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  • 使用 content-visibility 優化渲染性能

    最近在業務中實際使用 content-visibility 進了一些渲染性能的優化。

    這是一個比較新且有強大功能的屬性。本文將帶領大家深入理解一番。

    何為 content-visibility

    content-visibility:屬性控制一個元素是否渲染其內容,它允許用戶代理(瀏覽器)潛在地省略大量布局和渲染工作,直到需要它為止。

    MDN 原文:The content-visibility CSS property controls whether or not an element renders its contents at all, along with forcing a strong set of containments, allowing user agents to potentially omit large swathes of layout and rendering work until it becomes needed. Basically it enables the user agent to skip an element's rendering work (including layout and painting) until it is needed — which makes the initial page load much faster.

    它有幾個常見的取值。

    /* Keyword values */
    content-visibility: visible;
    content-visibility: hidden;
    content-visibility: auto;
    

    分別解釋一下:

    • content-visibility: visible:默認值,沒有任何效果,相當于沒有添加 content-visibility,元素的渲染與往常一致。
    • content-visibility: hidden:與 display: none 類似,用戶代理將跳過其內容的渲染。(這里需要注意的是,跳過的是內容的渲染)
    • content-visibility: auto:如果該元素不在屏幕上,并且與用戶無關,則不會渲染其后代元素。

    contain-intrinsic-size

    當然,除 content-visibility 之外,還有一個與之配套的屬性 -- contain-intrinsic-size

    contain-intrinsic-size:控制由 content-visibility 指定的元素的自然大小。

    上面兩個屬性光看定義和介紹會有點繞。

    我們首先來看看 content-visibility 如何具體使用。

    content-visibility: visible 是默認值,添加后沒有任何效果,我們就直接跳過。

    利用 content-visibility: hidden 優化展示切換性能

    首先來看看 content-visibility: hidden,它通常會拿來和 display: none 做比較,但是其實它們之間還是有很大的不同的。

    首先,假設我們有兩個 DIV 包裹框:

    <div class="g-wrap">
        <div>1111</div>
        <div class="hidden">2222</div>
    </div>
    

    設置兩個 div 為 200x200 的黑色塊:

    .g-wrap > div {
        width: 200px;
        height: 200px;
        background: #000;
    }
    

    效果如下:

    OK,沒有問題,接下來,我們給其中的 .hidden 設置 content-visibility: hidden,看看會發生什么:

    .hidden {
        content-visibility: hidden;
    }
    

    效果如下:

    注意,仔細看效果,這里添加了 content-visibility: hidden 之后,消失的只是添加了該元素的 div 的子元素消失不見,而父元素本身及其樣式,還是存在頁面上的

    如果我們去掉設置了 content-visibility: hidden 的元素本身的 widthheightpaddingmargin 等屬性,則元素看上去就如同設置了 display: none 一般,在頁面上消失不見了。

    那么,content-visibility: hidden 的作用是什么呢?

    設置了 content-visibility: hidden 的元素,其元素的子元素將被隱藏,但是,它的渲染狀態將會被緩存。所以,當 content-visibility: hidden 被移除時,用戶代理無需重頭開始渲染它和它的子元素。

    因此,如果我們將這個屬性應用在一些一開始需要被隱藏,但是其后在頁面的某一時刻需要被渲染,或者是一些需要被頻繁切換顯示、隱藏狀態的元素上,其渲染效率將會有一個非常大的提升。

    利用 content-visibility: auto 實現虛擬列表

    OK,接下來是 content-visibility 的核心用法,利用 auto 屬性值。

    content-visibility: auto 的作用是,如果該元素不在屏幕上,并且與用戶無關,則不會渲染其后代元素。是不是與 LazyLoad 非常類似?

    我們來看這樣一個 DEMO ,了解其作用:

    假設,我們存在這樣一個 HTML 結構,含有大量的文本內容:

    <div class="g-wrap">
        <div class="paragraph">...</div>
        // ... 包含了 N 個 paragraph
        <div class="paragraph">...</div>
    </div>
    

    每個 .paragraph 的內容如下:

    因此,整個的頁面看起來就是這樣的:

    由于,我們沒有對頁面內容進行任何處理,因此,所有的 .paragraph 在頁面刷新的一瞬間,都會進行渲染,看到的效果就如上所示。

    當然,現代瀏覽器愈加趨于智能,基于這種場景,其實我們非常希望對于仍未看到,仍舊未滾動到的區域,可以延遲加載,只有到我們需要展示、滾動到該處時,頁面內容才進行渲染。

    基于這種場景,content-visibility: auto 就應運而生了,它允許瀏覽器對于設置了該屬性的元素進行判斷,如果該元素當前不處于視口內,則不渲染該元素。

    我們基于上述的代碼,只需要最小化,添加這樣一段代碼:

