Veebijõudluse potentsiaali avamine: sügavuti CSS-i @profile'ist profileerimiseks ja analüüsiks

Pidevas püüdluses kiiremate ja reageerimisvõimelisemate veebirakenduste poole on arendajatel kasutada võimas tööriistade arsenal. Alates brauseri arendaja tööriistadest koos nende keerukate leekgraafikutega kuni keerukate päriskasutajate monitooringu (RUM) platvormideni saame mõõta peaaegu iga rakenduse elutsükli aspekti. Siiski on jäänud püsima lünk: lihtne, deklaratiivne viis mõõta konkreetsete kasutajaliidese komponentide renderdamise jõudlust otse meie stiililehtedelt. Siin tulebki mängu CSS @profile, eksperimentaalne, kuid revolutsiooniline ettepanek, mis on valmis muutma seda, kuidas me läheneme esiotsa jõudluse analüüsile.

See põhjalik juhend viib teid sügavale CSS @profile'i maailma. Uurime, mis see on, milliseid kriitilisi probleeme see lahendab, selle süntaksit ja kuidas saate seda oodatavalt kasutada jõudlusprobleemide diagnoosimiseks ja parandamiseks enneolematu täpsusega. Olgu te kogenud jõudlusinsener või kasutajakogemusest huvitatud esiotsa arendaja, @profile'i mõistmine on võti valmistumisel veebijõudluse tööriistade järgmiseks põlvkonnaks.

Mis on CSS @profile?

Oma olemuselt on CSS @profile väljapakutud CSS-i at-reegel, mis on loodud pakkuma madala lisakoormusega deklaratiivset mehhanismi jõudluse profileerimiseks. See võimaldab arendajatel määratleda kohandatud mõõtmisintervalle, mis on otseselt seotud lehel olevate elementide olekuga. Mõelge sellest kui viisist öelda brauserile: "Palun käivita taimer, kui see komponent hakkab renderdama, ja peata see, kui see on valmis, ning näita mulle tulemust."

See ettepanek on osa laiemast CSS Toggles Level 1 spetsifikatsioonist, mis tutvustab viisi olekute haldamiseks CSS-is ilma JavaScriptile tuginemata. @profile reegel kasutab seda olekuteadlikku võimekust, et luua täpseid jõudlusmärke ja -mõõtmisi, mis seejärel ilmuvad brauseri jõudluse ajajoonel, täpselt nagu JavaScripti Performance API-ga loodud kirjed.

CSS @profile'i peamised omadused on järgmised:

• Deklaratiivne: Te defineerite, mida soovite mõõta, otse oma CSS-is, paigutades jõudluse instrumentatsiooni stiilidega samasse kohta. See muudab jõudluse analüüsi arendusprotsessi integreeritumaks osaks.
• Komponendipõhine: See sobib ideaalselt kaasaegsete, komponendipõhiste arhitektuuride jaoks raamistikes nagu React, Vue, Svelte ja Angular. Saate isoleerida ja profileerida ühte konkreetset komponenti keerulises kasutajaliideses.
• Madal lisakoormus: Kuna tegemist on CSS-is rakendatud natiivse brauserifunktsiooniga, on see loodud olema väga tõhus, minimeerides riski, et mõõtmisvahend ise mõjutab jõudlust, mida see peaks mõõtma (nähtus, mida tuntakse vaatleja efektina).
• Integreeritud arendaja tööriistadega: @profile'i abil loodud mõõtmised on kavandatud sujuvaks integreerimiseks User Timing API-ga ja need ilmuvad brauseri arendaja tööriistade jõudluse paneelil, pakkudes analüüsiks tuttavat keskkonda.

Miks me vajame CSS-natiivset profileerimisvahendit?

Et @profile'i väärtust tõeliselt hinnata, peame esmalt mõistma meie praeguste tööriistade piiranguid renderdamise jõudluse mõõtmisel kaasaegse veebiarenduse kontekstis.

Abstraktsiooni probleem

Komponendiraamistikud ja CSS-in-JS teegid on revolutsiooniliselt muutnud esiotsa arendust, pakkudes võrratut arendajakogemust ja skaleeritavust. Kuid see võimas abstraktsioon võib mõnikord varjata sellega kaasnevaid jõudluskulusid. Lihtne olekumuutus Reacti komponendis võib käivitada uuesti renderdamiste kaskaadi, keerukaid stiiliarvutusi ja paigutuse nihkeid. Täpse allika leidmine jõnksatustele või aeglasele renderdamisele selles keerulises sündmuste ahelas võib olla märkimisväärne väljakutse.

