淺談移動前端性能優化


  隨着Html5的正式定稿,移動前端步入APP世界的步伐也隨之加速。目前主流的兩大手機系統廠商(google、蘋果)都是Html5的參與者,所以這兩大系統在對html5的支持上基本是沒什么問題的。然而對於很多開發者來說,也許僅僅是因為使用前的一番可行性分析便放棄這種方案。因為很多資料都敘述着Html5相比原生App的各種不足。其中最尷尬的一條莫過於“性能”問題。因為這個問題,剛開始接觸的時候我也有很強的抵觸情緒。但后來慢慢的發現,其實很多時候性能本就不是問題。適當的調整Html和Css,我們的網頁同樣可以無限接近原生程序。而且個人認為,大多數時候程序是否流暢並非取決於某種編程語言,而是取決於寫程序的人。相比通過各種代碼填充來完成目標任務,我更喜歡把技術當做藝術,寫代碼也應該有所追求。(扯淡扯遠了。)

  其實,Html5相比原生App的開發有很多誘人的方面。

  其一:可快速迭代。 最簡單最直接的一個:IOS程序每次上傳都需要通過漫長的審核時間,如果趕時間的話這是個問題,而且耐心等待之后未必就能得到一個我們想要的結果,審核不通也不是不可能。Html5開發完成之后也不用再次上傳審核。(若與原生程序有交互變更,此項無效)

  其二:跨平台。Html跨平台的特性早已不是一天兩天的事了。IOS開發完成的同時,Android也基本完成。開發效率和成本上相比原生應用確實有較明顯的優勢。

  其三:轉發率高。現在打開微信朋友圈就能看到各種分享。如:文章分享,產品分享,XX店鋪等。通過連接轉發可以實現快速分享,提高流量。

  談完優勢,再說說自身經歷。本是一名老老實實的C#程序員,沒事就學習各種程序優化(sql為主)的我在幾個月前突然轉向移動網頁開發。在一個不算小的團隊里前端工程師是一枚傳統前端工程師。除能完成簡單的手機布局外其他一竅不通,於是乎關於JavaScript、前端性能優化等各種重擔都落到了我這里。由於前端所完成的僅僅是以html的形式展現出效果圖的模樣,很少涉及到性能問題。於是漫長的學習之路由此開始了。

  

  究竟什么樣的頁面是需要優化的頁面?

    1、頁面上下滑動時感覺卡頓不流暢或是基本不動;

    2、動畫效果卡頓,看上去感覺一幀一幀的跳動;

  簡單點說,就是感覺卡。也許iphone6不卡但是iphone4上會卡,也許iphone上不卡三星上感覺卡、魅族、小米、華為、聯想?國內屌絲機各有個的長相各有各的特色,比如魅族的MX,其他手機都很正常的時候它就卡。Html兼容一直都不是一件容易的事。

  上述問題該如何破?

   解決問題的關鍵在於找到問題的所在。砍柴還得有裝備,工具很重要。以前用chrome,是因為感覺這貨比較好使(直到放棄多年來一直鍾愛的IE)。幾個月前才發現這是一個調試工具也很好使的瀏覽器(簡直就是神器)。其實關於html性能問題,很多博客上都有解釋重繪這個事。下面主要談談如何用chrome鑒別重繪元素。

    打開chrome,開啟開發者工具(F12)。打開模擬器,並選擇需要模擬的設備,在Console中選擇Rendering 選中第一條(Show paint rectangles)。若打開開發者工具后沒看見下方Console這塊可以按下Esc。

   完成上述操作后,請將視線移動到左側網頁上的綠色矩形框上。

   

   ps:一直都很喜歡淘寶的廣告,創意從未間斷過。

   這個綠色框就是瀏覽器重繪的部分。這個框越大,說明重繪的區域也就越大。重繪並沒什么問題,這很正常,不正常的是大面積重繪,比如上圖中的時間跳動,如果僅僅是時間那個區域重繪並沒有什么問題,要是整個頁面都一直閃着個綠框框那就完蛋了。為何大面積重繪會出現性能問題,這個還得從瀏覽器渲染上談起。那是一個很長的故事,有興趣的朋友可以找些資料看看。簡單的舉例就是,瀏覽器把html文檔解析成網頁展現到我們面前,其中間是一個“漫長”的過程。再載入文檔之后需要對html進行分割、讀取並計算其樣式大小、然后進行圖層繪制、合並圖層等一系列操作。整個過程其實使用最多的部件是CPU和GPU。

   重繪的面積大小和回流(reflows)有關,關於回流其實可以這樣理解,當改變一個元素后對其它節點元素產生影響。就如同可石子投入水中引起的波紋一樣,波紋所到之處基本都會有所影響。而在Html中子節點的變化會引起祖先的回流,同時也會影響到部分兄弟節點,大部分的回流將導致頁面的重新渲染。那么如何降低回流,減小重繪面積呢?淘寶時間不也只更新了一小塊么!這里提供兩種方法:

  1、使用 position 屬性的 fixed 值或 absolute 值。

  2、創建獨立的Layer(層)(為避免和div(層)產生混淆文中盡量同一使用Layer)

 

 繼續看淘寶:

   

 

   第一種方法已經很明顯了就不再贅述。說說第二種方法吧。首先說說在Chrome中如何查看獨立的Layer呢。如上圖,選擇Show composited layer borders后在頁面上獨立的Layer上回顯示一個橘黃色邊框。那么又要如何才能建立獨立的Layer呢?