    .paragraph {
        content-visibility: auto;
    }
    

    再看看效果,仔細觀察右側的滾動條:

    這里我使用了 ::-webkit-scrollbar 相關樣式,讓滾動條更明顯。

    可能你還沒意識到發生了什么,我們對比下添加了 content-visibility: auto 和沒有添加 content-visibility: auto 的兩種效果下文本的整體高度:

    有著非常明顯的差異,這是因為,設置了 content-visibility: auto 的元素,在非可視區域內,目前并沒有被渲染,因此,右側內容的高度其實是比正常狀態下少了一大截的。

    好,我們實際開始進行滾動,看看會發生什么:

    由于下方的元素在滾動的過程中,出現在視口范圍內才被渲染,因此,滾動條出現了明顯的飄忽不定的抖動現象。(當然這也是使用了 content-visibility: auto 的一個小問題之一),不過明顯可以看出,這與我們通常使用 JavaScript 實現的虛擬列表非常類似。

    當然,在向下滾動的過程中,上方消失的已經被渲染過且消失在視口的元素,也會因為消失在視口中,重新被隱藏。因此,即便頁面滾動到最下方,整體的滾動條高度還是沒有什么變化的。

    content-visibility 是否能夠優化渲染性能?

    那么,content-visibility 是否能夠優化渲染性能呢?

    Youtube -- Slashing layout cost with content-visibility 中,給了一個非常好的例子。

    這里我簡單復現一下。

    對于一個存在巨量 HTML 內容的頁面,譬如類似于這個頁面 -- HTML - Living Standard

    可以感受到,往下翻,根本翻不到盡頭。(這里我在本地模擬了該頁面,復制了該頁面的所有 DOM,并非實際在該網站進行測試)

    如果不對這個頁面做任何處理,看看首次渲染需要花費的時間:

    可以看到,DOMContentLoaded 的時間的 3s+,而花費在 Rendering 上的就有整整 2900ms

    而如果給這個頁面的每個段落,添加上 content-visibility: auto,再看看整體的耗時:

    可以看到,DOMContentLoaded 的時間驟降至了 500ms+,而花費在 Rendering 上的,直接優化到了 61ms

    2900ms --> 61ms,可謂是驚人級別的優化了。因此,content-visibility: auto 對于長文本、長列表功能的優化是顯而易見的。

    利用 contain-intrinsic-size 解決滾動條抖動問題

    當然,content-visibility 也存在一些小問題。

    從上面的例子,也能看到,在利用 content-visibility: auto 處理長文本、長列表的時候。在滾動頁面的過程中,滾動條一直在抖動,這不是一個很好的體驗。

    當然,這也是許多虛擬列表都會存在的一些問題。

    好在,規范制定者也發現了這個問題。這里我們可以使用另外一個 CSS 屬性,也就是文章一開頭提到的另外一個屬性 -- contain-intrinsic-size,來解決這個問題。

    contain-intrinsic-size:控制由 content-visibility 指定的元素的自然大小。

    什么意思呢?

    還是上面的例子

    <div class="g-wrap">
        <div class="paragraph">...</div>
        // ... 包含了 N 個 paragraph
        <div class="paragraph">...</div>
    </div>
    

    如果我們不使用 contain-intrinsic-size,只對視口之外的元素使用 content-visibility: auto,那么視口外的元素高度通常就為 0。

    當然,如果直接給父元素設置固定的 height,也是會有高度的。

    那么實際的滾動效果,滾動條就是抖動的:

    所以,我們可以同時利用上 contain-intrinsic-size,如果能準確知道設置了 content-visibility: auto 的元素在渲染狀態下的高度,就填寫對應的高度。如果如法準確知道高度,也可以填寫一個大概的值:

    .paragraph {
        content-visibility: auto;
        contain-intrinsic-size: 320px;
    }
    

    如此之后,瀏覽器會給未被實際渲染的視口之外的 .paragraph 元素一個高度,避免出現滾動條抖動的現象:

    你可以自己親自嘗試感受一下:CodePen Demo -- content-visibility: auto Demo

    content-visibility: auto VS LazyLoad

    那么,content-visibility: auto 是否可以替代 LazyLoad(懶加載)呢?

