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面试官之CSS加载会造成阻塞吗?

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:

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<!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head> <title>Js中文网 - 前端进阶资源分享(https://www.javascriptc.com/)</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

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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>Js中文网 - 前端进阶资源分享(https://www.javascriptc.com/)</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:

面试官之CSS加载会造成阻塞吗?

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:

面试官之CSS加载会造成阻塞吗?

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。

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