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关键渲染路径（Critical Rendering Path，CRP）是指浏览器将 HTML、CSS 和 JavaScript 代码转换为屏幕上可见像素所经历的步骤。它包括以下主要阶段：
- 构建 DOM (Document Object Model)：浏览器解析 HTML 标记，生成 DOM 树。
- 构建 CSSOM (CSS Object Model)：浏览器解析 CSS 样式表，生成 CSSOM 树。
- 构建渲染树 (Render Tree)：结合 DOM 树和 CSSOM 树，生成渲染树。渲染树只包含需要渲染的节点，并计算每个节点的样式。
- 布局 (Layout)：根据渲染树计算每个节点在设备视口中的确切位置和大小，生成布局树。也叫重排（reflow）。
- 绘制 (Paint)：遍历布局树，将每个节点绘制成像素，生成绘制记录。
- 合成 (Composite)：将绘制记录合成为图层，然后将图层上传到 GPU 进行渲染，最终在屏幕上显示。
优化关键渲染路径的主要目标是： 缩短从请求资源到屏幕渲染出内容的时间（首次渲染时间，First Paint），并且减少不必要的重排（reflow）和重绘（repaint）。
优化方法：
- 优化 HTML:
- 减少 HTML 的复杂性，保持简洁。
- 按需加载资源，避免阻塞渲染。
- 优先加载首屏所需的关键资源。
- 优化 CSS:
- 内联关键 CSS，减少 HTTP 请求。
- 延迟加载非关键 CSS。
- 避免使用复杂的 CSS 选择器，减少 CSSOM 构建时间。
- 避免 CSS 阻塞渲染。
- 优化 JavaScript:
- 延迟加载和执行非关键 JavaScript。
- 使用
async和defer属性控制脚本的加载和执行。 - 避免 JavaScript 阻塞渲染。
- 优化资源加载:
- 使用 CDN 加速资源加载。
- 使用浏览器缓存。
- 压缩 HTML, CSS, JavaScript 和图片资源。
- 采用 WebP 等高效图像格式。
- 减少重排和重绘:
- 避免频繁修改 DOM 元素样式。
- 使用 CSS 动画或
transform属性，减少 GPU 合成。 - 使用
requestAnimationFrame方法进行动画。 - 使用文档片段
DocumentFragment进行多次 DOM 操作。
本题详细解读
1. 关键渲染路径的意义
关键渲染路径是理解前端性能优化的基础。浏览器并非下载完所有资源后再进行渲染，而是边下载边解析，同时尽可能早地将内容渲染到屏幕上。理解关键渲染路径可以帮助我们识别渲染性能瓶颈，并针对性地进行优化。优化的目标是：
- 更快的首屏渲染时间: 用户能更快地看到内容，提升用户体验。
- 更流畅的交互: 减少页面卡顿，提升页面响应速度。
- 更好的用户体验: 更快的加载速度和更流畅的体验，会大幅度提升用户体验。
2. 关键渲染路径的各个阶段
- DOM 构建： 浏览器从上到下解析 HTML 代码，遇到标签后，会将标签解析为一个对象，按照 HTML 文档的层级结构建立 DOM 树。DOM 树是文档结构的抽象表示。
- CSSOM 构建： 浏览器解析 CSS 文件（包括外部 CSS 链接和内联样式），按照样式规则的层级结构，建立 CSSOM 树。CSSOM 树代表页面的样式信息。
- 渲染树构建： DOM 树和 CSSOM 树合并后生成渲染树。渲染树只包含需要渲染的节点，例如
display: none的元素不会出现在渲染树中。渲染树中的节点包含了元素的布局和样式信息。 - 布局： 计算渲染树中每个元素在屏幕上的确切位置和大小，生成布局树。布局阶段会考虑元素的尺寸、定位、浮动等信息，会触发重排（reflow）。
- 绘制： 遍历渲染树，将每个节点绘制成像素，并记录绘制顺序，生成绘制记录。绘制阶段会触发重绘（repaint）。
- 合成： 将绘制记录分解成图层，由 GPU 将图层进行栅格化渲染，然后将各个图层组合在一起，最终在屏幕上显示。通过GPU的加速，提高渲染性能。
3. 优化方法详解
HTML 优化：
- 减少 HTML 复杂性： 更少的 DOM 节点意味着更快的解析速度和更少的内存消耗。
- 按需加载资源： 将非关键的资源使用
lazyload或其他技术延迟加载。 - 优先加载首屏资源： 使用
<link rel="preload">预加载关键资源。
CSS 优化：
- 内联关键 CSS： 将首屏渲染所需的 CSS 直接嵌入到 HTML 中，减少请求数量，加快首屏渲染速度。
- 延迟加载非关键 CSS： 使用 JavaScript 异步加载非关键 CSS，避免阻塞渲染。
- 避免复杂 CSS 选择器： 使用简单选择器可以提高 CSSOM 构建速度。例如，使用 class 选择器代替层级复杂的选择器。
- 避免 CSS 阻塞渲染： 将媒体查询（media queries）用于针对性地加载不同样式，避免加载无用的样式。
JavaScript 优化：
- 延迟加载和执行： 使用
async或defer属性，延迟脚本的加载和执行。async属性异步加载脚本，并在加载完成后立即执行，defer属性异步加载脚本，并在 DOMContentLoaded 事件触发后执行。 - 避免阻塞渲染： 尽量将脚本放在
<body>标签的底部，避免脚本阻塞 DOM 构建和渲染。
资源加载优化：
- CDN 加速： 将静态资源托管到 CDN 上，利用 CDN 的加速节点，减少资源加载时间。
- 浏览器缓存： 合理设置资源缓存策略，利用浏览器缓存减少重复请求。
- 资源压缩： 使用 Gzip 或 Brotli 等压缩算法，压缩传输的 HTML, CSS, JavaScript 文件，减少网络带宽。
- 高效图像格式： 使用 WebP 等高效图像格式，压缩图像体积，减少加载时间。
减少重排和重绘：
- 避免频繁修改 DOM 元素样式： 批量修改样式，例如，使用类名修改多个样式，或者使用
document.createDocumentFragment()创建一个文档片段，将 DOM 修改集中完成后再插入文档中。 - 使用 CSS 动画或
transform属性： 使用 CSS 动画或transform属性进行动画，利用 GPU 加速，减少重排和重绘。 - 使用
requestAnimationFrame： 使用requestAnimationFrame方法进行动画，让浏览器在合适的时机执行动画，避免过度渲染。
通过以上优化手段，可以显著改善关键渲染路径的效率，从而提升 Web 应用的性能和用户体验。