JavaScripti-põhise profileerimise piirangud

Standardne viis kohandatud jõudlusmõõtmiste loomiseks on JavaScripti Performance API kaudu:

performance.mark('my-component-start');
// ... komponent renderdab ...
performance.mark('my-component-end');
performance.measure('My Component Render', 'my-component-start', 'my-component-end');

See on uskumatult kasulik tehnika, kuid sellel on oma puudused:

• See mõõdab ainult JavaScripti täitmist: Selle mõõtmise kestus ütleb teile, kui kaua JavaScripti käivitamine aega võttis, kuid see ei anna täielikku pilti. See jätab arvestamata järgneva ja sageli kuluka töö, mida brauser peab tegema: stiilide arvutamine, paigutus, värvimine ja kihtide komponeerimine. Komponendi JavaScript võib olla kiire, kuid selle CSS võib käivitada väga aeglase renderdamise.
• See lisab koodimüra: Jõudlusmärkide lisamine igale komponendile võib koodibaasi risustada ja tundub olevat eraldiseisev komponendi põhiloogikast ja stiilidest.
• Sünkroniseerimise väljakutsed: `performance.mark('end')` kutse täpne paigutamine võib olla keeruline. Kas see peaks olema pärast JavaScripti käivitamist? Või pärast seda, kui järgmine brauseri kaader on värvitud? Selle ajastuse õigesti saamine on keeruline.

Arendaja tööriistade õppimiskõver

Chrome'i, Firefoxi ja Edge'i arendaja tööriistade jõudluse paneel on jõudluse analüüsi ülim tõeallikas. Selle leekgraafikud visualiseerivad iga üksiku ülesande, mida brauser täidab. Kuid paljude arendajate jaoks on see üleliia keeruline tööriist. Konkreetse lilla riba (renderdamine) või rohelise riba (värvimine) tihedas leekgraafikus seostamine konkreetse CSS-i rea või ühe kasutajaliidese komponendiga on oskus, mille arendamine nõuab märkimisväärselt aega ja kogemusi. Sageli on raske vastata lihtsale küsimusele: "Kui palju maksis minu `` komponendi renderdamine selles viimases värskenduses?"

CSS @profile on sild, mis ühendab need maailmad. See pakub JavaScripti Performance API komponenditaseme fookust, kuid sügavate brauserimeetrikate renderdamisteadliku täpsusega, kõik pakituna lihtsasse, deklaratiivsesse CSS-i süntaksisse.

@profile'i süntaks ja anatoomia

Kuna tegemist on eksperimentaalse funktsiooniga, võib @profile'i täpne süntaks standardiseerimisprotsessi käigus veel muutuda. Siiski, tuginedes praegusele CSS Toggles'i ettepanekule, saame uurida selle tõenäolist struktuuri.

At-reegel on defineeritud kohandatud identifikaatoriga, mis on mõõtmise nimi, mis ilmub jõudluse ajajoonel.

            
@profile <profile-name> {
  /* ... reeglid ... */
}

            

              
                Copy
              
            
          

Maagia toimub reegliploki sees. Võti on siduda profiil CSS Toggle'iga. CSS Toggle on sisuliselt kohandatud olek, milles element võib olla ja mida saab aktiveerida erinevate päästikute abil, näiteks klõpsudega või antud juhul DOM-iga seotud olemisega.

Tüüpiline implementatsioon võib välja näha selline:

            
/* See defineerib lüliti nimega 'user-card-toggle' */
@toggle user-card-toggle {
  values: inactive, active;
  /* Muutub aktiivseks, kui .user-card element eksisteerib */
  activate-at: .user-card;
}

/* See seob jõudlusprofiili lülitiga */
@profile UserCard_RenderTime {
  /* Mõõtmine on seotud selle lüliti elutsükliga */
  toggle-trigger: user-card-toggle;
}

            

              
                Copy
              
            
          

Võtame selle osadeks lahti:

