CSS @font-face性能优化

概述

本文主要介绍字体加载优化的常用策略,大部分内容为引用和翻译。

一、 font-face基本用法

font-face的基本用法想必大家都是知道的,基本上就是类似这样:

@font-face {
    font-family: Lato;
    src: url('font-lato/lato-regular-webfont.woff2') format('woff2'),
         url('font-lato/lato-regular-webfont.woff') format('woff'),
         url(font-lato/lato-regular-webfont.ttf) format("opentype");
}
p { font-family: Lato, serif; }

这样就可以使我们的网页用上自定义字体了。 除了font-family 和 src属性之外,还拥有font-style以及font-weight属性。 src可以指定多种字体,会按顺序依次适用,比如上面的示例中会先加载woff2字体,如果失败再加载woff字体,否则加载opentype字体。 src所支持的字体可以有以下类型:



src参数带不带引号都可以,参数的格式不同含义也不尽相同,比如下面:

src: url(fonts/simple.woff);       /* 加载simple.woff,地址相对于样式表的地址 */
src: url(/fonts/simple.woff);      /* 加载simple.woff,地址是网站的绝对地址 */
src: url(fonts/coll.otc#foo);      /* 从coll.otc字符集中加载foo字体 */
src: url(fonts/coll.woff2#foo);    /* 从coll.woff2字符集中加载foo字体 */
src: url(fonts.svg#simple);        /* 加载id 为'simple'的SVG字体 */

src中加载的字体地址受跨域的约束,如果想跨域加载字体,需要设置CORS。

这就是font-face的最基础的用法。 接下来我们会进一步分析font-face的用法,并尽可能的找出优化策略。

二、 什么时候会下载字体?

上面讲了字体的基本知识,那你有没有想过,字体是在什么时候下载的呢?当我们仅仅在CSS中定义如下样式的时候, 页面加载,字体会自动下载吗?

@font-face {
    font-family: Lato;
    src: url('font-lato/lato-regular-webfont.woff2') format('woff2'),
         url('font-lato/lato-regular-webfont.woff') format('woff'),
         url(font-lato/lato-regular-webfont.ttf) format("opentype");
}

很遗憾,字体并不会下载。 通常情况下,只有当我们的页面元素用到了font-face中定义的字体的情况下,才会下载对应的字体。

注意: 这里我们说了是通常情况,这是因为,IE8在只要是定义了font-face,即使页面元素没有使用对应的字体,也会下载。

在其它浏览器中也不尽相同,

比如在FirefoxIE 9+ 中,遇到如下情况也会下载字体:

html

<div id="test"></div>

css

#test {
    font-family: Lato;
}

有什么特别之处呢? 你可能注意到了,这个元素虽然使用到了font-family: Lato样式,但是这个元素并没有任何文本啊!!!。 按照我们的理想情况,应该是,只有有文字内容才会去下载字体嘛。 而这就是Chrome, Safari (WebKit/Blink 等)浏览器的行为。

Chrome, Safari (WebKit/Blink 等)浏览器只有在如下类似情况才会去下载字体:

html

<div id="test">这里是有文本的哦</div>

css

#test {
    font-family: Lato;
}

所以总结一下,不同浏览器下载字体的策略:

  • IE8 只要定义了font-face,就会去下载字体,不论实际有没有应用该字体。
  • Firefox, IE 9+ 只有定义了font-face 并且页面有元素应用了该字体,就会去下载,不论该元素是否有文本内容。
  • Chrome, Safari 只有定义了font-face 并且页面有元素应用了该字体,并且该元素有文本内容,才会去下载字体。

那你可能会问了,如果我们的DOM元素是通过动态插入的呢?比如:

var el = document.createElement('div');
el.style.fontFamily = 'open_sansregular';
document.body.appendChild(el);
el.innerHTML = 'Content.';

答案是一样的,它的下载策略如下:

var el = document.createElement('div');
el.style.fontFamily = 'open_sansregular';
/* 到这里,IE8就会开始下载字体 */

document.body.appendChild(el);
/* 只有到这里,Firefox, IE 9+ 才会开始下载字体 */

el.innerHTML = 'Content.';
/* 只有到这里,Chrome, Safari 才会开始下载字体 */

三、 FOIT(Flash of Invisible Text)

FOIT是浏览器在加载字体的时候的默认表现形式,也就是在字体加载过程中,页面是看不到文本内容的。在现代浏览器中,FOIT会导致这种现象出现至多3秒。FOIT会导致很差的用户体验,这是我们需要尽量去避免的。

四、 FOUT(Flash of Unstyled Text) 与 font-display属性

FOUT意思是在字体加载过程中使用默认的系统字体,字体加载完后显示加载的字体,如果超过了FOIT(3s)字体还没加载,则继续使用默认的系统字体。

IE浏览器和Edge不会等待FOIT超时才显示默认字体,会立即显示默认字体。FOUT比FOIT好,但是需要注意它引起的reflow.

