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  • 翻译 | 关键CSS和Webpack: 减少阻塞渲染的CSS的自动化解决方案


    "消除阻塞渲染的CSS和JavaScript"。 这一条Google Page Speed Insights的建议总让我困惑。

    当一个网页被访问时,Google希望它仅加载对初始视图有用的内容,并使用空闲时间来加载其他内容。这种方式可以使用户尽可能早地看到页面。

    我们可以做很多事情来减少阻塞渲染的JavaScript,例如code splitting、tree shaking,缓存等。

    但是如何减少阻塞渲染的CSS?为此,可以拆分并优先加载首次渲染所需要的CSS(关键CSS),然后再加载其它CSS。

    可以通过编程的方式筛选出关键CSS,在本文中,我将向你展示如何通过Webpack的自动化流程来实现该方案。

    什么是阻塞渲染

    如果资源是“阻塞渲染”的,则表示浏览器在资源下载或处理完成之前不会显示该页面。

    通常,我们在html的head标签中添加CSS样式表,这种方式会阻塞渲染,如下所示:

    <head>
      <link rel="stylesheet" href="/style.css">
      ...
    </head>
    <body>
      <p>在style.css下载完之前,你看不到我!!!</p>
    </body>
    

    当这个html页面被网络浏览器加载时,它将从上到下被逐行解析。当浏览器解析到link标签时,它将立即开始下载CSS样式表,在完成之前不会渲染页面。

    对于一个大型网站,尤其是像使用了Bootstrap这种庞大框架的网站,样式表有几百KB,用户必须耐心等待其完全下载完才能看到页面。

    那么,我们是否应该把link标签放到body中,以防止阻塞渲染?你可以这么做,但是阻塞渲染也不是全无优点,我们实际上可以利用它。如果页面渲染时没有加载任何CSS,我们会遇到丑陋的"内容闪现"。

    我们想要的完美解决方案就应该是:首屏相关的关键CSS使用阻塞渲染的方式加载,所有的非关键CSS在首屏渲染完成后加载。

    关键CSS

    这里是我用Webpack和Bootstrap编写的一个简单的网页, 下面的截图是首次渲染后的样式。

    点击Sign Up today按钮会弹出一个模态框, 模态框弹出时的样式如下:

    首次渲染需要的样式包括导航条的样式、超大屏幕样式、按钮样式、其它布局和字体的公用样式。但是我们并不需要模态框的样式,因为它不会立即在页面中显示。考虑到这些,下面是我们拆分关键CSS和非关键CSS的可能的方式:

    critical.css

    .nav {
      ...
    }
    
    .jumbtron {
      ...
    }
    
    .btn {
      ...
    }
    

    non_critical.css

    .modal {
      ...
    }
    

    如果你已经有这个概念,那么你可能会提出两个疑问:

    1. 我们如何用程序区分关键CSS和非关键CSS?
    2. 如何让页面在首次渲染之前加载关键CSS,之后加载非关键CSS?

    示例项目

    我将简要介绍一下这个项目的基本配置,这样我们在遇到解决方案时,方便快速消化。
    首先, 在入口文件中引入Bootsrap SASS。

    main.js

    require("bootstrap-sass/assets/stylesheets/_bootstrap.scss");
    

    我使用sass-loader来处理sass,与Extract Text Plugin一起使用,将编译出来的css放到单独的文件中。

    使用HTML Webpack Plugin来创建一个HTML文件,它引入编译后的CSS。这在我们的解决方案中是必需的,你马上就会看到。

    webpack.config.js

    module.exports = {
      module: {
        rules: [
          {
            test: /\.scss$/,
            use: ExtractTextPlugin.extract({
              fallback: 'style-loader',
              use: ['css-loader', 'sass-loader']
            })
          },
          ...
        ]
      },
      ...
      plugins: [
        new ExtractTextPlugin({ filename: 'style.css' }),
        new HtmlWebpackPlugin({
          filename: 'index.html',
          template: 'index.html',
          inject: true
        })
      ] 
    };
    

    运行构建之后,这里是HTML文件的样子。请注意,CSS文件在head标签里引入,因此将会阻塞渲染。

    index.html

    <!DOCTYPE html>
    <html lang="en">
    <head>
        <meta charset="utf-8">
        <meta name="viewport" content="width=device-width,initial-scale=1">
        <title>vuestrap-code-split</title>
        <link href="/style.css" rel="stylesheet">
    </head>
    <body>
      <!--App content goes here, omitted for brevity.-->
      <script type="text/javascript" src="/build_main.js"></script>
    </body>
    </html>
    

