首屏时间，你说你优化了，那你倒是计算出给给我看啊！

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前言

大家好， 用最通俗易懂的话讲最难的知识点是我的座右铭，基础是进阶的前提是我的初心

背景

当我们在做项目的性能优化的时候，优化首屏时间是一个避不过去的优化方向，但是又有多少人想过这两个东西的区别呢：

并且这两个时间的计算方式又有什么区别呢？接下来我就给大家讲一下吧！

白屏时间

是什么？

白屏时间指的是：页面开始显示内容的时间。也就是：浏览器显示第一个字符或者元素的时间

怎么算？

我们只需要知道浏览器开始显示内容的时间点，即页面白屏结束时间点即可获取到页面的白屏时间。

因此，我们通常认为浏览器开始渲染<body>标签或者解析完<head>标签的时刻就是页面白屏结束的时间点。

<head>
  <title>Document</title>
</head>
<script type="text/javascript">
  // 白屏时间结束点
  var firstPaint = Date.now()
  var start = performance.timing.navigationStart
  console.log(firstPaint - start)
</script>
<head>
  <title>Document</title>
  <script type="text/javascript">
    window.start = Date.now();
  </script>
</head>
<script type="text/javascript">
  // 白屏时间结束点
  var firstPaint = Date.now()
  console.log(firstPaint - window.start)
</script>

首屏时间

是什么？

首屏时间是指用户打开网站开始，到浏览器首屏内容渲染完成的时间。对于用户体验来说，首屏时间是用户对一个网站的重要体验因素。

为什么不直接用生命周期？

有些小伙伴会说：为啥不直接在App.vue的mounted生命周期里计算时间呢？大家可以看看，官网说了mounted执行并不代表首屏所有元素加载完毕，所以mounted计算出来的时间会偏短。

为什么不直接用nextTick？

nextTick回调的时候，首屏的DOM都渲染出来了，但是计算首屏时间并不需要渲染所有DOM，所以计算出来的时间会偏长

怎么算？

我们需要利用MutationObserver监控DOM的变化，监控每一次DOM变化的分数，计算的规则为： (1 + 层数 * 0.5)，我举个例子：

<body>
    <div>
      <div>1</div>
      <div>2</div>
    </div>
</body>

以上DOM结构的分数为：

1.5 + 2 + 2.5 + 2.5 = 8.5(分)

其实在首屏的加载中，会涉及到DOM的增加、修改、删除，所以会触发多次MutationObserver，所以会统计出不同阶段的score，我们把这些score存放在一个数组observerData中，后面大有用处

首屏时间实践

现在我们开始计算首屏时间吧！

前置准备

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head> </head>
  <body>
    <div>
      <div>
        <div>1</div>
        <div>2</div>
      </div>
      <div>3</div>
      <div>4</div>
    </div>
    <ul id="ulbox"></ul>
  </body>
  <script src="./computed.js"></script>
  <script src="./request.js"></script>
</html>
const observerData = []

let observer = new MutationObserver(() => {
  // 计算每次DOM修改时，距离页面刚开始加载的时间
  const start = window.performance.timing.navigationStart
  const time = new Date().getTime() - start

  const body = document.querySelector('body')
  const score = computedScore(body, 1)
  // 加到数组 observerData 中
  observerData.push({
    score,
    time
  })
})
observer.observe(
  document, {
    childList: true,
    subtree: true
  }
)

function computedScore(element, layer) {
  let score = 0
  const tagName = element.tagName
  // 排除这些标签的情况
  if (
    tagName !== 'SCRIPT' &&
    tagName !== 'STYLE' &&
    tagName !== 'META' &&
    tagName !== 'HEAD'
  ) {
    const children = element.children
    if (children && children.length) {
      // 递归计算分数
      for (let i = 0; i < children.length; i++) {
        score += computedScore(children[i], layer + 1)
      }
    }

    score += 1 + 0.5 * layer
  }
  return score
}
// 模拟请求列表
const requestList = () => {
  return new Promise((resolve) => {
    setTimeout(() => {
      resolve(
        [1, 2, 3,
          4, 5, 6,
          7, 8, 9
        ]
      )
    }, 1000)
  })
}

const ulbox = document.getElementById('ulbox')

// 模拟请求数据渲染列表
const renderList = async () => {
  const list = await requestList()
  const fragment = document.createDocumentFragment()
  for (let i = 0; i < list.length; i++) {
    const li = document.createElement('li')
    li.innerText = list[i]
    fragment.appendChild(li)
  }
  ulbox.appendChild(fragment)
}

// 模拟对列表进行轻微修改
const addList = async () => {
  const li = document.createElement('li')
  li.innerText = '加上去'
  ulbox.appendChild(li)
}

(async () => {
  // 模拟请求数据渲染列表
  await renderList()
  // 模拟对列表进行轻微修改
  addList()
})()

observerData

当我们一切准备就绪后运行代码，我们获得了observerData，我们看看它长什么样？

计算首屏时间

我们怎么根据observerData来计算首屏时间呢？我们可以这么算：下次分数比上次分数增加幅度最大的时间作为首屏时间

很多人会问了，为什么不是取最后一项的时间来当做首屏时间呢？大家要注意了：首屏并不是所有DOM都渲染，我就拿刚刚的代码来举例吧，我们渲染完了列表，然后再去增加一个li，那你是觉得哪个时间段算是首屏呢？应该是渲染完列表后算首屏完成，因为后面只增加了一个li，分数的涨幅较小，可以忽略不计

所以我们开始计算吧：

const observerData = []

let observer = new MutationObserver(() => {
  // 计算每次DOM修改时，距离页面刚开始加载的时间
  const start = window.performance.timing.navigationStart
  const time = new Date().getTime() - start
  const body = document.querySelector('body')
  const score = computedScore(body, 1)
  observerData.push({
    score,
    time
  })

  // complete时去调用 unmountObserver
  if (document.readyState === 'complete') {
    // 只计算10秒内渲染时间
    unmountObserver(10000)
  }
})
observer.observe(
  document, {
    childList: true,
    subtree: true
  }
)

function computedScore(element, layer) {
  let score = 0
  const tagName = element.tagName
  // 排除这些标签的情况
  if (
    tagName !== 'SCRIPT' &&
    tagName !== 'STYLE' &&
    tagName !== 'META' &&
    tagName !== 'HEAD'
  ) {
    const children = element.children
    if (children && children.length) {
      // 递归计算分数
      for (let i = 0; i < children.length; i++) {
        score += computedScore(children[i], layer + 1)
      }
    }

    score += 1 + 0.5 * layer
  }
  return score
}

// 计算首屏时间
function getFirstScreenTime() {
  let data = null
  for (let i = 1; i < observerData.length; i++) {
    // 计算幅度
    const differ = observerData[i].score - observerData[i - 1].score
    // 取最大幅度，记录对应时间
    if (!data || data.rate <= differ) {
      data = {
        time: observerData[i].time,
        rate: differ
      }
    }
  }
  return data
}

let timer = null

function unmountObserver(delay) {
  if (timer) return
  timer = setTimeout(() => {
    // 输出首屏时间
    console.log(getFirstScreenTime())
    // 终止MutationObserver的监控
    observer.disconnect()
    observer = null
    clearTimeout(timer)
  }, delay)
}

计算出首屏时间1020ms

总结

我这个计算方法其实很多漏洞，没把删除元素也考虑进去，但是想让大家知道计算首屏时间的计算思想，这才是最重要的，希望大家能理解这个计算思想

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