HTML頁(yè)面基本結(jié)構(gòu)和過(guò)程
大家好,我是皮皮。
前言
對(duì)于前端來(lái)說(shuō),HTML 都是最基礎(chǔ)的內(nèi)容。
今天,我們來(lái)了解一下 HTML 和網(wǎng)頁(yè)有什么關(guān)系,以及與 DOM 有什么不同。通過(guò)本講內(nèi)容,你將掌握瀏覽器是怎么處理 HTML 內(nèi)容的,以及在這個(gè)過(guò)程中我們可以進(jìn)行怎樣的處理來(lái)提升網(wǎng)頁(yè)的性能,從而提升用戶(hù)的體驗(yàn)。
一、瀏覽器頁(yè)面加載過(guò)程
不知你是否有過(guò)這樣的體驗(yàn):當(dāng)打開(kāi)某個(gè)瀏覽器的時(shí)候,發(fā)現(xiàn)一直在轉(zhuǎn)圈,或者等了好長(zhǎng)時(shí)間才打開(kāi)頁(yè)面……
此時(shí)的你,會(huì)選擇關(guān)掉頁(yè)面還是耐心等待呢?
這一現(xiàn)象,除了網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定、網(wǎng)速過(guò)慢等原因,大多數(shù)都是由于頁(yè)面設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致加載時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致的。
我們都知道,頁(yè)面是用 HTML/CSS/JavaScript 來(lái)編寫(xiě)的。
HTML 的職責(zé)在于告知瀏覽器如何組織頁(yè)面,以及搭建頁(yè)面的基本結(jié)構(gòu);
CSS 用來(lái)裝飾 HTML,讓我們的頁(yè)面更好看;
JavaScript 則可以豐富頁(yè)面功能,使靜態(tài)頁(yè)面動(dòng)起來(lái)。
HTML由一系列的元素組成,通常稱(chēng)為HTML元素。HTML 元素通常被用來(lái)定義一個(gè)網(wǎng)頁(yè)結(jié)構(gòu),基本上所有網(wǎng)頁(yè)都是這樣的 HTML 結(jié)構(gòu):
其中:
html元素是頁(yè)面的根元素,它描述完整的網(wǎng)頁(yè);
head元素包含了我們想包含在 HTML 頁(yè)面中,但不希望顯示在網(wǎng)頁(yè)里的內(nèi)容;
body元素包含了我們?cè)L問(wèn)頁(yè)面時(shí)所有顯示在頁(yè)面上的內(nèi)容,是用戶(hù)最終能看到的內(nèi)容;
HTML 中的元素特別多,其中還包括可用于 Web Components 的自定義元素。
前面我們提到頁(yè)面 HTML 結(jié)構(gòu)不合理可能會(huì)導(dǎo)致頁(yè)面響應(yīng)慢,這個(gè)過(guò)程很多時(shí)候體現(xiàn)在<script>和<style>元素的設(shè)計(jì)上,它們會(huì)影響頁(yè)面加載過(guò)程中對(duì) Javascript 和 CSS 代碼的處理。
因此,如果想要提升頁(yè)面的加載速度,就需要了解瀏覽器頁(yè)面的加載過(guò)程是怎樣的,從根本上來(lái)解決問(wèn)題。
瀏覽器在加載頁(yè)面的時(shí)候會(huì)用到 GUI 渲染線程和 JavaScript 引擎線程(更詳細(xì)的瀏覽器加載和渲染機(jī)制將在第 7 講中介紹)。其中,GUI 渲染線程負(fù)責(zé)渲染瀏覽器界面 HTML 元素,JavaScript 引擎線程主要負(fù)責(zé)處理 JavaScript 腳本程序。
由于 JavaScript 在執(zhí)行過(guò)程中還可能會(huì)改動(dòng)界面結(jié)構(gòu)和樣式,因此它們之間被設(shè)計(jì)為互斥的關(guān)系。也就是說(shuō),當(dāng) JavaScript 引擎執(zhí)行時(shí),GUI 線程會(huì)被掛起。