• @toggle user-card-toggle: Esmalt defineerime lüliti. See on uus kontseptsioon, mis loob CSS-i sees nimega olekumasina.
• activate-at: .user-card;: See on päästik. See ütleb brauserile, et iga kord, kui DOM-is on olemas .user-card selektorile vastav element, tuleks user-card-toggle'it pidada 'aktiivseks'. Kui viimane .user-card element eemaldatakse, muutub see 'inaktiivseks'.
• @profile UserCard_RenderTime: Me defineerime oma jõudlusprofiili, andes sellele kirjeldava nime, mida otsime arendaja tööriistadest.
• toggle-trigger: user-card-toggle;: See on kriitiline lüli. See annab brauserile korralduse alustada jõudlusmõõtmist, kui user-card-toggle muutub aktiivseks, ja lõpetada mõõtmine, kui see muutub inaktiivseks.

Kui brauser seda töötleb, tõlgib see selle sisuliselt User Timing API kutseteks. Hetkel, kui .user-card element renderdatakse ja lüliti muutub aktiivseks, teostab brauser kaudselt performance.mark('UserCard_RenderTime:start'). Kui see element on täielikult stiilitud, paigutatud ja värvitud, saab brauser mõõtmise lõpule viia, mille tulemuseks on ajajoonel kirje performance.measure('UserCard_RenderTime'). Täpsed algus- ja lõpp-punktid (nt stiilide arvutamine vs. värvimine) defineeritakse spetsifikatsioonis, et tagada järjepidevus.

Kuidas CSS @profile'i praktikas kasutada: samm-sammuline juhend

Kuigi te ei saa täna @profile'i tootmisbrauserites kasutada, saame läbi käia eeldatava töövoo. See aitab teil mõista, kuidas see sobitub teie arendusprotsessi, kui see kättesaadavaks muutub.

TÄHTIS MÄRKUS: Selle kirjutamise hetkel on CSS @profile eksperimentaalne ettepanek ja seda ei ole rakendatud üheski stabiilses brauseris. Selle testimiseks on vaja brauseri versiooni, kus see eksperimentaalne funktsioon on lubatud (nt Chrome Canary koos spetsiifilise funktsioonilipuga), kui implementatsioon on saadaval.

Samm 1: Tuvastage jõudluskriitiline komponent

Alustage komponendi tuvastamisest, mis on teie arvates aeglane või mis on kasutajakogemuse jaoks kriitilise tähtsusega. Head kandidaadid on:

• Keerulised, andmemahukad komponendid nagu interaktiivsed graafikud, andmetabelid või kaardid.
• Komponendid, mis renderdavad sageli uuesti, näiteks elemendid virtualiseeritud loendis.
• Kasutajaliidese elemendid keerukate animatsioonide või üleminekutega, nagu väljalibisev navigeerimismenüü või modaalaken.
• Põhilised paigutuskomponendid, mis mõjutavad suurimat sisukat värvimist (LCP).

Meie näite jaoks valime komponendi <ProductGallery>, mis kuvab tootepiltide ruudustikku.

Samm 2: Defineerige @toggle ja @profile reeglid

Oma ProductGallery komponendiga seotud CSS-faili lisaksite vajalikud at-reeglid.

            
/* Failis ProductGallery.css */

.product-gallery {
  /* ... teie komponendi tavalised stiilid ... */
  display: grid;
  grid-template-columns: repeat(auto-fill, minmax(200px, 1fr));
  gap: 1rem;
}

/* Defineerige jõudluse instrumentatsioon */

@toggle product-gallery-toggle {
  values: inactive, active;
  /* Lüliti on aktiivne seni, kuni galerii eksisteerib */
  activate-at: .product-gallery;
}

@profile ProductGallery_FullRender {
  /* Seostage profiil meie lülitiga */
  toggle-trigger: product-gallery-toggle;
}

            

              
                Copy
              
            
          

Samm 3: Käivitage mõõtmine

Te ei pea oma JavaScriptis midagi lisaks tegema! See ongi deklaratiivse lähenemise ilu. Hetkel, kui teie raamistik (React, Vue jne) renderdab <div class="product-gallery"> DOM-i, näeb brauser seda, aktiveerib product-gallery-toggle'i ja alustab automaatselt `ProductGallery_FullRender` mõõtmist.

