【CSS】917- 如何只使用CSS提升頁面渲染速度

作者 | Rumesh Eranga Hapuarachchi
譯者 | 張健欣
策劃 | 田曉旭
來源|前端之巔

用戶喜歡快速的 Web 應用。他們期望頁面加載速度快,運行流暢。如果滾動時出現動畫中斷或延遲,用戶很可能就會離開你的網站。作爲一名開發者,你可以做很多事情來提升用戶體驗。本文主要介紹你可以用來提升頁面渲染速度的 4 個 CSS 技巧。

1. Content-visibility

一般來說,大部分 Web 應用都有複雜的 UI 元素,並且它的擴展超出了用戶在瀏覽器視圖中所能看到的範圍。在這種情況下,我們可以使用content-visibility來跳過渲染屏幕之外的內容。如果你有大量屏幕之外的內容的話,這會大大減少頁面渲染時間。

這個功能是最新添加的功能之一,而且它是提升渲染性能最有影響力的功能之一。content-visibility接受幾個值,我們可以在一個元素上使用content-visibility: auto;來立即獲得性能提升。

我們可以看下面這個頁面,包含很多顯示不同信息的卡片。雖然屏幕能顯示大約 12 個卡片,但列表中有差不多 375 個卡片。如你所見,瀏覽器花費 1037ms 來渲染這個頁面。

一般 HTML 頁面

下一步,你可以向所有的卡片中加入content-visibility

在這個例子中,向頁面中加入content-visibility後,渲染時間下降到 150ms。性能提升了 6 倍以上。

使用 content-visibility

如你所見,content-visibility 的功能很強大,對於改善頁面渲染時間非常有用。根據我們目前爲止討論的內容,你一定在想它是針對頁面渲染的靈丹妙藥。

content-visibility 的限制

然而,也有一些領域 content-visibility 不適合。我想強調 2 點供你考慮。

這個功能還是實驗性的。目前,Firefox(PC 和 Android 版本)、Internet Explorer (我不認爲他們計劃向 IE 中添加這個功能) 以及 Safari (Mac 和 iOS) 不支持 content-visibility。

與滾動條行爲相關的問題。由於元素最初渲染的高度是 0px,當你向下滾動時,這些元素會進入屏幕。實際的內容會被渲染,這個元素的高度會被相應地更新。這會使滾動條出現預料之外的行爲。

使用 content-visibility 的滾動行爲

爲了修復這個滾動條問題,你可以使用另一個 CSS 屬性, contain-intrinsic-size。它指定了一個元素的自然大小。因此,這個元素會用指定的高度渲染,而不是 0px。
.element{
    content-visibility: auto;
    contain-intrinsic-size: 200px;
}

然而,在實驗時,我發現即使使用containt-intrinsic-size,如果我們有很多元素都使用content-visibility且設置爲auto,你仍然會有微小的滾動條問題。因此,我的建議是規劃你的佈局,將它分解爲幾個部分,然後在那幾個部分上使用 content-visibility 來獲取更好的滾動條行爲。

2.Will-change屬性

瀏覽器上的動畫並不是一個新鮮事物。通常,這些動畫與其它元素一起正常渲染。然而,瀏覽器現在能夠使用 GPU 來優化這些動畫的某些操作。

使用 will-change CSS 屬性,我們可以表明該元素將要修改特定的屬性,讓瀏覽器提前執行必要的優化。

底層發生的是,瀏覽器會爲這個元素創建一個單獨的層。然後,瀏覽器將這個元素的渲染委託給 GPU,以及其它一些優化。由於 GPU 加速接管了動畫渲染,最終這個動畫會更流暢。

考慮如下 CSS 類:
// In stylesheet
.animating-element {
  will-change: opacity;
}
// In HTML
<div class="animating-elememt">
  Animating Child elements
</div>

