La identificación y resolución de cuellos de botella en el rendimiento de la ruta de acceso de renderización crítica requiere un buen conocimiento de los errores comunes. Realicemos una visita práctica para extraer los patrones de rendimiento comunes que lo ayudarán a optimizar sus páginas.
Optimizar la ruta de acceso de representación crítica permite que el navegador muestre la página lo más rápido posible: las páginas más rápidas generan mayor participación, más vistas de páginas y una mejora en las conversiones. Para minimizar la cantidad de tiempo que un visitante pasa viendo una pantalla en blanco, necesitamos optimizar qué recursos se cargan y en qué orden.
Para ayudar a ilustrar este proceso, comencemos con el caso más simple posible y avancemos gradualmente en nuestra página para incluir recursos, estilos y lógica de aplicación adicionales. En el proceso, optimizaremos cada caso. también veremos dónde pueden salir mal las cosas.
Hasta ahora, nos hemos enfocado exclusivamente en lo que sucede en el navegador después de que el recurso (CSS, JS o archivo HTML) está disponible para su procesamiento. No hemos tenido en cuenta el tiempo que lleva recuperar el recurso, ya sea de la caché o de la red. Supongamos lo siguiente:
- Un recorrido completo desde la red (latencia de propagación) hasta el servidor cuesta 100 ms.
- El tiempo de respuesta del servidor es de 100 ms para el documento HTML y de 10 ms para todos los demás archivos.
La experiencia Hello World
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta name="viewport" content="width=device-width,initial-scale=1" />
<title>Critical Path: No Style</title>
</head>
<body>
<p>Hello <span>web performance</span> students!</p>
<div><img src="awesome-photo.jpg" /></div>
</body>
</html>
Comenzaremos con lenguaje de marcado HTML básico y una sola imagen (sin CSS ni JavaScript). Abriremos la línea de tiempo de nuestra red en Chrome DevTools e inspeccionaremos la cascada de recursos resultante:
Como era de esperar, el archivo HTML tardó aproximadamente 200 ms en descargarse. Ten en cuenta que la parte transparente de la línea azul indica el tiempo de espera del navegador en la red (es decir, aún no se recibió ningún byte de la respuesta), mientras que la parte sólida muestra el tiempo restante hasta que finalice la descarga después de haber recibido los primeros bytes de la respuesta. La descarga HTML es muy pequeña (<4K), por lo que solo necesitamos un recorrido para obtener el archivo completo. En consecuencia, la recuperación del documento HTML tarda aproximadamente 200 ms, y la mitad del tiempo se dedica a esperar en la red y la otra mitad a la respuesta del servidor.
Cuando el contenido HTML está disponible, el navegador analiza los bytes, los convierte en tokens y crea el árbol del DOM. Ten en cuenta que Herramientas para desarrolladores informa de manera conveniente el tiempo del evento DOMContentLoaded en la parte inferior (216 ms), que también corresponde a la línea vertical azul. La brecha entre el final de la descarga HTML y la línea vertical azul (DOMContentLoaded) es el tiempo que tarda el navegador en compilar el árbol del DOM; en este caso, solo unos milisegundos.
Observa que nuestra "foto increíble" no bloqueó el evento domContentLoaded. Resulta que podemos construir el árbol de renderización y hasta pintar la página sin esperar a cada uno de sus recursos: no todos los recursos son fundamentales para brindar la primera pintura rápida. De hecho, al hablar de la ruta de acceso de representación crítica generalmente hacemos referencia al lenguaje de marcado HTML, CSS y JavaScript. Las imágenes no bloquean la renderización inicial de la página, aunque también debemos tratar de pintar las imágenes lo antes posible.
Dicho esto, el evento load (también conocido como onload) está bloqueado en la imagen: DevTools informa el evento onload a los 335 ms. Recuerda que el evento onload marca el punto en el que todos los recursos que requiere la página se descargaron y procesaron; es el momento en que el indicador de carga puede dejar de girar en el navegador (la línea vertical roja en la cascada).