Samm 4: Analüüsige tulemusi arendaja tööriistades

Nüüd kasutaksite oma rakendust viisil, mis paneb ProductGallery renderdama. Seejärel avaksite brauseri arendaja tööriistad ja salvestaksite jõudlusprofiili.

1. Avage arendaja tööriistad (F12 või Ctrl+Shift+I).
2. Minge vahekaardile Performance.
3. Klõpsake nuppu "Record" (või Ctrl+E).
4. Tehke oma rakenduses toiming, mis renderdab galerii.
5. Peatage salvestamine.

Tulemuseks saadud ajajoonel peaksite otsima rada "Timings" või "User Timing". Seal näeksite uut, selgelt märgistatud riba: `ProductGallery_FullRender`. Sellel ribal hõljumine näitaks teile selle täpset kestust millisekundites. See kestus esindab reaalset aega, mille brauser kulutas teie komponendi renderdamisele, alates esmasest tuvastamisest kuni lõpliku värvimiseni, pakkudes palju täpsemat pilti kui lihtne JavaScripti-põhine taimer.

Praktilised kasutusjuhud ja näited

@profile'i tõeline jõud tuleb selle mitmekülgsusest. Uurime mõningaid täpsemaid kasutusjuhte, mis näitavad, kuidas see saab lahendada levinud jõudlusprobleeme.

Kasutusjuht 1: CSS-i refaktoreerimise A/B testimine

Stsenaarium: Te usute, et teie komponendi keerulised, sügavalt pesastatud CSS-selektorid põhjustavad aeglaseid stiiliarvutusi. Olete selle refaktoreerinud, et kasutada lamedamat, BEM-stiilis struktuuri või utiliidiklasside lähenemist. Kuidas saate tõestada, et teie muudatused andsid tulemuse?

Lahendus: Saate kasutada @profile'i, et saada konkreetseid andmeid. Looge komponendist kaks versiooni või kasutage funktsioonilippu vana ja uue stiili vahel vahetamiseks.

            
/* Versioon A (Vana CSS) */
@profile OldComponent_Render {
  toggle-trigger: old-component-toggle;
}

/* Versioon B (Uus, refaktoreeritud CSS) */
@profile NewComponent_Render {
  toggle-trigger: new-component-toggle;
}

            

              
                Copy
              
            
          

Salvestades jõudlusjälgi mõlema versiooni jaoks samades tingimustes, saate otse võrrelda `OldComponent_Render` ja `NewComponent_Render` kestusi. See võimaldab teil kindlalt öelda: "Meie CSS-i refaktoreerimine tõi kaasa 35% parema komponendi renderdamisaja, langedes 40 ms-lt 26 ms-ni."

Kasutusjuht 2: Loendi elemendi renderdamise profileerimine virtualiseeritud loendis

Stsenaarium: Teil on pikk, keritav kontaktide loend. Selle jõudluse tagamiseks kasutate virtualiseerimist (renderdades ainult hetkel vaateväljas olevaid elemente). Kuid kerimine tundub endiselt jõnksuline või aeglane.

Lahendus: Profileerige ühe loendi elemendi renderdamist. Kuna iga element on omaette komponent, saate sellele profiili lisada.

            
@toggle contact-list-item-toggle {
  activate-at: .contact-list-item;
}

@profile ContactListItem_Render {
  toggle-trigger: contact-list-item-toggle;
}

            

              
                Copy
              
            
          

Kui salvestate kerimise ajal jõudlusjälje, ei näe te ühte pikka riba. Selle asemel näete rida väikeseid `ContactListItem_Render` ribasid, mis ilmuvad, kui uusi elemente DOM-i lisatakse. Kui mõned neist ribadest on oluliselt pikemad kui teised või kui need ületavad pidevalt jõudluseelarvet (nt 16 ms, et püsida 60 kaadrit sekundis kaadri piires), annab see märku probleemist. Seejärel saate uurida leekgraafikut nende konkreetsete intervallide ajal, et näha, mis viivitust põhjustab – võib-olla on see keeruline `box-shadow`, kulukas `filter` omadus või liiga palju tütarelemente.

Kasutusjuht 3: Uue funktsiooni jõudlusmõju mõõtmine

Stsenaarium: Teie meeskond lisab kasutajaavataridele uue "märgi" funktsiooni, mis hõlmab lisaelemente ja potentsiaalselt keerulist CSS-i positsioneerimiseks ja stiilimiseks.