以網(wǎng)易云課堂官網(wǎng)為例,我們來(lái)看看網(wǎng)頁(yè)加載流程。
(1)當(dāng)我們打開(kāi)官網(wǎng)的時(shí)候,瀏覽器會(huì)從服務(wù)器中獲取到 HTML 內(nèi)容。
(2)瀏覽器獲取到 HTML 內(nèi)容后,就開(kāi)始從上到下解析 HTML 的元素。
(3)<head>元素內(nèi)容會(huì)先被解析,此時(shí)瀏覽器還沒(méi)開(kāi)始渲染頁(yè)面。
我們看到<head>元素里有用于描述頁(yè)面元數(shù)據(jù)的<meta>元素,還有一些<link>元素涉及外部資源(如圖片、CSS 樣式等),此時(shí)瀏覽器會(huì)去獲取這些外部資源。除此之外,我們還能看到<head>元素中還包含著不少的<script>元素,這些<script>元素通過(guò)src屬性指向外部資源。
(4)當(dāng)瀏覽器解析到這里時(shí)(步驟 3),會(huì)暫停解析并下載 JavaScript 腳本。
(5)當(dāng) JavaScript 腳本下載完成后,瀏覽器的控制權(quán)轉(zhuǎn)交給 JavaScript 引擎。當(dāng)腳本執(zhí)行完成后,控制權(quán)會(huì)交回給渲染引擎,渲染引擎繼續(xù)往下解析 HTML 頁(yè)面。
(6)此時(shí)<body>元素內(nèi)容開(kāi)始被解析,瀏覽器開(kāi)始渲染頁(yè)面。
在這個(gè)過(guò)程中,我們看到<head>中放置的<script>元素會(huì)阻塞頁(yè)面的渲染過(guò)程:把 JavaScript 放在<head>里,意味著必須把所有 JavaScript 代碼都下載、解析和解釋完成后,才能開(kāi)始渲染頁(yè)面。
到這里,我們就明白了:如果外部腳本加載時(shí)間很長(zhǎng)(比如一直無(wú)法完成下載),就會(huì)造成網(wǎng)頁(yè)長(zhǎng)時(shí)間失去響應(yīng),瀏覽器就會(huì)呈現(xiàn)“假死”狀態(tài),用戶(hù)體驗(yàn)會(huì)變得很糟糕。
因此,對(duì)于對(duì)性能要求較高、需要快速將內(nèi)容呈現(xiàn)給用戶(hù)的網(wǎng)頁(yè),常常會(huì)將 JavaScript 腳本放在<body>的最后面。這樣可以避免資源阻塞,頁(yè)面得以迅速展示。我們還可以使用defer/async/preload等屬性來(lái)標(biāo)記<script>標(biāo)簽,來(lái)控制 JavaScript 的加載順序。
百度首頁(yè)
可以看到,雖然百度首頁(yè)的<head>元素里也包括了一些<script>元素,但大多數(shù)都加上了async屬性。async屬性會(huì)讓這些腳本并行進(jìn)行請(qǐng)求獲取資源,同時(shí)當(dāng)資源獲取完成后盡快解析和執(zhí)行,這個(gè)過(guò)程是異步的,不會(huì)阻塞 HTML 的解析和渲染。
對(duì)于百度這樣的搜索引擎來(lái)說(shuō),必須要在最短的時(shí)間內(nèi)提供到可用的服務(wù)給用戶(hù),其中就包括搜索框的顯示及可交互,除此之外的內(nèi)容優(yōu)先級(jí)會(huì)相對(duì)較低。
瀏覽器在渲染頁(yè)面的過(guò)程需要解析 HTML、CSS 以得到 DOM 樹(shù)和 CSS 規(guī)則樹(shù),它們結(jié)合后才生成最終的渲染樹(shù)并渲染。因此,我們還常常將 CSS 放在<head>里,可用來(lái)避免瀏覽器渲染的重復(fù)計(jì)算。
二、HTML 與 DOM 有什么不同
我們知道<p>是 HTML 元素,但又常常將<p>這樣一個(gè)元素稱(chēng)為 DOM 節(jié)點(diǎn),那么 HTML 和 DOM 到底有什么不一樣呢?
