含了操作流程和业务规则,具需求交付时间、工程时间以及我们的一些质量标准的要求。 谈到用户影响的地图,在敏捷江湖上其实有一个传说,大家都有一个说法叫做敏捷需求的“任督二脉”。用户影响地图其实就是任脉,在黑客马拉松上用过的用户故事地图其实叫督脉。所以说用户影响地图是在用户故事地图之前,先帮我们去梳理出我们要做哪些东西。当我们真正识别出我们要实现的业务活动之后,用户故事地图才去梳理我们整个的业务工作流,以及每个工作流节点下所要包含的具体功能和用户故事。所以说用户影响地图需要解决的问题,我们包括以下这些: 首先是范围蔓延,我们在整张地图上,功能和对应的业务目标是要去有一个映射的。这就避免了一些在我们比如有很多干系人参与的会议上,那大家都有不同想法些立场,会提出很多需求(正确以及错误的需求)。这个时候我们会依据目标去看这些需求是否真的是会影响我们的目标。 这里提到的错误需求,比如是利益相关的人提出的、客户认为产品应该有的、某个产品经理需求分析师认为可以有的....但是这些功能在用户影响地图中匹配不到对应目标的话,就需要降低优先级或弃掉。另外,通常我们去制定解决方案的时候,会考虑较完美的实现,导致解决方案括很多的功能。这个时候关键目标至关重要,会帮助我们梳理筛选、确定优先级。 看一下用户影响到地图概貌 总共分为一个三层的结构: 第一层why,你的业务目标哪个是最重要的,为什么?涉及到的角色有哪些? 第二层how ,怎样产生影响?影响用户角色什么样的行为? (不需要去列出所有的影响,基于业务目标) 第三层what,最关键的是在梳理需求时不需一次把所有细节想全,这通常团队中经常遇到的问题。 我们用这个例子来看一下 这是一个客服中心的影响地图,业务目标是 3个月内不增加客服人数的前提下能支持1.5倍的用户数。此业务目标设定是符合 smart 原则的,specific非常的具体,miserable 是可以衡量的,action reoriented是面向活动的, real list 也是很实际的。 量化的目标会指引我们接下来的行动,梳理一个业务目标,尽量去量化,比如 :我们通过打造一条什么样的流水线,能够提高整个部署的效率,时间是原来的 1/2 。这样才是一个能量化的有意义的目标。 回到这幅图, how 层级识别出来的内容,客服角色:想要对它施加的影响,把客户引导到论坛上,帮助客户更容易的跟踪问题,更快速的去定位问题。初级用户:方论坛上找到问题。高级用户:在论坛上回答问题。通过我们这些用户角色,进行活动,完成在不增加客户客服人数的前提下支持更多的用户数量。 最后一个层级,才是我们日常接触比较多的真正的功能的特性和需求,比如引导到客户到论坛上,其实这个产品就需要有一个常见问题的论坛的链接。这个层次需要我们团队进一步地在交付,在每个迭代之前做进一步的梳理,细化成相应的用户故事。 这个是云智慧团队中,自己做的影响地图的范例,可以看下整个的层级结构。序号表示优先级。 那我们用户影响地图可以总结为: