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如何優(yōu)化CSS以達(dá)網(wǎng)站性能之巔

讓客戶滿意是我們工作的目標(biāo)，不斷超越客戶的期望值來自于我們對(duì)這個(gè)行業(yè)的熱愛。我們立志把好的技術(shù)通過有效、簡單的方式提供給客戶，將通過不懈努力成為客戶在信息化領(lǐng)域值得信任、有價(jià)值的長期合作伙伴，公司提供的服務(wù)項(xiàng)目有：申請(qǐng)域名、雅安服務(wù)器托管、營銷軟件、網(wǎng)站建設(shè)、固原網(wǎng)站維護(hù)、網(wǎng)站推廣。

即使在2021年，網(wǎng)絡(luò)性能仍然是一個(gè)問題。根據(jù)http Archive，平均每個(gè)頁面需要2MB的下載，發(fā)出60多個(gè)HTTP請(qǐng)求，在移動(dòng)設(shè)備上完全加載可能需要18秒。樣式表占60 kB，分為七個(gè)請(qǐng)求，因此在試圖解決性能問題時(shí)，它很少是最優(yōu)先考慮的。

然而，CSS確實(shí)有影響，不管它看起來多么輕微。一旦解決了JavaScript問題，學(xué)習(xí)正確優(yōu)化CSS應(yīng)該是下一個(gè)重點(diǎn)。

CSS如何影響頁面性能

CSS看起來是無辜的，但可能需要一些繁重的處理。

CSS渲染阻塞

當(dāng)瀏覽器遇到標(biāo)記時(shí)，它會(huì)在獲取和解析CSS文件時(shí)停止其他瀏覽器下載和處理。

JavaScript也可以阻止瀏覽器渲染，但異步處理可以通過以下方式實(shí)現(xiàn)：

諸如圖像之類的資源通常需要更多帶寬，但可以使用有效的格式，并且可以延遲加載（loading="lazy"屬性），而不阻止瀏覽器渲染。

所有這些都不可能用CSS實(shí)現(xiàn)。文件被緩存，因此后續(xù)頁面加載應(yīng)該更快，但渲染阻塞過程仍然存在。

大型CSS文件處理耗時(shí)

樣式表越大，下載和處理CSS對(duì)象模型（CSSOM）所需的時(shí)間就越長，瀏覽器和JavaScript API可以使用該模型顯示頁面。盡管CSS樣式表比大多數(shù)其他網(wǎng)站文件都小，但它們也不能免于“越小越好”的經(jīng)驗(yàn)法則。

CSS文件增長

識(shí)別不再使用的樣式可能很困難，刪除錯(cuò)誤的樣式可能會(huì)對(duì)站點(diǎn)造成嚴(yán)重破壞。開發(fā)人員通常選擇最安全的“保留一切”方法。不再使用的頁面樣式、組件和小部件仍然存在于CSS中。結(jié)果如何？文件大小、復(fù)雜性和維護(hù)工作量呈指數(shù)級(jí)增長，使得開發(fā)人員刪除冗余代碼的可能性越來越小。

樣式表可以引入其他資源

CSS可以使用@import規(guī)則引用其他樣式表。這些導(dǎo)入阻止當(dāng)前樣式表的處理，并串聯(lián)進(jìn)一步加載 CSS 文件。

其他資產(chǎn)，如字體和圖像，也可以參考。瀏覽器將嘗試優(yōu)化下載，但當(dāng)有疑問時(shí)，它會(huì)立即獲取它們。內(nèi)襯基座 64 編碼文件仍需進(jìn)一步處理。

CSS可以使用@import規(guī)則引用其他樣式表。這些導(dǎo)入會(huì)阻止當(dāng)前樣式表的處理，并以串行方式加載更多CSS文件。

也可以引用其他資源，例如字體和圖像。瀏覽器將嘗試優(yōu)化下載，但如果有疑問，它將立即獲取下載。內(nèi)聯(lián)base64編碼文件需要進(jìn)一步處理。

CSS效果渲染

瀏覽器有三個(gè)渲染階段：

  • 布局layout（或回流reflow）階段計(jì)算每個(gè)元素的尺寸，以及它如何影響周圍元素的大小或位置。
  • 繪制paint階段將每個(gè)元素的可視部分繪制到單獨(dú)的層上：文本、顏色、圖像、邊框、陰影等。
  • 渲染層合成（composite draws）根據(jù)堆疊上下文、位置、z-indexes等，以正確的順序?qū)⒚總€(gè)層繪制到頁面上。

如果不小心，CSS屬性更改和動(dòng)畫可能會(huì)導(dǎo)致所有三個(gè)階段重新渲染。某些特性（如陰影和漸變）在計(jì)算上也比塊顏色和邊距更昂貴。

CSS性能分析工具

承認(rèn)您有CSS性能問題是恢復(fù)的第一步！找到并解決原因是另一回事。

以下工具和服務(wù)（不按任何順序排列）可以幫助您識(shí)別代碼中的樣式瓶頸。

1. 開發(fā)人員工具網(wǎng)絡(luò)面板

Web性能專家花大量時(shí)間在開發(fā)工具上，尤其是在網(wǎng)絡(luò)面板上。DevTools是大多數(shù)現(xiàn)代瀏覽器的原生版本，不過我們將在示例中使用Google Chrome。

DevTools可以從瀏覽器菜單打開，通常是在“更多工具”>“開發(fā)人員工具”中，或者通過鍵盤快捷鍵Ctrl | Cmd+Shift+I或F12打開。

切換到“網(wǎng)絡(luò)”選項(xiàng)卡，并確保選中“禁用緩存”，以防止緩存文件影響報(bào)告。您還可以更改限制選項(xiàng)以模擬較慢的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。

刷新頁面以查看下載和處理瀑布圖：

DevTools網(wǎng)絡(luò)面板

任何耗時(shí)較長的加載進(jìn)度條都值得關(guān)注，但您應(yīng)該特別關(guān)注堵塞/停滯加載進(jìn)度條（顯示為白色）。在本例中，高亮顯示的行和所有后續(xù)行都無法開始下載，直到在HTML頁面頂部處理了渲染阻塞CSS和JavaScript文件。

過濾器框允許您顯示或隱藏特定資源：

  • larger-than:: 限制大于的文件，以字節(jié)（10000）、千字節(jié)（1000 kB）或兆字節(jié)（1 M）表示
  • -larger-than:: 限制小于的文件
  • -domain:*<.yourdomain.com>：顯示未從主域加載的第三方請(qǐng)求。這些都是網(wǎng)站速度慢的主要原因。

具有優(yōu)化CSS的高性能頁面通常具有較少的資源，這些資源與短阻塞/暫停條并行加載。

2. WebPageTest

WebGetest提供了類似的網(wǎng)絡(luò)瀑布視圖，以及許多其他性能圖表：

WebPageTest.org頁面資源加載瀑布圖

該服務(wù)使用基于不同全球位置的設(shè)備，因此您可以評(píng)估真實(shí)世界的性能和CSS優(yōu)化。

3. Chrome開發(fā)人員工具Lighthouse面板

DevTools Lighthouse面板在基于鉻的瀏覽器中提供，如Chrome、Edge、Brave、Opera和Vivaldi。您可以為移動(dòng)和桌面設(shè)備生成性能、漸進(jìn)式Web應(yīng)用、最佳實(shí)踐、可訪問性和搜索引擎優(yōu)化報(bào)告。

DevTools Lighthouse面板

該工具提供改進(jìn)建議，包括優(yōu)化CSS的方法。并非所有這些都是切實(shí)可行的，但最有利于性能提升的點(diǎn)都會(huì)被強(qiáng)調(diào)。

4. Google PageSpeed Insights

PageSpeed Insights是Lighthouse的在線版本。它的功能較少，但可以在任何瀏覽器中使用，并提供一些可選的見解。

例如，一個(gè)樹狀圖顯示了最大的JavaScript資源，其中包含一個(gè)覆蓋率指標(biāo)，該指標(biāo)指示使用和未使用代碼的比例：

Google PageSpeed Insights樹狀圖

CSS不會(huì)顯示，但JavaScript的數(shù)量將影響樣式的效率。

類似的網(wǎng)站速度測試工具包括Pingdom和GTmetrix等十余個(gè)。

5. Chrome開發(fā)人員工具覆蓋范圍面板

Chromium瀏覽器中的DevTools覆蓋范圍面板有助于定位未使用的CSS（和JavaScript）代碼。從DevTools更多工具子菜單中選擇覆蓋范圍，然后刷新頁面并瀏覽站點(diǎn)/應(yīng)用程序：

DevTools覆蓋范圍面板

CSS和JavaScript資產(chǎn)顯示在覆蓋范圍面板中，未使用代碼的比例用紅色表示。單擊任何文件以查看其源代碼，未使用的代碼在行號(hào)欄中以紅色突出顯示。

需要注意的幾件事：

  • 如果刷新或?qū)Ш降叫马撁妫采w率指標(biāo)將重置，這在WordPress站點(diǎn)上是典型的。只有在瀏覽一個(gè)加載內(nèi)容而不刷新頁面的單頁應(yīng)用程序時(shí)，未使用的代碼度量才會(huì)降低。
  • 該工具只能解釋在特定時(shí)間點(diǎn)使用的CSS。它無法確定小部件是否未被查看或具有多個(gè)JavaScript綁定狀態(tài)。

6. Chrome開發(fā)人員工具性能監(jiān)視器

基于Chromium的瀏覽器具有實(shí)時(shí)性能監(jiān)視器。同樣，這可以從DevTools的“更多工具”菜單中獲得。當(dāng)您瀏覽頁面、滾動(dòng)和觸發(fā)動(dòng)畫時(shí)，圖表會(huì)更新：

DevTools性能監(jiān)視器

以下指標(biāo)對(duì)于優(yōu)化CSS性能特別重要（越低越好）：

  • CPU使用率：處理器使用率從0%到100%。
  • 布局/秒：瀏覽器重新布局頁面的速率。
  • 樣式重新計(jì)算次數(shù)/秒：瀏覽器必須重新計(jì)算樣式的速率。

如果CSS由于外部因素而陷入困境，其他指標(biāo)也可能有用（同樣，值越低表示性能越好）：

  • JS堆大小：JavaScript對(duì)象使用的總內(nèi)存。
  • DOM節(jié)點(diǎn)：HTML文檔中的元素?cái)?shù)。
  • JS事件偵聽器：已注冊(cè)的JavaScript事件偵聽器的數(shù)量。
  • 文檔：資源的數(shù)量，包括頁面、CSS文件、JavaScript模塊等。
  • 文檔幀：幀、iframe和JavaScript工作腳本的數(shù)量。

7. Chrome開發(fā)人員工具性能報(bào)告

DevTools性能面板允許您記錄頁面活動(dòng)以進(jìn)行進(jìn)一步分析，并幫助確定性能問題。生成的報(bào)告很復(fù)雜，許多開發(fā)人員都避免使用它們，但它們提供了有價(jià)值的信息。

性能面板的設(shè)置圖標(biāo)允許您設(shè)置各種選項(xiàng)，例如降低網(wǎng)絡(luò)和CPU的速度。您還可以禁用JavaScript示例，以便不記錄詳細(xì)的調(diào)用堆棧。

要開始，請(qǐng)單擊循環(huán)記錄圖標(biāo)，加載和/或使用頁面，然后單擊停止按鈕查看報(bào)告：

DevTools性能報(bào)告

幾乎所有這些指標(biāo)都對(duì)JavaScript開發(fā)人員有用，但CSS優(yōu)化問題可能從以下方面特別明顯：

  • 頂部紅色條：這表示幀速率顯著下降，這可能會(huì)導(dǎo)致性能問題。這在頁面加載開始時(shí)是應(yīng)該的，但是過多的CSS動(dòng)畫也可能是一個(gè)問題。
  • 摘要圖表：高加載、渲染和繪制度量可能表明CSS問題。

間接CSS性能優(yōu)化

下面的優(yōu)化程序不會(huì)直接解決CSS問題，但它們可以幫助您解決一些性能問題，所需的工作量相對(duì)較小。

使用好主機(jī)