Lahendus: Enne ja pärast funktsiooni rakendamist kasutage @profile'i `UserAvatar` komponendi renderdamisaja mõõtmiseks. See aitab teil kvantifitseerida uue funktsiooni jõudluse "hinda". Kui renderdamisaeg suureneb dramaatiliselt, võib see ajendada meeskonda leidma märgi rakendamiseks jõudlasema viisi, näiteks kasutades pseudo-elementi lisa `<div>` asemel.

Praegune seis ja CSS @profile'i tulevik

On oluline korrata, et CSS @profile on eksperimentaalne tehnoloogia. See on osa W3C CSS Toggles Level 1 spetsifikatsioonist, mis on praegu mustandi staadiumis. See tähendab:

• Brauseri tugi puudub (veel): 2023. aasta lõpu seisuga ei toeta seda ükski stabiilne Chrome'i, Firefoxi, Safari ega Edge'i versioon. Implementatsioonid võivad ilmuda esmalt eksperimentaalsete lippude taga öistes või canary versioonides.
• Süntaks võib muutuda: Kuna ettepanek saab tagasisidet brauseritootjatelt ja veebiarendajate kogukonnalt, võidakse süntaksit ja käitumist täpsustada.

Selle põneva funktsiooni edenemist saate jälgida, hoides silma peal järgmistel ressurssidel:

• Ametlik CSSWG Toggles Level 1 spetsifikatsiooni mustand.
• Arutelud CSSWG GitHubi repositooriumis.
• Brauseripõhised platvormi oleku jälgijad, nagu Chrome Platform Status ja Firefox Platform Status.

Selle tehnoloogia potentsiaalne tulevik on uskumatult helge. Kujutage ette maailma, kus:

• Automatiseeritud jõudluse regressioonitestimine: Teie pideva integratsiooni (CI) torujuhe võiks automaatselt käivitada jõudlusteste, kasutades @profile'i võtmekomponentide mõõtmiseks. Ehitus võiks ebaõnnestuda, kui muudatus põhjustab komponendi renderdamisaja ületamise eelnevalt määratletud eelarvest.
• Raamistiku integreerimine: Esiotsa raamistikud võiksid pakkuda esmaklassilist tuge @profile'ile, muutes jõudlusmõõtmise lisamise igale komponendile tühiseks.
• Täiustatud monitooringu tööriistad: Päriskasutajate monitooringu (RUM) tööriistad võiksid koguda @profile andmeid kasutajatelt välitingimustes, andes teile enneolematu ülevaate teie komponentide reaalsest renderdamise jõudlusest erinevates seadmetes ja võrgutingimustes.

Kokkuvõte: uus ajastu deklaratiivses jõudluse monitooringus

CSS @profile esindab olulist paradigma muutust esiotsa jõudluse analüüsis. See viib instrumentatsiooni meie JavaScriptist meie CSS-i, paigutades selle otse koodi kõrvale, mis on kõige otsesemalt vastutav brauseri renderdamistöö eest. See lubab demokratiseerida jõudluse profileerimist, muutes selle kättesaadavamaks ja intuitiivsemaks kõikidele esiotsa arendajatele, mitte ainult jõudlusspetsialistidele.

Pakkudes deklaratiivset, komponendipõhist ja madala lisakoormusega viisi meie kasutajaliidese elementide tegeliku renderdamiskulu mõõtmiseks, täidab @profile kriitilise lünga meie olemasolevas tööriistakomplektis. See täiendab arendaja tööriistade jõudluse paneeli võimsust ja JavaScripti Performance API paindlikkust keskendunud, lihtsalt kasutatava mehhanismiga, et vastata ühele levinumale jõudlusküsimusele: "Kui kaua selle konkreetse asja ekraanile ilmumine aega võttis?"

Kuigi peame ootama, kuni brauserid selle spetsifikatsiooni rakendavad, on aeg hakata sellele mõtlema juba praegu. Mõistes selle eesmärki ja potentsiaali, saame olla valmis seda võimsat uut tööriista omaks võtma ja ehitama kiiremaid, sujuvamaid ja nauditavamaid veebikogemusi, mida kasutajad üle maailma väärivad.