Wie CSS Laden DOM-Parsing und Rendering beeinflusst

Das Laden, Parsen und Anwenden von CSS: Ein wichtiges Thema bei der Web-Performance-Optimierung

Das Laden, Parsen und Anwenden von CSS sind kritische Themen bei der Web-Performance-Optimierung. Das Verständnis dieses Prozesses ist essenziell, um die Seitenladezeit zu optimieren und die Benutzererfahrung zu verbessern. Im Folgenden werden wir im Detail untersuchen, ob CSS das Parsen und Rendern des DOM blockiert und welche Mechanismen dahinterstehen.

CSS-Laden und DOM-Parsing

DOM-Parsing

• DOM (Document Object Model) Parsing bezieht sich auf den Prozess, bei dem der Browser den empfangenen HTML-Byte-Stream in einen DOM-Baum umwandelt.
• Während des Parsens eines HTML-Dokuments versucht der Parser, bei Auftreten einer nicht-blockierenden Ressource (wie z. B. einem asynchronen Skript), die Ressource parallel herunterzuladen, während er das Dokument weiter parst.

Blockiert CSS das DOM-Parsing?

• CSS selbst blockiert das DOM-Parsing nicht. Das heißt, der Browser parst weiterhin das HTML und konstruiert den DOM-Baum.
• CSS blockiert jedoch das DOM-Rendering und die JavaScript-Ausführung. Das bedeutet, dass zwar der DOM-Baum konstruiert werden kann, der Browser aber keine Rendering-Operationen durchführt, bis das relevante CSS geparst wurde (d. h. der CSSOM-Baum aufgebaut wurde). Dies dient dazu, sicherzustellen, dass die Seite korrekt auf dem Bildschirm angezeigt wird, um Reflow- und Repaint-Probleme zu vermeiden.

Wenn der Browser das HTML parst, um den DOM-Baum zu generieren, lädt er auch parallel CSS-Dateien herunter und beginnt mit dem Aufbau des CSSOM (CSS Object Model). Der Aufbau von DOM und CSSOM erfolgt gleichzeitig, was bedeutet, dass das Herunterladen und Parsen von CSS den Aufbau des DOM nicht blockiert.

CSSOM-Baum und Rendering

CSSOM-Baum

• CSSOM (CSS Object Model) ist eine Datenstruktur parallel zum DOM, die alle CSS-Informationen für die Seite enthält. Der Browser verwendet sie, um den Rendering-Baum zu erstellen.
• Wenn der Browser auf ein <link>-Tag oder ein <style>-Tag stößt, pausiert er das Rendering, priorisiert das Laden und Parsen des CSS und baut den CSSOM-Baum auf.

Rendering-Baum-Konstruktion

• Der Rendering-Baum ist das Ergebnis der Kombination aus DOM-Baum und CSSOM-Baum und stellt den Inhalt dar, den der Browser rendern wird.
• Der Rendering-Baum kann erst erstellt werden, wenn der CSSOM-Baum vollständig ist, da der Rendering-Baum Stilinformationen für alle DOM-Elemente benötigt.

Dieser Prozess kann mit einem Diagramm veranschaulicht werden:

Warum blockiert das Laden von CSS JavaScript?

1. Sicherstellung einer genauen Stilberechnung: Wenn JavaScript versucht, das DOM zu modifizieren oder Stile zu berechnen, während CSS noch nicht vollständig geladen und geparst wurde, können die von JavaScript abgerufenen Stilinformationen ungenau sein. Um dies zu verhindern, stellt der Browser sicher, dass alle relevanten CSS geladen und geparst sind, bevor JavaScript ausgeführt wird, sodass das Skript die endgültigen Stile für DOM-Elemente abruft.

2. Vermeidung von Reflow und Repaint: Wenn JavaScript ausgeführt werden dürfte, während das CSSOM unvollständig ist, könnte es das DOM basierend auf unvollständigen Stilinformationen modifizieren. Sobald das CSSOM konstruiert ist, müsste der Browser möglicherweise bereits gerenderte Elemente neu anordnen und neu zeichnen (Reflow und Repaint), was die Rendering-Effizienz erheblich reduziert.

3. Abhängigkeit von der Parsreihenfolge: Während des HTML-Parsens beginnt der Browser beim Antreffen eines <link rel="stylesheet" href="...">-Tags sofort mit dem Laden des CSS. Wenn er auf ein <script>-Tag stößt (ohne async- oder defer-Attribute), pausiert er das DOM-Parsing, um das Skript auszuführen. Wenn CSS noch nicht vollständig geladen wurde, kann die Skriptausführung von unvollständigen Stilinformationen abhängen. Daher wartet der Browser, bis das CSSOM bereit ist, bevor er das Skript ausführt.

Blockiert das Schreiben von CSS in JavaScript das DOM-Rendering?

Ob das Schreiben von CSS-Stilen in JavaScript das DOM-Rendering blockiert, hängt davon ab, wie und wann die Stile angewendet werden. Dies hängt mit dem Rendering-Prozess des Browsers zusammen, insbesondere mit der Beziehung zwischen JavaScript, CSS und dem DOM. Lassen Sie uns dies im Detail untersuchen:

Direktes Modifizieren von Elementstilen

Wenn CSS-Stile direkt durch Modifizieren der style-Eigenschaft eines DOM-Elements in JavaScript angewendet werden (z. B. element.style.color = 'red';), blockieren solche Aktionen typischerweise nicht das DOM-Parsing. Sie können jedoch den Rendering-Prozess blockieren, da der Browser Stile neu berechnen und Reflow und Repaint auslösen muss:

• Reflow: Tritt auf, wenn sich die Größe, Struktur oder bestimmte Eigenschaften von Elementen ändern, wodurch der Browser ihre Positionen und Größen neu berechnen muss.
• Repaint: Tritt auf, wenn sich das visuelle Erscheinungsbild eines Elements ändert (z. B. Farbe oder Rahmen), ohne dessen Größe oder Struktur zu beeinflussen, was den Browser veranlasst, das Element neu zu zeichnen.

Dynamisches Einfügen von <style>- oder <link>-Tags

Wenn JavaScript dynamisch <style>- oder <link>-Tags in den <head> einfügt, kann dies das Rendering beeinträchtigen:

• Rendering-Blockade: Der Browser muss pausieren, um die neu eingefügten CSS-Regeln zu parsen, bevor er mit dem Rendern fortfährt. Dies kann zu erheblichen Rendering-Verzögerungen führen, insbesondere wenn die CSS-Datei groß oder die Netzwerkbedingungen schlecht sind.
• Performance-Auswirkungen: Wiederholte Aktionen, wie das Einfügen von <style>-Tags in einer Schleife, können wiederholte Reflows und Repaints verursachen, was die Seitenleistung erheblich beeinträchtigen kann.

Eine unsachgemäße Handhabung von CSS in JavaScript kann in der Tat das DOM-Rendering blockieren oder verzögern, insbesondere wenn Stile dynamisch generiert und angewendet werden.

Fazit

Obwohl das Laden von CSS das DOM-Parsing nicht blockiert, blockiert es das DOM-Rendering. Das Laden von CSS blockiert auch die nachfolgende JavaScript-Ausführung.

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