HTML頁面基本結構和過程
大家好,我是皮皮。
前言
對于前端來說,HTML 都是最基礎的內(nèi)容。
今天,我們來了解一下 HTML 和網(wǎng)頁有什么關系,以及與 DOM 有什么不同。通過本講內(nèi)容,你將掌握瀏覽器是怎么處理 HTML 內(nèi)容的,以及在這個過程中我們可以進行怎樣的處理來提升網(wǎng)頁的性能,從而提升用戶的體驗。
一、瀏覽器頁面加載過程
不知你是否有過這樣的體驗:當打開某個瀏覽器的時候,發(fā)現(xiàn)一直在轉圈,或者等了好長時間才打開頁面……
此時的你,會選擇關掉頁面還是耐心等待呢?
這一現(xiàn)象,除了網(wǎng)絡不穩(wěn)定、網(wǎng)速過慢等原因,大多數(shù)都是由于頁面設計不合理導致加載時間過長導致的。
我們都知道,頁面是用 HTML/CSS/JavaScript 來編寫的。
HTML 的職責在于告知瀏覽器如何組織頁面,以及搭建頁面的基本結構;
CSS 用來裝飾 HTML,讓我們的頁面更好看;
JavaScript 則可以豐富頁面功能,使靜態(tài)頁面動起來。
HTML由一系列的元素組成,通常稱為HTML元素。HTML 元素通常被用來定義一個網(wǎng)頁結構,基本上所有網(wǎng)頁都是這樣的 HTML 結構:
其中:
html元素是頁面的根元素,它描述完整的網(wǎng)頁;
head元素包含了我們想包含在 HTML 頁面中,但不希望顯示在網(wǎng)頁里的內(nèi)容;
body元素包含了我們訪問頁面時所有顯示在頁面上的內(nèi)容,是用戶最終能看到的內(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。
前面我們提到頁面 HTML 結構不合理可能會導致頁面響應慢,這個過程很多時候體現(xiàn)在<script>和<style>元素的設計上,它們會影響頁面加載過程中對 Javascript 和 CSS 代碼的處理。
因此,如果想要提升頁面的加載速度,就需要了解瀏覽器頁面的加載過程是怎樣的,從根本上來解決問題。
瀏覽器在加載頁面的時候會用到 GUI 渲染線程和 JavaScript 引擎線程(更詳細的瀏覽器加載和渲染機制將在第 7 講中介紹)。其中,GUI 渲染線程負責渲染瀏覽器界面 HTML 元素,JavaScript 引擎線程主要負責處理 JavaScript 腳本程序。
由于 JavaScript 在執(zhí)行過程中還可能會改動界面結構和樣式,因此它們之間被設計為互斥的關系。也就是說,當 JavaScript 引擎執(zhí)行時,GUI 線程會被掛起。
以網(wǎng)易云課堂官網(wǎng)為例,我們來看看網(wǎng)頁加載流程。
(1)當我們打開官網(wǎng)的時候,瀏覽器會從服務器中獲取到 HTML 內(nèi)容。
(2)瀏覽器獲取到 HTML 內(nèi)容后,就開始從上到下解析 HTML 的元素。
(3)<head>元素內(nèi)容會先被解析,此時瀏覽器還沒開始渲染頁面。
我們看到<head>元素里有用于描述頁面元數(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),此時瀏覽器會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src屬性指向外部資源。
(4)當瀏覽器解析到這里時(步驟 3),會暫停解析并下載 JavaScript 腳本。
(5)當 JavaScript 腳本下載完成后,瀏覽器的控制權轉交給 JavaScript 引擎。當腳本執(zhí)行完成后,控制權會交回給渲染引擎,渲染引擎繼續(xù)往下解析 HTML 頁面。
(6)此時<body>元素內(nèi)容開始被解析,瀏覽器開始渲染頁面。
在這個過程中,我們看到<head>中放置的<script>元素會阻塞頁面的渲染過程: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,才能開始渲染頁面。
到這里,我們就明白了:如果外部腳本加載時間很長(比如一直無法完成下載),就會造成網(wǎng)頁長時間失去響應,瀏覽器就會呈現(xiàn)“假死”狀態(tài),用戶體驗會變得很糟糕。
因此,對于對性能要求較高、需要快速將內(nèi)容呈現(xiàn)給用戶的網(wǎng)頁,常常會將 JavaScript 腳本放在<body>的最后面。這樣可以避免資源阻塞,頁面得以迅速展示。我們還可以使用defer/async/preload等屬性來標記<script>標簽,來控制 JavaScript 的加載順序。
百度首頁
可以看到,雖然百度首頁的<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屬性會讓這些腳本并行進行請求獲取資源,同時當資源獲取完成后盡快解析和執(zhí)行,這個過程是異步的,不會阻塞 HTML 的解析和渲染。
對于百度這樣的搜索引擎來說,必須要在最短的時間內(nèi)提供到可用的服務給用戶,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)先級會相對較低。
瀏覽器在渲染頁面的過程需要解析 HTML、CSS 以得到 DOM 樹和 CSS 規(guī)則樹,它們結合后才生成最終的渲染樹并渲染。因此,我們還常常將 CSS 放在<head>里,可用來避免瀏覽器渲染的重復計算。
二、HTML 與 DOM 有什么不同
我們知道<p>是 HTML 元素,但又常常將<p>這樣一個元素稱為 DOM 節(jié)點,那么 HTML 和 DOM 到底有什么不一樣呢?