當在瀏覽器中渲染上面的代碼時,它會識別出will-change屬性,並優化未來與不透明度 opacity 相關的變更。

根據 Maximillian Laumeister 所做的性能基準測試,你可以看到他只改變了一行代碼就獲得了超過 120FPS 的渲染速度,而最初的渲染速度大約是 50FPS。

不使用 will-change;圖片來源:Maximilian

使用 will-change;圖片來源:Maximilian

什麼時候不要用 will-change

儘管will-change是用來提升性能的,但如果你誤用它,也會降低 Web 應用的性能。

使用will-change表明這個元素將來會改變

因此,如果你試圖將 will-change與同步動畫一起使用,它不會給你優化。因此,建議在父元素上使用 will-change,在子元素上使用動畫。
.my-class{
  will-change: opacity;
}
.child-class{
  transition: opacity 1s ease-in-out;
}

不要使用未設置動畫的元素。當你在一個元素上使用will-change,瀏覽器會嘗試通過將它放到一個新層中並將轉換移交給 GPU 來優化它。如果你沒有要轉換的東西,這會導致資源浪費。

最後要記住的是,建議在完成所有動畫之後將 will-change 從元素上刪除。

3. 減少渲染阻塞時間

今天,許多 Web 應用必須滿足許多形式因素,包括 PC、平板電腦和移動手機等。爲了實現這種響應式特性,我們必須根據媒介大小編寫新的樣式。在頁面渲染時,直到 CSS 對象模型(CSS Object Model,CSSOM)準備就緒,它纔開始渲染階段。根據你的 Web 應用,你可能有一個很大的樣式表來滿足所有的設備形式因素。

然而,假設我們根據形式因素將它拆分成多個樣式表。在這種情況下,我們可以只讓主 CSS 文件阻塞關鍵路徑,並將其優先下載,讓其它樣式表以低優先級的方式下載。
<link rel="stylesheet" href="styles.css">

單個樣式表

在將它分解成多個樣式表後:
<!-- style.css contains only the minimal styles needed for the page rendering -->
<link rel="stylesheet" href="styles.css" media="all" />
<!-- Following stylesheets have only the styles necessary for the form factor -->
<link rel="stylesheet" href="sm.css" media="(min-width: 20em)" /><link rel="stylesheet" href="md.css" media="(min-width: 64em)" /><link rel="stylesheet" href="lg.css" media="(min-width: 90em)" /><link rel="stylesheet" href="ex.css" media="(min-width: 120em)" /><link rel="stylesheet" href="print.css" media="print" />


如你所見,根據形式因素拆分樣式表能夠減少渲染阻塞時間。

4. 避免使用 @import 來包含多個樣式表

使用@import,我們可以在一個樣式表中包含另一個樣式表。當我們在處理一個大型項目時,使用@import會讓代碼更簡潔。

關於 @import 的一個關鍵事實是,它是一個阻塞調用,因爲它必鬚髮起一個網絡請求來獲取這個文件,解析它,然後將它包含在樣式表中。如果我們在樣式表中有嵌套的 @import,它會妨礙渲染性能。

# style.css
@import url("windows.css");
# windows.css
@import url("componenets.css");

使用 imports 的瀑布圖

與其使用@import,我們可以使用多個鏈接 link 實現相同的功能且具有更好的性能,因爲它允許並行下載樣式表。

使用鏈接的瀑布圖

    結論    

除了本文我們討論的 4 個方面,還有一些其它的方法我們可以使用 CSS 來提高 Web 頁面的性能。CSS 最新的特性之一,content-visibility,在未來幾年看起來很有前景,因爲它可以在頁面渲染方面帶來數倍的性能提升。

最重要的是,我們不用編寫一句 JavaScript 代碼就可以獲得所有這些性能提升。

我相信,你可以結合以上特性,爲最終用戶構建性能更好的 Web 應用。我希望這篇文章是有用的,如果你知道任何可以提升 Web 應用性能的 CSS 技巧,請在評論中留言。謝謝!

延伸閱讀

https://blog.bitsrc.io/improve-page-rendering-speed-using-only-css-a61667a16b2

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