无线性能优化：页面可见时间与异步加载

jopen 8年前

如何让页面尽可能早地渲染页面，页面更早可见，让白屏时间更短，尤其是无线环境下，一直是性能优化的话题。

页面可见时间

页面可见要经历以下过程：

  • 解析 HTML 为 DOM，解析 CSS 为 CSSOM（CSS Object Model）
  • 将 DOM 和 CSSOM 合成一棵渲染树（ render tree ）
  • 完成渲染树的布局（layout）
  • 将渲染树绘制到屏幕

layout

由于 JS 可能随时会改变 DOM 和 CSSOM ，当页面中有大量的 JS 想立刻执行时，浏览器下载并执行，直到完成 CSSOM 下载与构建，而在我们等待时，DOM 构建同样被阻塞。为了 JS 不阻塞 DOM 和 CSSDOM 的构建，不影响首屏可见的时间，测试几种 JS 加载策略对页面可见的影响：

几种异步加载方式测试

  • A. head script: 即普通的将 JS 放在 head 中或放在 body 中间： DEMO 地址
  • B. bottom script: 即常规的优化策略，JS 放 body 的底部： DEMO 地址

  • C. document.write: 以前 PC 优化少用的一种异步加载 JS 的策略： DEMO 地址 

    function injectWrite(src){    document.write('<script src="' + src + '"></sc' + 'ript>');  }
    </div> </li>

  • D. getScript: 形如以下，也是 KISSY 内部的 getScript 函数的简易实现： DEMO 地址 

    <script>   var script = document.createElement('script');   script.src = "//g.tbcdn.com/xx.js";   document.getElementsByTagName('head')[0].appendChild(script);  </script>

  • E. 加 async 属性： DEMO 地址

  • F. 加 defer 属性： DEMO 地址
  • G. 同时加 async defer 属性： DEMO 地址
    • </ul>

    测试结果

    以下提到的 domReady 同 DOMContentLoaded 事件。

    A (head script) B (bottom script) C (document.write) D (getScript) E (async) F (defer) G (async + defer)
    1 PC Chrome 页面白屏长、domReady:5902.545、onLoad:5931.48 页面先显示、domReady:5805.21、onLoad:5838.255 页面先显示、domReady:5917.95、onLoad:5949.30 页面先显示、domReady:244.41、onLoad:5857.645 页面先显示、domReady:567.01、onLoad:5709.33 页面先显示、domReady:5812.12、onLoad:5845.6 页面先显示、domReady:576.12、onLoad:5743.79
    2 iOS Safari 页面白屏长、domReady:6130、onLoad:6268.41 页面白屏长、domReady:5175.80、onLoad:5182.75 页面白屏长、domReady:5617.645、onLoad:5622.115 502s 白屏然后页面显示最后变更 load finish 时间、domReady:502.71、onLoad:6032.95 508s 白屏然后页面显示最后变更 load finish time domReady:508.95、onLoad:5538.135 页面白屏长、domReady:5178.98、onLoad:5193.58 556s 白屏然后页面显示最后变更 load finish 时间、domReady:556、onLoad:5171.95
    3 iOS 手淘 WebView 页面白屏长、页面出现 loading 消失、domReady: 5291.29、onLoad:5292.78 页面白屏长、页面未跳转 loading 消失、domReady: 5123.46、onLoad:5127.85 页面白屏长、页面未跳转 loading 消失、domReady: 5074.86、onLoad:5079.875 页面可见快、loading 消失快在 domReady 稍后、domReady:14.06、load finish:5141.735 页面可见快、loading 消失快在 domReady 稍后、domReady:13.89、load finish:5157.15 页面白屏长、loading 先消失再出现页面、domReady: 5132.395、onLoad:5137.52 页面可见快、然后 loading 消失、domReady:13.49、load finish:5124.08
    4 Android browser 页面白屏长、domReady: 5097.29、onLoad:5100.37 页面白屏长、domReady: 5177.48、onLoad:5193.66 页面白屏长、domReady: 5125.96、onLoad:5165.06 页面可见快、等 5s 后更新 load finish 时间 domReady:463.33、load finish:5092.90 页面可见快、等 5s 后更新 load finish 时间 domReady:39.34、load finish:5136.55 页面白屏长、domReady: 5092.45、onLoad:5119.81 页面可见快、等 5s 后更新 load finish 时间 domReady:50.49、load finish:5507.668
    5 Android 手淘 WebView 白屏时间长、一直 loading 直接页面可见、domReady:5058.91、onLoad:5073.81 页面立即可见、loading 消失快、等 5s 后更新 domReady 时间和 load 时间 domReady:4176.34、onLoad:4209.50 页面立即可见、loading 消失快、domReady:6011.18、onLoad:6031.93 页面可见快、loading 之后消失、等 5s 后更新 load finish 时间 domReady:36.31、load finish:5081.76 页面可见快、loading 随后消失、等 5s 后更新 load finish 时间 domReady:25.11、load finish:5113.81 页面可见快、loading 随后消失、等 5s 后更新 domReady 时间和 load 时间 domReady:5213.11、load finish:5312.19 页面可见快、loading 随后消失、等 5s 后更新 load finish 时间 domReady:89.67、load finish:5589.95