那么要想使浏览器有FOUT行为,我们需要在设置@font-face的时候给它加一个属性:font-display。 font-display默认是auto, 可选属性与含义如下:

  • auto. The font display policy is user-agent-defined.
  • block. Gives the font face a short block period (3s is recommended in most cases) and an infinite swap period.
  • swap. Gives the font face an extremely small block period (100ms or less is recommended in most cases) and an infinite swap period.
  • fallback. Gives the font face an extremely small block period (100ms or less is recommended in most cases) and a short swap period (3s is recommended in most cases).
  • optional. Gives the font face an extremely small block period (100ms or less is recommended in most cases) and a 0s swap period.

一般设置成fallback和optional即可。

五、 preload

在页面加入下面这个代码以便更快的加载字体:

<link rel="preload" href="font.woff2" as="font" type="font/woff2" crossorigin>

通常和最基本的字体用法配合使用

六、 字体转 BASE64URI

这种方法就是将@font-face中定义字体时的路径直接改为字体的base64编码。

优点: 这种做法的优点是不会产生FOIT和FOUT。所以也不会有reflow和repaint. 缺点: 字体转成base64也会很大,会影响页面首次加载速度。不支持逗号分隔的形式加载多种格式的字体,只能加载一种格式字体。这导致你为了尽可能保证所有浏览器都可以兼容,通常会指定为woff格式,因为woff格式兼容性好,但是却没法使用更小体积的woff2格式,因为woff2格式兼容性差点。

七、异步加载BASE64格式URI字体

这种方法就是通过异步的方式插入带有BASE64格式URI字体的CSS链接。

八、使用Font Load API + FOUT + class切换

这种方式是期初并不使用用到@font-face的class,然后用Font Load API加载我们想用的字体,然后切换相应的CSS即可。Font Load API是原生的API:

document.fonts.load('1em open_sansregular')
.then(function() {
    var docEl = document.documentElement;
    docEl.className += ' open-sans-loaded';
});

.open-sans-loaded h1 {
    font-family: open_sansregular;
}

当然这种方法需要考虑浏览器兼容性的问题。

九、 FOFT(Flash of Faux Text)

FOFT会把字体的加载分成多个部分,首先加载罗马网络字体,然后会在加载真实的粗体和斜体的时候立即使用font-synthesis属性渲染粗体和斜体的变体。

这种方法是基于[使用Font Load API + FOUT + class切换]这种方式的,非常适合加载同一种字体但是不同粗细,字形的场景,比如罗马、粗体、斜体、粗斜体等。我们将这些字体分成2阶段: 第一阶段是罗马字体,然后立即渲染人造粗体和斜体,最后(第二阶段)用真实字体替代。这里面还可以使用sessionStorage优化访问重复视图的场景。

十、CRITICAL FOFT

CRITICAL FOFT和标准的FOFI的唯一区别就在于第一阶段罗马字体的加载,CRITICAL FOFT不会加载罗马字体的全集,只会加载它的一个子集(比如A-Za-z0-9),全集会在第二阶段加载。

十一、CRITICAL FOFT WITH DATA URI

这个和CRITICAL FOFT的唯一区别就是罗马子集字体的加载方式,前面是用Font Load API完成了,这里会将马子集字体硬编码成BASE64 URI的形式加载。

十二、 CRITICAL FOFT WITH PRELOAD

这个同上面的唯一区别还是第一阶段罗马子集字体的加载方式,它采用的是preload的形式加载。

结论

总的字体加载的策略可以用这个图总结如下:



参考文献

本文主要翻译自如下博客文章

  1. zachleat.com/web/compre
  2. dev.opera.com/articles/

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发布于 2019-05-31

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