[译]理解浏览器关键渲染路径

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发布时间 : 2017-03-08 08:58

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构建DOM树
构建CSSOM树
运行JavaScript
创建渲染树
生成布局
绘制页面
整合所有

当一个浏览器接收到从服务器发来的html页面，在渲染并呈现到屏幕上之前，有很多步骤要做。浏览器渲染页面需要做的一系列行为被称作“关键渲染路径（Critical Rendering Path 简称CRP）”。

CRP 的知识对于如何提升网站性能是相当有用的。CRP有6个步骤：

构建DOM树
构建CSSOM树
运行JavaScript
创建渲染树
生成布局
绘制页面

构建DOM树

DOM（Document Object Model）树是一个表示整个解析过的HTML页面的对象，从根节点<html>开始，会创建页面中的每个元素/文本节点。嵌套在其他元素中的元素作为字节点，每个节点都包含了其所有的元素属性，例如：一个<a>节点将有 href 属性与其关联。

举个例子

<html>  
<head>  
  <title>Understanding the Critical Rendering Path</title>
  <link rel="stylesheet" href="style.css">
</head>  
<body>  
  <header>
      <h1>Understanding the Critical Rendering Path</h1>
  </header>
  <main>
      <h2>Introduction</h2>
      <p>Lorem ipsum dolor sit amet</p>
  </main>
  <footer>
      <small>Copyright 2017</small>
  </footer>
</body>  
</html>

上面的 HTML 将会被解析成下面的DOM树
DOM树
HTML的优点在于它不必等待整个页面加载完成才呈现页面，可以解析一部分，显示一部分。但是像CSS、JavaScript等其他资源会阻止页面渲染。

构建CSSOM树

CSSOM（CSS Object Model）是一个跟DOM相关的样式对象。它跟DOM的表示方法是相似的，但是不论显式声明还是隐式继承，每个节点都存在关联样式。

In the style.css file from the document mentioned above, we have the folowing styles
在上面提到的html页面的style.css中的样式如下

body { font-size: 18px; }

header { color: plum; }  
h1 { font-size: 28px; }

main { color: firebrick; }  
h2 { font-size: 20px; }

footer { display: none; }

它会被构建成下面的CSSOM树

CSS 被认为是 “渲染阻塞资源”，它意味着如果不首先完全解析资源，渲染树是无法构建的。CSS由于它的层叠继承的性质，不能像HTML一样解析一部分，显示一部分。定义在文档后面的样式会覆盖或改写之前定义的样式，因为在整个样式表都被解析之前，如果我们使用了在样式表中较早定义的样式，那错误的样式将被应用。这意味着CSS必须被全部解析之后，才能开始下一步。

如果CSS文件适用于当前设备的话，仅仅只是会阻塞渲染。<link rel="stylesheet">标签可以使用media属性，用来指定特定样式宽度的特定媒体查询。

举个例子，如果我们有一个包含媒体属性orientation:landscape的样式，我们使用纵向模式（portrait mode）查看页面，这个资源将不会阻塞渲染。

CSS 也会导致脚本阻塞。这是因为JavaScript文件必须等待CSSOM被构建后才能运行。

运行JavaScript

JavaScript被认为是解析阻塞资源，这意味着HTML的解析会被JavaScript阻塞。

当解析器解析到 <script> 标签时，无论该资源是内部还是外链的都会停止解析，先去下载资源。这也是为什么，当页面内有引用JavaScript文件时，引用标签要放到可视元素之后了。

为避免JavaScript解析阻塞，它可以通过设定 async 属性来要求其异步加载。

<script async src="script.js">

创建渲染树

渲染树是DOM和CSSOM的结合体，它代表最终会渲染在页面上的元素的结构对象。这意味着它只关注可见内容，对于被隐藏或者CSS属性 display:none 的属性，不会被包含在结构内。

使用上面例子的DOM和CSSOM，渲染树被创建如下：

生成布局

布局决定了浏览器视窗的大小,它提供了上下文依赖的CSS样式，如百分比或窗口的单位。视窗尺寸通常通过 <head> 标签中的 <meta> 中的 viewport 设定来决定。如果不存在该标签，则通常默认为 980px

例如，最常用的 meta veiwport 的值将会被设置为和设备宽度相符：

<meta name="viewport" content="width=device-width,initial-scale=1">

如果用户访问网页的设备宽度为1000px。然后整体视窗尺寸就会基于这个宽度值了，比如 50% 就是500px, 10vw 就是100px 等等。

绘制页面

最后，在绘制页面步骤。页面上的所有可见内容都会被转换为像素并呈现在屏幕上。

具体的绘制时间跟DOM数以及应用的样式有关。有些样式会花费更多的执行时间，比如复杂的渐变背景图片所需要的计算时间远超过简单固定背景色。

整合所有

想要看到关键渲染路径的执行流程，可以使用DevTools，在Chrome中，它是根据时间轴展示的。

举个例子, 上面的页面加入<script>标签

<html>  
<head>  
  <title>Understanding the Critical Rendering Path</title>
  <link rel="stylesheet" href="style.css">
</head>  
<body>  
  <header>
      <h1>Understanding the Critical Rendering Path</h1>
  </header>
  <main>
      <h2>Introduction</h2>
      <p>Lorem ipsum dolor sit amet</p>
  </main>
  <footer>
      <small>Copyright 2017</small>
  </footer>
  <script src="main.js"></script>
</body>  
</html>

可以看关于页面加载时的事件日志，以下是我们获得的：
时间轴

Send Request - 发送到index.html的GET请求
Parse HTML and Send Request - 开始解析HTML并构建DOM，然后发送 GET 请求style.css和main.js
Parse Stylesheet - 根据 style.css 创建的CSSOM
Evaluate Script - 执行 main.js
Layout - 基于HTML的元视窗标签，生成布局
Paint - 绘制网页
基于这些信息，我们可以知道如何优化关键渲染路径。

原文： Understanding the Critical Rendering Path

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