Cómo agregar JavaScript y CSS a la combinación
Nuestra "experiencia Hello World" parece simple, pero en realidad ocurren muchas cosas. En la práctica, necesitaremos más que solo HTML: es probable que tengamos una hoja de estilo CSS y una o más secuencias de comandos para agregar un poco de interactividad a nuestra página. Agreguemos ambos a la mezcla y veamos qué sucede:
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Critical Path: Measure Script</title>
<meta name="viewport" content="width=device-width,initial-scale=1" />
<link href="style.css" rel="stylesheet" />
</head>
<body onload="measureCRP()">
<p>Hello <span>web performance</span> students!</p>
<div><img src="awesome-photo.jpg" /></div>
<script src="timing.js"></script>
</body>
</html>
Antes de agregar JavaScript y CSS, haz lo siguiente:
Con JavaScript y CSS:
La adición de archivos CSS y JavaScript externos agrega dos solicitudes adicionales a nuestra cascada, las cuales el navegador envía aproximadamente al mismo tiempo. Sin embargo, ten en cuenta que ahora la diferencia de tiempo entre los eventos domContentLoaded y onload es mucho menor.
¿Qué pasó?
- A diferencia de nuestro ejemplo de HTML simple, también necesitamos obtener y analizar el archivo CSS para construir el CSSOM, y necesitamos el DOM y el CSSOM para compilar el árbol de representación.
- Debido a que la página también contiene un archivo JavaScript que bloquea el analizador, el evento
domContentLoadedse bloquea hasta que se descargue y analice el archivo CSS. Dado que JavaScript puede consultar el CSSOM, debemos bloquear el archivo CSS hasta que se descargue para poder ejecutar JavaScript.
¿Qué sucede si reemplazamos nuestra secuencia de comandos externa por una intercalada? Incluso si la secuencia de comandos está directamente integrada a la página, el navegador no puede ejecutarla hasta construir el CSSOM. En resumen, JavaScript integrado también bloquea el analizador.
Dicho esto, a pesar del bloqueo del CSS, ¿la integración de la secuencia de comandos hace que la página se represente más rápido? Intentémoslo y veamos qué sucede.
JavaScript externo:
JavaScript intercalado:
Haremos una solicitud menos, pero los tiempos de onload y domContentLoaded son los mismos en efecto. ¿Por qué? Bien, sabemos que no importa si el JavaScript está integrado o es externo, ya que no bien el navegador alcanza la etiqueta de secuencia de comandos se bloquea y espera hasta que se construya el CSSOM. Además, en nuestro primer ejemplo, el navegador descarga CSS y JavaScript en paralelo, y estos terminan de descargarse casi al mismo tiempo. En este caso, integrar el código JavaScript no es de mucha ayuda. Sin embargo, existen varias estrategias que pueden lograr que nuestra página se represente más rápido.
Primero, recuerda que todas las secuencias de comandos intercaladas bloquean el analizador, pero en las secuencias de comandos externas podemos agregar la palabra clave “async” para desbloquear el analizador. Deshagamos nuestra integración y veamos qué sucede:
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Critical Path: Measure Async</title>
<meta name="viewport" content="width=device-width,initial-scale=1" />
<link href="style.css" rel="stylesheet" />
</head>
<body onload="measureCRP()">
<p>Hello <span>web performance</span> students!</p>
<div><img src="awesome-photo.jpg" /></div>
<script async src="timing.js"></script>
</body>
</html>
JavaScript que bloquea el analizador (externo):
JavaScript asíncrono (externo):
Mucho mejor. El evento domContentLoaded se activa poco después del análisis del HTML. el navegador sabe que no debe bloquearse en JavaScript y, como no hay otro analizador que bloquee secuencias de comandos, la construcción del CSSOM también puede continuar en paralelo.