    从以上测试结果可以看出以下结论：

    • 横向看， iOS Safari 和 Android browser 的在页面可见、domReady、onLoad 的时间表现一致。
    • 纵向看，bottom script、document.write 和 defer 三列，可知 document.write 和 defer 无任何异步效果，可见时间、domReady、onLoad 的触发时间和 bottom script 的情况一致。
    • 纵向看，async + defer 联合用和 async 的表现一致，故合并为 async。
    • 纵向看，script 放页头（head script）和 script 放 body 底部（bottom script）。iOS Safari 、Android browser 和 iOS WebView 表现一致，即使 script 放在 body 的底部也无济于事，页面白屏时间长，要等到 domReady 5s 多后结束才显示页面；唯独 Android WebView 的表现和 PC 的 Chrome 一致。
    • 单纯看手淘 WebView 容器中 loading 消失的时间，这个时间点 iOS 和 Android 的表现一致，即都是在 UIWebView 的 didFinishLoad 事件触发时消失。这个事件的触发可能在 domReady 之前（如：A3、B3），也可能在 domReady 之后（如：D3、E3）；这个事件触发和 JS 中的 onLoad 触发时机也没有必然的联系，可能在 onLoad 之前（如：D3、E3）也可能在 onLoad 几乎同时（如：A5）。 didiFinishLoad 到底是什么时机触发的呢，详见下章。
    • 页面可见时间，getScript 方式和 async 方式页面可见都非常快，domReady 的时间触发得也非常快，客户端的 loading 在 domReady 稍后即消失。原因是因为 最后耗时的 JS 请求异步化了 ，没有阻塞浏览器的 DOM + CSSOM 构建，页面渲染完成就立刻可见了。整体看，如果 domReady 的时间快，则页面可见快；反之如果页面可见快，domReady 的时间不一定快，如 B5、B1、C1、C5、F1、F5。如果异步化耗时长的 JS，domReady 和 onLoad 的时间差距是很大的，不做任何处理 onLoad 的时间 domReady 的时间差 30ms 左右。所以在异步化的前提下，可以用 domReady 的时间作为页面可见的时间。

    didFinishLoad 到底什么时候触发

    didFinishLoad 是 native 定义的事件，该事件触发时手淘 loading 菊花消失，并且 windvane 中的发出请求不再收集，也就是 native 统计出的 pageLoad 时间。在用户数据平台看到的瀑布流请求，就是在 didFinishLoad 触发前收集到的所有请求。

    经过上方测试，客户端的 didFinisheLoad 事件的触发和 JS 中的 domReady（DOMContentLoaded）和 onLoad 触发没有任何关联。可能在 domReady 之前或之后，也可能在 onLoad 之前或之后。

    那它到底是什么时候触发呢？ iOS 官方文档 是 Sent after a web view finishes loading a frame。 结合收集的用户请求和测试，didFinishLoad 是在连续发起的请求结束之后触发，监听一段时间内无请求则触发。

    所以经常会看到 data_sufei 这个 JS 文件，在有些用户的瀑布流里面有，在有些用户的又没有。原因是这个 JS 是 aplus_wap.js 故意 setTimeout 1s 后发出的，如果页面在 1s 前所有的请求都发完了则触发 didFinishLoad，后面的 data_sufei.js 的时间就不算到 pageLoad 的时间；反之如果接近 1s 页面还有图片等请求还在发，则 data_sufei.js 的时间也会被算到里面。

    因此在 JS 中用 setTimeout 来延迟发送请求也有可能会影响 didFinishLoad 的时间，建议 setTimeout 的时间设置得更长一点，如 3s。

    async 和 defer

    script 标签上可以添加 defer 和 async 属性来优化此 script 的下载和执行。

    defer ：延迟

    HTML 4.0 规范，其作用是，告诉浏览器，等到 DOM+CSSOM 渲染完成，再执行指定脚本。

    <script defer src="xx.js"></script>
    </div>
    • 浏览器开始解析 HTML 网页
    • 解析过程中，发现带有 defer 属性的 script 标签
    • 浏览器继续往下解析 HTML 网页，解析完就渲染到页面上，同时并行下载 script 标签中的外部脚本
    • 浏览器完成解析 HTML 网页，此时再执行下载的脚本，完成后触发 DOMContentLoaded