使用一臺(tái)性能良好的主機(jī)，使服務(wù)器在物理上更接近用戶，將立即帶來性能優(yōu)勢。托管計(jì)劃各不相同，但主要有三種類型：

云托管計(jì)劃和價(jià)格差異巨大。你可以考慮：

交換主機(jī)可以提高性能。它不太可能解決您所有的問題，但它是解決后端和帶寬問題的經(jīng)濟(jì)高效的解決方案。

您還可以考慮使用內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)（CDN）或?qū)I(yè)圖像和視頻CDN，它可以在地理上更接近用戶的多個(gè)位置上分發(fā)負(fù)載。

利用瀏覽器和服務(wù)器效率功能

大約10%的站點(diǎn)不激活gzip（或更好的）壓縮，這通常是默認(rèn)的服務(wù)器選項(xiàng)。通過在傳輸之前壓縮文件，可以將CSS的大小減少60%或更多。它不會(huì)修復(fù)低效的CSS，但代碼會(huì)更快到達(dá)！

您還應(yīng)該激活HTTP/2（或更好），它以較小的二進(jìn)制格式發(fā)送數(shù)據(jù)，壓縮頭，并且可以在同一TCP連接上發(fā)送多個(gè)文件。

最后，確保瀏覽器能夠有效緩存CSS和其他文件。這通常是在HTTP頭中設(shè)置Expires、Last Modified和/或ETag哈希的問題。

優(yōu)化CMS

諸如WordPress之類的內(nèi)容管理系統(tǒng)可以通過主題和插件進(jìn)行擴(kuò)展，這些主題和插件服務(wù)于它們自己的CSS。在可能的情況下，您應(yīng)加快CMS的速度，以：

優(yōu)化圖像

圖像的處理和呈現(xiàn)開銷與HTML、CSS和JavaScript不同，但它們占頁面重量和可用帶寬的很大一部分?？紤]：

專業(yè)的圖像CDN可以為您處理一些這方面的工作。有關(guān)更多提示，請(qǐng)查看我們關(guān)于如何為Web優(yōu)化圖像的指南。

刪除未使用的CSS

最快的樣式是那些您永遠(yuǎn)不需要加載或渲染的樣式！嘗試刪除/編輯您不再需要的任何CSS代碼，例如用于遺留頁面、小部件或框架的CSS代碼。在較大的網(wǎng)站上，這可能很困難，而且并不總是清楚特定的樣式集是否是必需的。

以下工具在構(gòu)建時(shí)分析HTML和CSS的使用情況，或者通過抓取URL來識(shí)別冗余代碼。這并不總是足夠的，因此可以設(shè)置其他配置，以確保列出由JavaScript和用戶交互觸發(fā)的樣式：

  • UnCSS
  • UnusedCSS
  • PurgeCSS
  • PurifyCSS

還有一個(gè)更好的選擇：將CSS拆分為具有明確責(zé)任級(jí)別的單獨(dú)文件，并相應(yīng)地編制文檔。然后，刪除不必要的樣式變得相當(dāng)容易。

優(yōu)化CSS加載性能

并不是所有的CSS都加載相同。謙遜的標(biāo)簽有許多不總是合乎邏輯的選項(xiàng)和怪癖。

優(yōu)化Web字體使用

谷歌字體和類似的字體設(shè)計(jì)商已經(jīng)徹底改變了網(wǎng)絡(luò)字體，但幾行字體代碼可能會(huì)占用數(shù)百KB的帶寬。

以下是我們的優(yōu)化建議：

使用適當(dāng)?shù)淖煮w加載選項(xiàng)

下載和處理Web字體可能需要幾秒鐘的時(shí)間。瀏覽器將：

兩者都不理想。CSS font-display屬性和Google Font & display =參數(shù)可以選擇一個(gè)備選選項(xiàng)：

  • auto：瀏覽器的默認(rèn)行為（通常為FOIT）。
  • block：有效地阻止。文本最多三秒鐘不可見。沒有字體交換，但文本可能需要時(shí)間才能顯示。
  • swap：實(shí)際上是FOUT。在web字體可用之前，將使用第一個(gè)回退。文本可以立即讀取，但字體交換效果可能會(huì)不和諧。Font Style Matcher可用于定義大小類似的回退。
  • fallback：FOIT和FOUT之間的妥協(xié)。文本在短時(shí)間內(nèi)不可見（通常為100毫秒），然后使用第一個(gè)回退，直到web字體可用。
  • optional：與回退類似，只是沒有發(fā)生字體交換。只有在初始期間可用時(shí)，才會(huì)使用web字體。您的第一個(gè)頁面視圖可能會(huì)顯示回退字體，后續(xù)視圖將使用下載和緩存的web字體。