Como alternativa, podríamos haber integrado tanto el CSS como JavaScript:
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Critical Path: Measure Inlined</title>
<meta name="viewport" content="width=device-width,initial-scale=1" />
<style>
p {
font-weight: bold;
}
span {
color: red;
}
p span {
display: none;
}
img {
float: right;
}
</style>
</head>
<body>
<p>Hello <span>web performance</span> students!</p>
<div><img src="awesome-photo.jpg" /></div>
<script>
var span = document.getElementsByTagName('span')[0];
span.textContent = 'interactive'; // change DOM text content
span.style.display = 'inline'; // change CSSOM property
// create a new element, style it, and append it to the DOM
var loadTime = document.createElement('div');
loadTime.textContent = 'You loaded this page on: ' + new Date();
loadTime.style.color = 'blue';
document.body.appendChild(loadTime);
</script>
</body>
</html>
Ten en cuenta que el tiempo domContentLoaded es, en efecto, el mismo que en el ejemplo anterior. en lugar de marcar nuestro JavaScript como asíncrono, integramos CSS y JS a la página. Esto hace que nuestra página HTML sea mucho más grande, pero la ventaja es que el navegador no tiene que esperar para obtener recursos externos. todo está ahí mismo en la página.
Como puedes ver, incluso con una página muy simple, optimizar la ruta de acceso de representación crítica es un ejercicio no trivial: necesitamos comprender el gráfico de dependencias entre los diferentes recursos, identificar qué recursos son "críticos" y debemos elegir entre diferentes estrategias para incluir esos recursos en la página. No hay una única solución para este problema: cada página es diferente. Debes seguir un proceso similar por tu cuenta para determinar la estrategia óptima.
Dicho esto, veamos si podemos retroceder e identificar algunos patrones generales de rendimiento.
Patrones de rendimiento
La página más simple posible consiste solo en el lenguaje de marcado HTML. sin CSS, JavaScript ni otros tipos de recursos. Para representar esta página, el navegador debe iniciar la solicitud, esperar a que llegue el documento HTML, analizarlo, compilar el DOM y, por último, representarlo en la pantalla:
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta name="viewport" content="width=device-width,initial-scale=1" />
<title>Critical Path: No Style</title>
</head>
<body>
<p>Hello <span>web performance</span> students!</p>
<div><img src="awesome-photo.jpg" /></div>
</body>
</html>
El tiempo entre T0 y T1 captura los tiempos de procesamiento de la red y del servidor. En el mejor de los casos (si el archivo HTML es pequeño), se recuperará todo el documento con un solo recorrido de la red. Debido a la forma en que el TCP transporta los protocolos de trabajo, es posible que los archivos más grandes requieran más recorridos. Como resultado, en el mejor de los casos, la página anterior tiene una ruta de acceso de renderización crítica de un solo recorrido (mínima).
Ahora consideremos la misma página, pero con un archivo CSS externo:
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta name="viewport" content="width=device-width,initial-scale=1" />
<link href="style.css" rel="stylesheet" />
</head>
<body>
<p>Hello <span>web performance</span> students!</p>
<div><img src="awesome-photo.jpg" /></div>
</body>
</html>
Una vez más, usamos un recorrido de la red para obtener el documento HTML y, luego, el lenguaje de marcado recuperado nos indica que también necesitamos el archivo CSS. significa que el navegador debe volver al servidor y obtener el CSS antes de poder renderizar la página en la pantalla. Como resultado, esta página requiere un mínimo de dos recorridos antes de que se pueda mostrar. Una vez más, el archivo CSS puede requerir varios recorridos. Por ello, ponemos énfasis en “como mínimo”.
Definamos el vocabulario que usamos para describir la ruta de acceso de representación crítica:
- Recurso crítico: Es el recurso que podría bloquear la renderización inicial de la página.
- Extensión de la ruta de acceso crítica: Cantidad de recorridos o el tiempo total necesario para obtener todos los recursos críticos.
- Bytes críticos: La cantidad total de bytes necesarios para llegar a la primera renderización de la página, que es la suma de los tamaños de archivo de transferencia de todos los recursos críticos. Nuestro primer ejemplo, con una sola página HTML, contenía un solo recurso crítico (el documento HTML); la longitud de la ruta de acceso crítica también era igual a un recorrido de la red (suponiendo que el archivo era pequeño) y el total de bytes críticos era justo el tamaño de transferencia del propio documento HTML.