根據(jù) MDN 官方描述:文檔對象模型(DOM)是 HTML 和 XML 文檔的編程接口。
也就是說,DOM 是用來操作和描述 HTML 文檔的接口。如果說瀏覽器用 HTML 來描述網(wǎng)頁的結構并渲染,那么使用 DOM 則可以獲取網(wǎng)頁的結構并進行操作。一般來說,我們使用 JavaScript 來操作 DOM 接口,從而實現(xiàn)頁面的動態(tài)變化,以及用戶的交互操作。
在開發(fā)過程中,常常用對象的方式來描述某一類事物,用特定的結構集合來描述某些事物的集合。DOM 也一樣,它將 HTML 文檔解析成一個由 DOM 節(jié)點以及包含屬性和方法的相關對象組成的結構集合。
三、DOM 解析
我們常見的 HTML 元素,在瀏覽器中會被解析成節(jié)點。比如下面這樣的 HTML 內(nèi)容:
打開控制臺 Elements 面板,可以看到這樣的 HTML 結構,如下圖所示:
在瀏覽器中,上面的 HTML 會被解析成這樣的 DOM 樹,如下圖所示:
我們都知道,對于樹狀結構來說,常常使用parent/child/sibling等方式來描述各個節(jié)點之間的關系,對于 DOM 樹也不例外。
舉個例子,我們常常會對頁面功能進行抽象,并封裝成組件。但不管怎么進行整理,頁面最終依然是基于 DOM 的樹狀結構,因此組件也是呈樹狀結構,組件間的關系也同樣可以使用parent/child/sibling這樣的方式來描述。同時,現(xiàn)在大多數(shù)應用程序同樣以root為根節(jié)點展開,我們進行狀態(tài)管理、數(shù)據(jù)管理也常常會呈現(xiàn)出樹狀結構。
四、事件委托
我們知道,瀏覽器中各個元素從頁面中接收事件的順序包括事件捕獲階段、目標階段、事件冒泡階段。其中,基于事件冒泡機制,我們可以實現(xiàn)將子元素的事件委托給父級元素來進行處理,這便是事件委托。
如果我們在每個元素上都進行監(jiān)聽的話,則需要綁定三個事件;(假設頁面上有a,b,c三個兄弟節(jié)點)
使用事件委托,可以通過將事件添加到它們的父節(jié)點,而將事件委托給父節(jié)點來觸發(fā)處理函數(shù):
這樣能解決什么問題呢?
綁定子元素會綁定很多次的事件,而綁定父元素只需要一次綁定。
將事件委托給父節(jié)點,這樣我們對子元素的增加和刪除、移動等,都不需要重新進行事件綁定。
常見的使用方式主要是上述這種列表結構,每個選項都可以進行編輯、刪除、添加標簽等功能,而把事件委托給父元素,不管我們新增、刪除、更新選項,都不需要手動去綁定和移除事件。
如果在列表數(shù)量內(nèi)容較大的時候,對成千上萬節(jié)點進行事件監(jiān)聽,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元素的監(jiān)聽,也是在前端性能優(yōu)化中比較簡單和基礎的一個做法。
注意:
如果我們直接在document.body上進行事件委托,可能會帶來額外的問題;
由于瀏覽器在進行頁面渲染的時候會有合成的步驟,合成的過程會先將頁面分成不同的合成層,而用戶與瀏覽器進行交互的時候需要接收事件。此時,瀏覽器會將頁面上具有事件處理程序的區(qū)域進行標記,被標記的區(qū)域會與主線程進行通信。
如果我們document.body上被綁定了事件,這時候整個頁面都會被標記;
即使我們的頁面不關心某些部分的用戶交互,合成器線程也必須與主線程進行通信,并在每次事件發(fā)生時進行等待。這種情況,我們可以使用passive: true選項來解決
五、總結
我們了解了 HTML 的作用,以及它是如何影響瀏覽器中頁面的加載過程的,同時還介紹了使用 DOM 接口來控制 HTML 的展示和功能邏輯。我們了解了DOM解析事件委托等相關概念
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