    下载的脚本文件在 DOMContentLoaded 事件触发前执行（即刚刚读取完\<\/html>标签），而且可以保证执行顺序就是它们在页面上出现的顺序。所以 添加 defer 属性后，domReady 的时间并没有提前，但它可以让页面更快显示出来。

    将放在页面上方的 script 加 defer，在 PC Chrome 下其效果相当于 把这个 script 放在底部，页面会先显示。 但对 iOS Safari 和 iOS WebView 加 defer 和 script 放底部一样都是长时间白屏。

    async: 异步

    HTML 5 规范，其作用是，使用另一个进程下载脚本，下载时不会阻塞渲染，并且下载完成后立刻执行。

    <script async src="yy.js"></script>
    </div>
    • 浏览器开始解析 HTML 网页
    • 解析过程中，发现带有 async 属性的 script 标签
    • 浏览器继续往下解析 HTML 网页，解析完先显示页面并触发 DOMContentLoaded，同时并行下载 script 标签中的外部脚本
    • 脚本下载完成，浏览器暂停解析 HTML 网页，开始执行下载的脚本
    • 脚本执行完毕，浏览器恢复解析 HTML 网页

    async 属性可以保证脚本下载的同时，浏览器继续渲染。但是 async 无法保证脚本的执行顺序。哪个脚本先下载结束，就先执行那个脚本。

    如何选择 async 和 defer

    • defer 可以保证执行顺序， async 不行【注：<=IE 9 defer 执行顺序有 bug，但可以 hack 】
    • async 可以提前触发 domReady ， defer 不行【注：Firefox 的 defer 也可以提前触发 domready 】
    • defer 在 iOS 和部分 Android 下依然阻塞渲染，白屏时间长。
    • 当 script 同时加 async 和 defer 属性时，后者不起作用，浏览器行为由 async 属性决定。
    • async 和 defer 的兼容性不一致，好在 async 和 defer 无线端基本都支持， async 不支持 IE 9-。
      附 async 兼容性 defer 兼容性

    script inject 和 async 

      <!-- BAD -->  <script src="//g.alicdn.com/large.js"></script>    <!-- GOOD -->  <script>   var script = document.createElement('script');   script.src = "//g.alicdn.com/large.js";   document.getElementsByTagName('head')[0].appendChild(script);  </script>
    </div>

    我们通常用这种 inject script 的方式来异步加载文件，特别是以前 Sea.js 、 KISSY 的盛行时，出现大量使用 $.use 来加载页面入口文件。这种方式和 async 的一样都能异步化 JS，不阻塞页面渲染。但真的是最快的吗？

    一个常见的页面如下：一个 CSS，两个异步的 JS

    JS 使用 script inject 的方式测试结果如下， DEMO ：

    JS 使用 async 的方式测试结果如下， DEMO ：

    对比结果发现，通过 <script async> 的方式的 JS 可以和 CSS 并发下载，这样整个页面 load 时间变得更短，JS 更快执行完，这样页面的交互或数据等可以更快更新。为什么呢？因为浏览器有类似 ‘ preload scanner ’ 的功能，在 HTML 解析时就可以提前并发去下载 JS 文件，如果把 JS 的文件隐藏在 JS 逻辑中，浏览器就没这么智能发现了。

    也许大家会说，现在 CSS/JS 都预加载到客户端了，怎么加载不重要。但页面有可能分享出去也有可能运行在浏览器中，也有可能预加载失效。

    综合上面 async 和 defer，推荐以下用法。

    <!-- 现代浏览器用 'async', ie9-用 'defer' -->  <script src="//g.alicdn.com/alilog/mlog/aplus_wap.js" async defer></script>
    </div>

    其实现在无线站点 aplus.js 可以完全用这种方式引入，既不会阻塞 DOM 和 CSSOM ，也不会延长整个页面 onLoad 时间，而不是原来的 PC 上的 script inject 方式。

    如果 aplus.js 在 PC 上这么用，IE 8/IE 9 应用的是 defer 属性，不会阻塞页面渲染，但是这个 JS 需要执行完后才触发 domReady（DOMContentLoaded）事件，故在 IE 8/IE 9 下可能会影响 domReady 的时间。

    </div>

    来自： http://taobaofed.org/blog/2016/01/20/mobile-wpo-pageshow-async/

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