Ahora comparemos eso con las características de la ruta crítica del ejemplo de HTML + CSS anterior:
- 2 recursos críticos
- 2 o más recorridos para la longitud mínima de la ruta crítica
- 9 KB de bytes críticos
Necesitamos HTML y CSS para construir el árbol de representación. En consecuencia, HTML y CSS son recursos críticos: el CSS se recupera solo después de que el navegador obtiene el documento HTML. Por lo tanto, la longitud de la ruta crítica es, al menos, dos recorridos. Ambos recursos suman un total de 9 KB de bytes críticos.
Ahora, agreguemos un archivo JavaScript adicional a la mezcla.
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta name="viewport" content="width=device-width,initial-scale=1" />
<link href="style.css" rel="stylesheet" />
</head>
<body>
<p>Hello <span>web performance</span> students!</p>
<div><img src="awesome-photo.jpg" /></div>
<script src="app.js"></script>
</body>
</html>
Agregamos app.js, que es un recurso de JavaScript externo en la página y un recurso que bloquea el analizador (es decir, crítico). Lo que es peor, para poder ejecutar el archivo JavaScript también debemos bloquear y esperar el CSSOM. Recuerda que JavaScript puede consultar el CSSOM y, por lo tanto, el navegador se pausará hasta que se descargue style.css y se construya el CSSOM.
Dicho esto, si en la práctica observamos la "cascada de red" de esta página, notarás que las solicitudes de CSS y JavaScript se iniciarán aproximadamente al mismo tiempo: el navegador obtiene el HTML, detecta ambos recursos e inicia ambas solicitudes. Como resultado, la página anterior tiene las siguientes características de ruta crítica:
- 3 recursos críticos
- 2 o más recorridos para la longitud mínima de la ruta crítica
- 11 KB de bytes críticos
Ahora tenemos tres recursos críticos que suman 11 KB de bytes críticos, pero la longitud de nuestra ruta de acceso crítica sigue siendo de dos recorridos, ya que podemos transferir CSS y JavaScript en paralelo. Descubrir las características de tu ruta de acceso de renderización crítica implica poder identificar los recursos críticos y comprender cómo el navegador programará sus recuperaciones. Continuemos con nuestro ejemplo.
Después de conversar con los desarrolladores de nuestros sitios, nos dimos cuenta de que no es necesario que el código JavaScript que incluimos en nuestra página esté bloqueado. contamos con algunas estadísticas y otro código que no necesita bloquear la renderización de nuestra página. Con ese conocimiento, podemos agregar el modelo "async" a la etiqueta de secuencia de comandos para desbloquear el analizador:
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta name="viewport" content="width=device-width,initial-scale=1" />
<link href="style.css" rel="stylesheet" />
</head>
<body>
<p>Hello <span>web performance</span> students!</p>
<div><img src="awesome-photo.jpg" /></div>
<script src="app.js" async></script>
</body>
</html>
Una secuencia de comandos asíncrona tiene varias ventajas:
- La secuencia de comandos ya no bloquea el analizador y no forma parte de la ruta de acceso de representación crítica.
- Debido a que no hay otras secuencias de comandos críticas, el CSS no necesita bloquear el evento
domContentLoaded. - Cuanto antes se active el evento
domContentLoaded, antes podrá comenzar a ejecutarse otra lógica de la app.
Como resultado, nuestra página optimizada volvió a tener dos recursos críticos (HTML y CSS), con una longitud mínima de ruta de acceso crítica de dos recorridos y un total de 9 KB de bytes críticos.
Por último, si la hoja de estilo CSS solo se necesitara para imprimir, ¿cómo se vería?
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta name="viewport" content="width=device-width,initial-scale=1" />
<link href="style.css" rel="stylesheet" media="print" />
</head>
<body>
<p>Hello <span>web performance</span> students!</p>
<div><img src="awesome-photo.jpg" /></div>
<script src="app.js" async></script>
</body>
</html>
Debido a que el recurso style.css solo se usa para imprimir, el navegador no necesita aplicar un bloqueo para representar la página. Por lo tanto, no bien se complete la construcción del DOM, el navegador tendrá suficiente información para representar la página. Como resultado, esta página solo tiene un recurso crítico (el documento HTML) y la longitud mínima de la ruta de acceso de representación crítica es de un recorrido.