使用swap、fallback或optional可以提高性能。

避免CSS @import

@import at-rule允許將CSS文件包含在其他文件中：

/* main.css */
@import url("reset.css");
@import url("grid.css");
@import url("widget.css");

這似乎是加載較小組件和字體的有效方法。不幸的是，每個(gè)@import都是渲染阻塞，每個(gè)文件都必須按順序加載和解析。

HTML中的多個(gè)標(biāo)記更有效，可以并行加載CSS文件：

也就是說，這樣更加合理…

串聯(lián)和最小化CSS

現(xiàn)代構(gòu)建工具、CSS預(yù)處理器（如Sass）和WordPress插件可以將所有部分組合到一個(gè)大型CSS文件中。然后刪除不必要的空白、注釋和字符，以將文件大小減至最小。

使用HTTP/2及更高版本，多個(gè)文件的性能問題較少，但單個(gè)文件只需要一個(gè)頭，可以更高效地進(jìn)行g(shù)zip壓縮和緩存。

單獨(dú)的CSS文件只有在您有一個(gè)或多個(gè)頻繁更改的樣式表（可能每周更改幾次）時(shí)才實(shí)用。即使如此，大部分靜態(tài)CSS代碼仍然可以合并到一個(gè)文件中。有關(guān)更多提示，請(qǐng)查看我們關(guān)于如何最小化CSS和JS的教程。

避免Base64編碼

工具可以將圖像編碼為base64字符串，您可以將其用作HTML的標(biāo)記和CSS背景中的數(shù)據(jù)URI：

.background {
  background-image: url('data:image/jpg;base64,ABC123...');
}

這會(huì)減少HTTP請(qǐng)求的數(shù)量，但會(huì)損害CSS性能：

  • base64字符串可以比其二進(jìn)制等效字符串大30%。
  • 瀏覽器必須先解碼字符串，然后才能使用圖像，并且
  • 改變一個(gè)圖像像素會(huì)使整個(gè)CSS文件無效。

只考慮Base64編碼，如果您使用的是非常小的、不經(jīng)常改變的圖像，其中生成的字符串不長于URL。

也就是說，您可以用UTF8編碼可重用的SVG圖標(biāo)，例如。

.svgbackground {
  background-image: url('data:image/svg+xml;utf8,');
}

刪除CSS Hacks和IE Fallbacks

除非你很不幸，并且有很多Internet Explorer用戶，否則可以從你的CSS中刪除有條件的樣式表和黑客。在大多數(shù)情況下，IE用戶仍然會(huì)看到一些東西，特別是如果您使用的是“移動(dòng)優(yōu)先”設(shè)計(jì)，默認(rèn)情況下會(huì)顯示更簡單的線性視圖。結(jié)果可能不太好，也不會(huì)是完美的像素，但你的開發(fā)預(yù)算最好是考慮所有用戶的可訪問性。

預(yù)加載CSS文件

標(biāo)記提供了一個(gè)可選的預(yù)加載屬性，可以立即開始下載，而不是等待HTML中的真正引入：




  
  My page

這在WordPress和其他CMS中尤其有用，在這些CMS中，插件可以在頁面下方添加樣式表。

使用關(guān)鍵內(nèi)聯(lián)CSS

分析工具可能會(huì)建議您“內(nèi)聯(lián)關(guān)鍵CSS”或“減少渲染阻塞樣式表”。這可以通過以下方式提高性能：

  • 識(shí)別折疊上方元素使用的基本樣式（頁面加載時(shí)可見的樣式）
  • 將關(guān)鍵CSS內(nèi)聯(lián)到中的