【性能】权重 FMP 量化算法

[zwwill]

上篇讲到，权重值定位性能指标 FMP，至于怎么算权重讲的不是很清楚，此篇将就如何「相对准确」算出权重值以及怎样筛选出我们想要的 FMP 值。

以下内容「择重略轻」

如何监控节点

监控变化

MutationObserver

一句话解释

「MutationObserver 给予我们获取 DOM 渲染「切面」的能力」。

「MDN 解释」MutationObserver 接口提供了监视对 DOM 树所做更改的能力。它被设计为旧的 Mutation Events 功能的替代品，该功能是 DOM3 Events 规范的一部分。

更多使用细节详见 https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/MutationObserver

节点标记

有了以上能力，既可以对节点进行监听和 「标记」

像这样

// 伪代码
new MutationObserver(() => {
    let timestamp = performance.now() || (Date.now() - START_TIME),
    doTag(document.body, global.paintTag++);
    global.ptCollector.push(timestamp);
});

名词解释：

• paintTag：对应 dom 的打点标记「_pi」，标记着第几次配渲染的产物。

• ptCollector：paintTag 对应的时间节点集合。可以用 paintTag 检索到某次渲染时刻的时间节点。

什么时间计算？

window.load 开始计算

为什么？

我们认为，通常情况下，在 window 触发 load 事件的时刻，意味着主要业务的 90% 的资源和 dom 都已经准备就绪。此时算出的高权重得分的 dom 就是我们想要找的 FMP 关键节点。

我不关心你是怎么渲染的，异步也好直出也好，殊途同归，我只关心结果

怎么筛选元素？

计算权重得分

基础节点

一个基础节点（无子节点）的权重得分计算方法：

// 伪代码
const TAG_WEIGHT_MAP = {
    SVG: 2,
    IMG: 2,
    CANVAS: 2,
    VIDEO: 4
};

node => {
    let weight = TAG_WEIGHT_MAP[node.tagName],
        areaPercent = global.calculateShowPercent(node);
          
    let score = width * height * weight * areaPercent;
    return score;
}

关于 calculateShowPercent 用下图解释

父节点

这是一个算法我把它叫做「代父竞选」

父节点自身的权重得分计算方法同基础节点相同，不同的是，如果其子节点的得分和大于或等于了自身的得分，将由子节点组代替父节点参与升高级的竞选，同时，子节点的权重得分和作为父节点的得分。

怎么理解呢？

如下两种情况：

一

父元素得分 = 400 * 100 = 40000
子元素得分和 = 300 * 60 + 60 * 60 = 21600
父元素得分 > 子元素得分和

此情况下，该组元素以 40000 的得分进入下一级竞选。参选的元素列表为父元素本身。

数据结构如下：

{
    deeplink: [{…}],
    elements: [{
        node: parent#id_search,
        ...
    }],
    node: parent#id_search,
    paintIndex: 1,
    score: 40000
}

二

父元素得分 = 400 * 300 = 120000
子元素得分和 = 400 * 300 + 60 * 100 = 126000
父元素得分 < 子元素得分和

此情况下，该组元素应以 126000 的得分进入下一级竞选。参选的元素列表为子元素组，「代父竞选」。

数据结构如下：

{
    deeplink: [{…}],
    elements: [
        {node: child#id_slides_pics, ...},
        {node: child#id_slides_index, ...}
    ],
    node: parent#id_slides,
    paintIndex: 2,
    score: 126000
}

由以上两种情况可推

父元素得分 = 400 * 400 = 160000
子元素得分和 = 40000 + 126000 = 166000
父元素得分 < 子元素得分和

其中一个子节点由孙子节点们代表

==>

{
    deeplink: [{…}],
    elements: [
        {node: child#id_search, ...},
        {node: child#id_slides_pics, ...},
        {node: child#id_slides_index, ...}
    ],
    node: parent#id_body,
    paintIndex: 1,
    score: 166000
}

所以，以下组合与拆分就不难理解了。

排除干扰项

在我们对 document 深度遍历计算的过程中，总会遇到一些干扰因素使我们的脚本计算出错，以下两种就是最常见的

不可见元素

这种元素虽然用户无感知，但会严重影响最后的竞选结果。

处理方案

const isIgnoreDom = node => {
    return getStyle(node, 'opacity') < 0.1 ||
        getStyle(node, 'visibility') === 'hidden' ||
        getStyle(node, 'display') === 'none' ||
        node.children.length === 0 &&
        getStyle(node, 'background-image') === 'none' &&
        getStyle(node, 'background-color') === 'rgba(0, 0, 0, 0)';
}

首先我们认为**opacity < 0.1 visibility === 'hidden' 和 display === 'none' 的元素为不可见元素，应忽略**，另外，无子节点，且无背景无颜色的元素也归属于不可见元素，忽略。

滚动偏移

由于我们的脚本在 window load 后才执行，绝大情况下此时浏览器的滚动条已经发生了偏移。精选结果会发生误差。如下图：

此时精选结果为

<div class="channel" _pi="30">...</div>

_pi 走到了 30，「第 30 次渲染」，无论有多快，这个值始终会远大于实际的 FMP。

导致「滚动偏移」的情况有两种

1. 在 load 触发前用户主动翻阅
   这种情况再常见不过，用户不可能每次都等到 load 后才进行操作。而且如果存在 pending 的资源，load 的时间会非常迟。
2. load 浏览器触发前执行了「scrollRestore (英文描述，并不存在此事件)」

对于第二种情况，还是很好解的，因为并不是所有的浏览器都有 History.scrollRestoration 的特效，所以，我们只要关掉即可，但情况一我们是无论如何不能控制的。

所以，只能另辟蹊径「划定计算区域」，且此区域应避开滚动条位置的影响。

处理方案

当然，我们也是有方法的，其实也挺简单。

这得益于「document 对象的宽高是固定的，且偏移量同步于滚动条」

const getDomBounding = dom => {
    const { x, y } = document.body.getBoundingClientRect();
    const { left, right, top, bottom, width, height } = dom.getBoundingClientRect();
    return {
        left: left - x,
        right: right - x,
        top: top - y,
        bottom: bottom - y,
        height, width
    }
}

如果以上有遗漏情况，还请不吝赐教，不胜感激！🤝

不同元素 FMP 算法不同

普通元素

像 <DIV/>、<SPAN/>、<P/>、<INPUT/> 这些普通元素，标注的 _pi 值索引到的渲染时刻的时间节点 ptCollector 还记得吗？该时间即可作为 FMP 值。

有特殊情况，如果普通元素带有背景图片，则会升级为 <IMG/> 类资源元素

资源元素

如 <IMG/>、<VIDEO/>，该元素的 resource 的 responseEnd 的时间节点将作为 FMP 值

不过，我们可以针对不同的项目对全局权重配置 TAG_WEIGHT_MAP 做「合理化」调整。当然也可以忽略「图片」和「视频」等资源元素资源加载时间，一切以实际项目而定

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首发：zwwill/blog#34

作者：木羽

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