   在Chrome中創建獨立的Layer僅需要符合下述條件之一:

    1. 有3D元素的屬性;
    2. video標簽並使用加速視頻解碼;
    3. canvas元素並啟用3D;
    4. 插件,比如flash;
    5. CSS動畫;
    6. CSS濾鏡;
    7. 有一個后代元素是獨立的layer;
    8. 元素的相鄰元素是獨立layer。

   看上去挺多挺復雜的,其實最簡單、最容易理解、也最容易濫用的是第一條。實現第一條僅需要在元素的樣式里加上:transform:translateZ(0);-webkit-transform:translateZ(0);就可以了。我們將淘寶往下滑動一點,找一個元素試試看。

   還是看淘寶:

 

 

   當加上css樣式后對應的元素上出現了橘黃色邊框,事實證明這招是有效的。而在Chrome中這樣做可以啟用GPU硬件加速。初次看到加速兩個字讓人覺得無比興奮,仿佛找到了克敵制勝的無敵神招。可是,首先這是在chrome下,其次大量使用真的好嗎?

   其實就算是在chrome下GPU也未必能排上用場,首先需要確定你的GPU驅動程序不在chromium的黑名單中。因為某些GPU驅動程序存在錯誤,可能會影響瀏覽器穩定,所以會被加入到黑名單里。在chrome地址欄里輸入about:gpu可以查看相關的GPU信息。現在再說說GPU加速的事情吧,簡單點解釋就是通過GPU渲染的Layer,GPU會將圖層信息緩存起來,到下次改變的時候就只需要重新渲染修改過的部分。這樣固然是快,但是會加大系統RAM和GPU的內存開銷。在配置參差不齊的移動設備上,過多的層不僅不能加速,反而會嚴重影響性能。很多時候我們在感覺到移動網頁較卡的時候不防試試減少頁面上的Layer試試。

   通過Chrome我們還可以鑒別一些其他影響性能的方面。比如:

  

  上面兩幅圖,左邊一幅是百度.新聞的移動網頁版,箭頭指向的是這個頁面的loading效果(就是一種一直一直轉動的感覺)。右邊是以前最常用的一種loading。在效果上兩種方式都一樣,一直不停的轉動。而區別在於右邊的loading是一個帶有背景圖片的div,通過css3使其產生轉動效果;而右邊則是一張Gif動態圖片。雖然效果上一樣,但在瀏覽其中我們可以看到右邊的loading會有一個不停閃動的綠色框(頻率相當高)。gif動畫會導致瀏覽器不斷的進行繪制、柵格化、合成,整個過程相當影響性能,所以最好干掉它。

   簡而言之言而簡之:

    1、減少重繪,減小重繪面積(改良布局,創建獨立的Layer),降低重繪頻率。

    2、合理使用GPU加速,避免過度依賴GPU而導致性能下降。

 

  說完布局,再簡單談談動畫吧。

   常用的JavaScript動畫在移動web上很多時候都顯得心有余而力不足(不給力啊)。這個原因很多,JavaScript動畫通常是通過定時改變元素樣式屬性的方式來實現,JavaScript的運行是在一個獨立線程里完成的,作為單線程程序,JavaScript會因為某個耗時動作而影響下一幀動畫的執行。而且,JavaScript的定時也並沒有想象中的那么守時,如在setinterval中設置每毫秒輸出一個數,當輸出到2000次的時候,當真就只需要2秒鍾嗎?相比之下更加推薦使用CSS3來完成相關動畫效果。首先Css由獨立線程完成,它和JavaScript的運行並不沖突,其次Css3很多屬性不會觸發重繪(當然JavaScript里也可以是改變的css3的屬性)。從流暢度上來講的話Css3基本上完勝JavaScript,而且操作較容易。關於Css3相關知識就不再贅述。

  然而Css3的動畫也並沒有想象中那般完美。

    首先,在動畫控制上不夠靈活,整動畫過程不太好監控。

    其次,其兼容性不太好。僅移動端而言,位移動畫通常使用transform,但在某些瀏覽器中需要使用-webkit-transform(如微信里的瀏覽器)。

 

  雖然Css3並非完美解決方案,但實際使用中大多數時候是完全可以解決我們所遇到的問題(遇到復雜問題再解決吧,事在人為嘛,解決問題也是一種樂趣)。 且目前的移動應用上並不推薦過於復雜的效果設計。

  

  注:上述內容僅是一個C#程序員的個人見解,若有不當之處,煩請指正。

 

 

 

 

 

  

 


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