    编程识别关键CSS

    手动区分关键CSS维护起来会非常痛苦。以编程方式来实现的话,我们可以使用Addy Osmani的Critical。这是一个Node.js模块,它将读入HTML文档,并识别关键CSS。Critical能做的还不止这些,你很快就能体会到。

    Critical识别关键CSS的方式如下:指定屏幕尺寸并使用PhantomJS加载页面,提取在渲染页面中用到的所有CSS规则。

    以下为对项目的设置:

    const critical = require("critical");
    
    critical.generate({
      
      /* Webpack打包输出的路径 */
      base: path.join(path.resolve(__dirname), 'dist/'),
      src: 'index.html',
      dest: 'index.html',
      inline: true,
      extract: true,
    
      /* iPhone6的尺寸,你可以按需要修改 */
       375,
      height: 565,
      
      /* 确保调用打包后的JS文件 */
      penthouse: {
        blockJSRequests: false,
      }
    });
    

    执行时,会将Webpack打包输出文件中HTML更新为:

    <!DOCTYPE html>
    <html lang="en">
    <head>
      <meta charset="utf-8">
      <meta name="viewport" content="width=device-width,initial-scale=1">
      <title>Bootstrap Critical</title>
      <style type="text/css">
        /* 关键CSS通过内部样式表方式引入 */
        body {
          font-family: Helvetica Neue,Helvetica,Arial,sans-serif;
          font-size: 14px;
          line-height: 1.42857;
          color: #333;
          background-color: #fff;
        }
        ...
      </style>
      <link href="/style.96106fab.css" rel="preload" as="style" onload="this.rel='stylesheet'">
      <noscript>
          <link href="/style.96106fab.css" rel="stylesheet">
      </noscript>
      <script>
        /*用来加载非关键CSS的脚本*/
      </script>
    </head>
    <body>
      <!-- 这里是App的内容 -->
      <script type="text/javascript" src="/build_main.js"></script>
    </body>
    </html>
    

    它还将输出一个新的CSS文件,例如style.96106fab.css(文件自动Hash命名)。这个CSS文件与原始样式表相同,只是不包含关键CSS。

    内联嵌入关键CSS样式

    你会注意到,关键CSS已经嵌入到文档的头部。这是最佳的,因为页面不必从服务器加载它。

    预加载非关键CSS

    你还会注意到,非关键CSS使用了一个看起来更复杂的link标签来加载。rel="preload"通知浏览器开始获取非关键CSS以供之后用。其关键在于,preload不阻塞渲染,无论资源是否加载完成,浏览器都会接着绘制页面。

    link标签中的onload属性允许我们在非关键CSS加载完成时运行脚本。Critical模块可以自动将此脚本嵌入到文档中,这种方式提供了将非关键CSS加载到页面中的跨浏览器兼容方法。

    <link href="/style.96106fab.css" rel="preload" as="style" onload="this.rel='stylesheet'">
    

    把Critical组件添加到webpack打包流程中

    我创建了一个名为HTML Critical Webpack Plugin的插件,该插件仅仅是Critical模块的封装。它将在HTML Webpack Plugin输出文件后运行。

    你可以在Webpack的项目中这样引入:

    const HtmlCriticalPlugin = require("html-critical-webpack-plugin");
    
    module.export = {
      ...
      plugins: [
        new HtmlWebpackPlugin({ ... }),
        new ExtractTextPlugin({ ... }),
        new HtmlCriticalPlugin({
          base: path.join(path.resolve(__dirname), 'dist/'),
          src: 'index.html',
          dest: 'index.html',
          inline: true,
          minify: true,
          extract: true,
           375,
          height: 565,
          penthouse: {
            blockJSRequests: false,
          }
        })
      ] 
    };
    

    注意:你应该只在生产版本中使用,因为它将使你的开发环境的构建很慢

    表现结果

    现在已经抽离了关键CSS,并且把非关键CSS的加载放到空闲时间,这在性能方面会有怎样的提升呢?

    我使用Chrome的Lighthouse扩展插件进行测试。请记住,我们尝试优化的指标是“首次有效绘制”,也就是用户需要多久才能看到真正可浏览的页面。

    不使用区分关键CSS技术的表现

    使用区分关键CSS技术的表现

    正如你所看到的,我的应用程序First Meaningful paint时间缩短了将近1秒,到达可交互状态的时间节省了0.5秒。实际中,你的应用程序可能无法获得如此惊人的改善,因为我的CSS很笨重(我包含了整个Bootstrap库),而且在这样一个简单的应用程序中,我没有很多关键CSS规则。

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