根據(jù) MDN 官方描述:文檔對(duì)象模型(DOM)是 HTML 和 XML 文檔的編程接口。
也就是說(shuō),DOM 是用來(lái)操作和描述 HTML 文檔的接口。如果說(shuō)瀏覽器用 HTML 來(lái)描述網(wǎng)頁(yè)的結(jié)構(gòu)并渲染,那么使用 DOM 則可以獲取網(wǎng)頁(yè)的結(jié)構(gòu)并進(jìn)行操作。一般來(lái)說(shuō),我們使用 JavaScript 來(lái)操作 DOM 接口,從而實(shí)現(xiàn)頁(yè)面的動(dòng)態(tài)變化,以及用戶(hù)的交互操作。
在開(kāi)發(fā)過(guò)程中,常常用對(duì)象的方式來(lái)描述某一類(lèi)事物,用特定的結(jié)構(gòu)集合來(lái)描述某些事物的集合。DOM 也一樣,它將 HTML 文檔解析成一個(gè)由 DOM 節(jié)點(diǎn)以及包含屬性和方法的相關(guān)對(duì)象組成的結(jié)構(gòu)集合。
三、DOM 解析
我們常見(jiàn)的 HTML 元素,在瀏覽器中會(huì)被解析成節(jié)點(diǎn)。比如下面這樣的 HTML 內(nèi)容:
打開(kāi)控制臺(tái) Elements 面板,可以看到這樣的 HTML 結(jié)構(gòu),如下圖所示:
在瀏覽器中,上面的 HTML 會(huì)被解析成這樣的 DOM 樹(shù),如下圖所示:
我們都知道,對(duì)于樹(shù)狀結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),常常使用parent/child/sibling等方式來(lái)描述各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系,對(duì)于 DOM 樹(shù)也不例外。
舉個(gè)例子,我們常常會(huì)對(duì)頁(yè)面功能進(jìn)行抽象,并封裝成組件。但不管怎么進(jìn)行整理,頁(yè)面最終依然是基于 DOM 的樹(shù)狀結(jié)構(gòu),因此組件也是呈樹(shù)狀結(jié)構(gòu),組件間的關(guān)系也同樣可以使用parent/child/sibling這樣的方式來(lái)描述。同時(shí),現(xiàn)在大多數(shù)應(yīng)用程序同樣以root為根節(jié)點(diǎn)展開(kāi),我們進(jìn)行狀態(tài)管理、數(shù)據(jù)管理也常常會(huì)呈現(xiàn)出樹(shù)狀結(jié)構(gòu)。
四、事件委托
我們知道,瀏覽器中各個(gè)元素從頁(yè)面中接收事件的順序包括事件捕獲階段、目標(biāo)階段、事件冒泡階段。其中,基于事件冒泡機(jī)制,我們可以實(shí)現(xiàn)將子元素的事件委托給父級(jí)元素來(lái)進(jìn)行處理,這便是事件委托。
如果我們?cè)诿總(gè)元素上都進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)的話,則需要綁定三個(gè)事件;(假設(shè)頁(yè)面上有a,b,c三個(gè)兄弟節(jié)點(diǎn))
使用事件委托,可以通過(guò)將事件添加到它們的父節(jié)點(diǎn),而將事件委托給父節(jié)點(diǎn)來(lái)觸發(fā)處理函數(shù):
這樣能解決什么問(wèn)題呢?
綁定子元素會(huì)綁定很多次的事件,而綁定父元素只需要一次綁定。
將事件委托給父節(jié)點(diǎn),這樣我們對(duì)子元素的增加和刪除、移動(dòng)等,都不需要重新進(jìn)行事件綁定。
常見(jiàn)的使用方式主要是上述這種列表結(jié)構(gòu),每個(gè)選項(xiàng)都可以進(jìn)行編輯、刪除、添加標(biāo)簽等功能,而把事件委托給父元素,不管我們新增、刪除、更新選項(xiàng),都不需要手動(dòng)去綁定和移除事件。
如果在列表數(shù)量?jī)?nèi)容較大的時(shí)候,對(duì)成千上萬(wàn)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行事件監(jiān)聽(tīng),也是不小的性能消耗。使用事件委托的方式,我們可以大量減少瀏覽器對(duì)元素的監(jiān)聽(tīng),也是在前端性能優(yōu)化中比較簡(jiǎn)單和基礎(chǔ)的一個(gè)做法。
注意:
如果我們直接在document.body上進(jìn)行事件委托,可能會(huì)帶來(lái)額外的問(wèn)題;
由于瀏覽器在進(jìn)行頁(yè)面渲染的時(shí)候會(huì)有合成的步驟,合成的過(guò)程會(huì)先將頁(yè)面分成不同的合成層,而用戶(hù)與瀏覽器進(jìn)行交互的時(shí)候需要接收事件。此時(shí),瀏覽器會(huì)將頁(yè)面上具有事件處理程序的區(qū)域進(jìn)行標(biāo)記,被標(biāo)記的區(qū)域會(huì)與主線程進(jìn)行通信。
如果我們document.body上被綁定了事件,這時(shí)候整個(gè)頁(yè)面都會(huì)被標(biāo)記;
即使我們的頁(yè)面不關(guān)心某些部分的用戶(hù)交互,合成器線程也必須與主線程進(jìn)行通信,并在每次事件發(fā)生時(shí)進(jìn)行等待。這種情況,我們可以使用passive: true選項(xiàng)來(lái)解決
五、總結(jié)
我們了解了 HTML 的作用,以及它是如何影響瀏覽器中頁(yè)面的加載過(guò)程的,同時(shí)還介紹了使用 DOM 接口來(lái)控制 HTML 的展示和功能邏輯。我們了解了DOM解析事件委托等相關(guān)概念
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