    我們來看看我們通常對于 LazyLoad(懶加載)的一個定義。

    LazyLoad:通常而言,LazyLoad 的作用在于,當頁面未滾動到相應區域,該區域內的資源(網絡請求)不會被加載。反之,當頁面滾動到相應區域,相關資源的請求才會被發起。

    那么,如果 content-visibility: auto 要能夠替代 LazyLoad,則需要做到,初始化渲染的時候,在頁面當前展示范圍外的,設定了 content-visibility: auto 的元素內的一些靜態資源不會被加載。

    這里我嘗試做了一個簡單的 DEMO:

    還是借助上述的代碼,假設我們有如下的 HTML 結構,也就是在上述代碼基礎上,插入一些圖片資源:

    <div class="g-wrap">
        <div class="paragraph">...</div>
        // ... 包含了 N 個 paragraph
        <div class="paragraph">...</div>
        <div class="g-img">
          <img src="https://www.womenly.net/wp-content/uploads/2017/03/Tips-to-Maintain-the-Soft-Skin.jpg">
        </div>
        <div class="g-img">
          <img src="https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTD8kEsEE3hJ64aU-_TKQJtvKDtTOGQfT3A4A&usqp=CAU">
        </div>
        <div class="g-img">
          <img src="https://i.pinimg.com/originals/e8/ba/25/e8ba252917952f23dfc9715e942e654e.jpg">
        </div>
    </div>
    

    相應設置下 CSS:

    .paragraph,
    .g-img {
        content-visibility: auto;
    }
    

    當刷新頁面的時候,觀察網絡請求(Network)的狀況:

    即便當前頁面可視區域外的內容未被渲染,但是圖片依然會被加載!

    因此,這也得到了一個非常重要的結論:

    content-visibility: auto 無法直接替代 LazyLoad,設置了 content-visibility: auto 的元素在可視區外只是未被渲染,但是其中的靜態資源仍舊會在頁面初始化的時候被全部加載

    所以,在實際使用中,如果你的業務中已經使用了比較完善的 Lazyload 處理長列表或者一些圖片資源,那么 content-visibility: auto 不是更好的選擇。

    可訪問性功能探究

    當然,content-visibility: auto 的特性又引申出了另外一個有意思的點。

    如果說可視區外的內容未被渲染,那是否會影響用戶進行全文檢索呢?畢竟這是一個非常重要的功能。

    我們再來做個探究,還是上面的 DEMO,我們在首尾添加兩個特殊的字符串:

    <div class="g-wrap">
        <div class="text">
            <p>content-visibility: auto 對搜索功能影響的探究</p>
        </div>
        <div class="paragraph">...</div>
        // ... 包含了 N 個 paragraph
        <div class="paragraph">...</div>
        <div class="text">
            <p>content-visibility: auto 對搜索功能影響的探究</p>
        </div>
    </div>
    

    相應設置下 CSS:

    .paragraph,
    .text {
        content-visibility: auto;
    }
    

    好,如此一來,在頁面刷新后,第二個 .text 是處于未被渲染狀態,我們試著全局 ctrl + F 查找一下,看看能找到幾個:

    很有意思的現象,全局查找的時候,可以找到當前未被渲染的元素內的內容。

    這里,我們可以得到另外一個非常重要的點:

    即便存在設置了 content-visibility: auto 的未被渲染的元素,但是它并不會影響全局的搜索功能

    這也是 content-visibility 設計上充分的考慮,對可訪問性功能,或者說用戶體驗的考量,有了這一點,對于它的實際使用有著非常大的幫助。

    content-visibility 的一些其他問題

    首先,看看 content-visibility 的兼容性(2022-06-03):

    目前還是比較慘淡的,并且我沒有實際在業務中使用它,需要再等待一段時間。當然,由于該屬性屬于漸進增強一類的功能,即便?失效,也完全不影響頁面本身的展示。

    同時,也有一些同學表示,利用 content-visibility: auto 只能解決部分場景,在海量 DOM 的場景下的實際效果,還有待進一步的實測。真正運用的時候,多做對比,在做取舍。

    當然,現代瀏覽器已經越來越智能,類似 content-visibility 功能的屬性也越來越多,我們在性能優化的路上有了更多選擇,總歸是一件好事。

    總結一下

    再簡單總結一下:

    1. 在一些需要被頻繁切換顯示、隱藏狀態的元素上,使用 content-visibility: hidden,用戶代理無需重頭開始渲染它和它的子元素,能有效的提升切換時的渲染性能;
    2. content-visibility: auto 的作用更加類似于虛擬列表,使用它能極大的提升長列表、長文本頁面的渲染性能;
    3. 合理使用 contain-intrinsic-size 預估設置了content-visibility: auto 元素的高寬,可以有效的避免滾動條在滾動過程中的抖動;
    4. content-visibility: auto 無法直接替代 LazyLoad,設置了 content-visibility: auto 的元素在可視區外只是未被渲染,但是其中的靜態資源仍舊會在頁面初始化的時候被全部加載;
    5. 即便存在設置了 content-visibility: auto 的未被渲染的元素,但是它并不會影響全局的搜索功能。

    最后

    本文到此結束,希望對你有幫助 ??

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    posted @ 2022-06-14 10:56  ChokCoco  閱讀(1250)  評論(9編輯  收藏  舉報
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