让骨架屏更快渲染

在之前「为vue项目添加骨架屏」一文中，介绍了骨架屏的概念以及在 Vue 项目中的应用。本文将介绍如何加快浏览器对骨架屏的渲染。

骨架屏的渲染时机

让我们先来看一下时间线，打开 Chrome Devtool 中性能面板：

不难发现，在 HTML 下载完毕之后，浏览器仍然需要等待样式（index.css）下载完毕才开始渲染骨架屏。这是由于浏览器构建渲染树需要 DOM 和 CSSOM，因此 HTML 和 CSS 都是会阻塞渲染的资源。这在大部分场景下都是合情合理的，毕竟让用户看到内容在样式加载前后闪烁（FOUC）是需要避免的。

但是骨架屏所需的样式已经内联在 HTML 中，供前端渲染内容使用的 CSS 显然不应该阻塞骨架屏的渲染。有没有办法改变这个特性呢？

将 link 挪到 body 中

首先想到的办法是，将 <link> 从 <head> 中挪到 <body> 中，HTML 规范允许这样做：

A <link> tag can occur either in the head element or in the body element (or both), depending on whether it has a link type that is body-ok. For example, the stylesheet link type is body-ok, and therefore a <link rel="stylesheet"> is permitted in the body.

这样 CSS 只会阻塞后续内容，骨架屏可以不受影响地被渲染。

<head>
    <style>Skeleton CSS</style>
</head>
<body>
    <div>Skeleton DOM</div>
    <link rel='stylesheet' href='index.css'>
    <div id='app'>...</div>
</body>

但是在 Chrome 中测试后会发现 CSS 依然阻塞渲染，在 Chrome 的关于这个问题的一个讨论中，能看到由于针对这种情况的渲染策略并没有严格的规范，不同浏览器下出现了不同的表现：

Chrome 依旧阻塞渲染。Webpagetest
IE 符合预期，仅仅阻塞后续内容。Webpagetest
Firefox 完全不阻塞渲染，除非 <head> 中已经出现了阻塞的 <link>。这样后续内容就会出现 FOUC。Webpagetest。需要在 <link> 之后加上空的 <script> </script> 达到阻塞后续内容渲染的效果。

在这个长长的讨论中，开发人员试图达到如下效果：

任何出现在 <link> 之后的 DOM 内容在样式表加载完成之前都不会被添加到渲染树中，也就是阻塞后续渲染。
为 <link> 增加 async 属性，类似 <script> 的 defer/async，不阻塞渲染，加载完毕立即应用。
由 JS 插入的 <link> 将被异步加载。

通过这种方式，开发者就能让浏览器按照声明顺序，尽快渲染页面内容。开发者 Jake 提出了一个配合 HTTP2 使用的场景：

<body>
  <!-- HTTP/2 push this resource, or inline it, whichever's faster -->
  <link rel="stylesheet" href="/site-header.css">
  <header></header>

  <link rel="stylesheet" href="/article.css">
  <main></main>

  <link rel="stylesheet" href="/site-footer.css">
  <footer></footer>
</body>

但是这个功能目前仍然没有在 Chrome 实装，不得不转向其他方法。

异步加载样式表

loadCSS 为异步加载样式表提供了两种方式：

<link ref='preload'>
提供全局 loadCSS 方法，动态加载指定样式表我们将使用第一种方法，也是 loadCSS 推荐的方式。

<link ref='preload'> 让浏览器仅仅请求下载样式表，但完成后并不会应用样式，也就不会阻塞浏览器渲染了。如果想在下载完成后应用样式，可以在 onload 回调函数中修改 rel 的值为 stylesheet，像正常阻塞样式表一样应用。另外，由于浏览器支持度问题，loadCSS 提供了 polyfill （使用 media 属性），以及在不支持 JS 情况下降级。完整例子如下：

<link rel="preload" href="path/to/mystylesheet.css" as="style" onload="this.onload=null;this.rel='stylesheet'">
<noscript><link rel="stylesheet" href="path/to/mystylesheet.css"></noscript>
<script>
/*! loadCSS rel=preload polyfill. [c]2017 Filament Group, Inc. MIT License */
(function(){ ... }());
</script>

我们将在使用了骨架屏的 Vue 项目中应用这种方法。

在 Vue 项目中应用

虽然异步加载的样式表不会阻塞骨架屏的渲染，但是当前端渲染内容替换掉骨架屏内容时，必须保证此时样式表已经加载完毕，否则真正有意义的页面内容将出现 FOUC。由于样式表和 JS 加载顺序无法预知，我们必须考虑两者加载先后的情况。

大致思路

首先必须要保证 Vue 实例在异步样式表加载完毕后进行挂载，如果此时样式还没有完成，我们把挂载方法放到全局，等到样式加载完成后再调用：

app = new App();
window.mountApp = () => {
    app.$mount('#app');
};
if (window.STYLE_READY) {
    window.mountApp();
}

然后使用 <link ref='preload'>，当加载完成时，如果发现全局有 mountApp，就执行挂载：

<link rel='preload' href='index.css' as='style' onload='this.onload=null;this.rel='stylesheet';window.STYLE_READY=1;window.mountApp&&window.mountApp();'>

有了具体思路，下面让我们看看在具体项目中应用时可能遇到的问题。如果不关心具体细节，可以调到“最终效果”一节。

配合 HTMLWebpackPlugin 使用

在生成 SPA 时，通常会使用 HTMLWebpackPlugin，这个插件根据开发者传入的模板生成最终的 HTML，当我们开启了 inject 选项时，会自动插入 <link> 和 <script>。在实现上述思路时，需要作出一些修改。

首先，在模板中我们需要加入针对 JS 和 CSS 的 <link ref='preload'>：

<head>
    <% for (var jsFilePath of htmlWebpackPlugin.files.js) { %>
        <link rel="preload" href="<%= jsFilePath %>" as="script">
    <% } %>
    <% for (var cssFilePath of htmlWebpackPlugin.files.css) { %>
        <link rel="preload" href="<%= cssFilePath %>" as="style" onload="this.onload=null;this.rel='stylesheet';window.STYLE_READY=1;window.mountApp&&window.mountApp();">
        <noscript><link rel="stylesheet" href="<%= cssFilePath %>"></noscript>
    <% } %>
    <script>
    /*! loadCSS rel=preload polyfill. [c]2017 Filament Group, Inc. MIT License */
    (function(){ ... }());
    </script>
</head>

然后，由于不需要插件插入 <link>，我们可以编写一个简单的 Webpack 插件，监听 HTMLWebpackPlugin 的事件，过滤掉 CSS。这样插件就不会自动插入 <link> 了：

module.exports = class OmmitCSSPlugin {
    constructor() {}
    apply(compiler) {
        compiler.plugin('compilation', (compilation) => {
            compilation.plugin(
                'html-webpack-plugin-alter-asset-tags',
                (args, cb) => {
                    args.head = args.head.filter((link) => link.attributes.rel !== 'stylesheet');
                    cb(null, args);
                }
            );
        });
    }
}

最终效果

使用这个方法后，再次观察时间线，发现骨架屏渲染时间被提前了：

最后，可以参考 DEMO 地址和 Github 地址。

另外，在 Lavas 中也内置了这个功能，欢迎使用 Lavas 快速搭建 PWA 应用。