调试布局偏移

了解如何识别和修正布局偏移。

Katie Hempenius
Katie Hempenius
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本文的第一部分讨论了用于调试布局偏移的工具，第二部分讨论了在确定布局偏移的原因时应当使用的思考过程。

工具

布局不稳定 API

Layout Instability API 是用于测量和报告布局偏移的浏览器机制。所有用于调试布局偏移的工具（包括开发者工具）最终都基于 Layout Instability API。但是，由于 Layout Instability API 的灵活性，因此直接使用 Layout Instability API 是一种强大的调试工具。

用法

衡量 Cumulative Layout Shift (CLS) 的同一代码段也可用于调试布局偏移。以下代码段会将有关布局偏移的信息记录到控制台。通过检查此日志，您可以了解到布局偏移的发生时间、地点和方式。

let cls = 0;
new PerformanceObserver((entryList) => {
  for (const entry of entryList.getEntries()) {
    if (!entry.hadRecentInput) {
      cls += entry.value;
      console.log('Current CLS value:', cls, entry);
    }
  }
}).observe({type: 'layout-shift', buffered: true});

运行此脚本时，请注意：

  • buffered: true 选项表示 PerformanceObserver 应检查浏览器的性能条目缓冲区，以查找在观察器初始化之前创建的性能条目。因此，PerformanceObserver 会报告初始化之前和之后发生的布局偏移。检查控制台日志时，请注意这一点。最初出现大量布局偏移可能反映的是报告积压，而不是突然出现大量布局偏移。
  • 为避免影响性能，PerformanceObserver 会等到主线程处于空闲状态时再报告布局偏移。因此，根据主线程的繁忙程度，发生布局偏移的时间与在控制台中记录的时间之间可能会略有延迟。
  • 此脚本会忽略在用户输入后 500 毫秒内发生的布局偏移，因此这些偏移不会计入 CLS。

系统会结合使用两个 API（即 LayoutShift 和 LayoutShiftAttribution 接口）来报告布局偏移相关信息。以下各部分将更详细地介绍这些接口。

LayoutShift

每次布局偏移均使用 LayoutShift 接口进行报告。条目的内容如下所示：

duration: 0
entryType: "layout-shift"
hadRecentInput: false
lastInputTime: 0
name: ""
sources: (3) [LayoutShiftAttribution, LayoutShiftAttribution, LayoutShiftAttribution]
startTime: 11317.934999999125
value: 0.17508567530168798

上面的条目表示一次布局偏移，在这期间，有三个 DOM 元素发生了布局偏移。此特定布局偏移的布局偏移分数为 0.175。

以下是与调试布局偏移最相关的 LayoutShift 实例的属性：

属性 说明
sources sources 属性会列出布局转换期间移动的 DOM 元素。此数组最多可包含 5 个来源。如果有超过 5 个元素受到布局偏移的影响，系统会报告导致布局偏移的 5 个主要原因（以对布局稳定性的影响为衡量标准）。此信息通过 LayoutShiftAttribution 接口进行报告（下文有详细说明）。
value value 属性会报告特定布局偏移的布局偏移得分。
hadRecentInput hadRecentInput 属性指示布局偏移是否发生在用户输入后的 500 毫秒内。
startTime startTime 属性表示布局偏移发生的时间。startTime 以毫秒为单位，其衡量依据为网页加载的开始时间。
duration duration 属性将始终设置为 0。此属性从 PerformanceEntry 接口继承而来（LayoutShift 接口扩展了 PerformanceEntry 接口）。不过，持续时间的概念不适用于布局偏移事件，因此它设置为 0。如需了解 PerformanceEntry 接口，请参阅规范。

LayoutShiftAttribution

LayoutShiftAttribution 接口描述了单个 DOM 元素的一次偏移。如果在布局偏移期间多个元素发生偏移，则 sources 属性会包含多个条目。

例如，下面的 JSON 对应于一个来源的布局偏移：<div id='banner'> DOM 元素从 y: 76 向下偏移到 y:246。

// ...
  "sources": [
    {
      "node": "div#banner",
      "previousRect": {
        "x": 311,
        "y": 76,
        "width": 4,
        "height": 18,
        "top": 76,
        "right": 315,
        "bottom": 94,
        "left": 311
      },
      "currentRect": {
        "x": 311,
        "y": 246,
        "width": 4,
        "height": 18,
        "top": 246,
        "right": 315,
        "bottom": 264,
        "left": 311
      }
    }
  ]

node 属性用于标识发生偏移的 HTML 元素。将鼠标悬停在开发者工具中的此属性上会突出显示相应的页面元素。

previousRect 和 currentRect 属性报告节点的大小和位置。

  • x 和 y 坐标分别报告元素左上角的 x 坐标和 y 坐标
  • width 和 height 属性分别报告元素的宽度和高度。
  • top、right、bottom 和 left 属性会报告与元素的给定边对应的 x 或 y 坐标值。换句话说，top 的值等于 y；bottom 的值等于 y+height。

如果 previousRect 的所有属性都设为 0，则表示该元素已移至视野范围内。如果 currentRect 的所有属性都设为 0，则表示该元素已移出视野。

在解读这些输出时，最重要的一点是，列为来源的元素是布局偏移期间发生偏移的元素。不过，这些元素可能只是间接与布局不稳定的“根本原因”相关。以下是几个例子。

示例 1

此布局偏移将通过一个来源（元素 B）进行报告。不过，这种布局偏移的根本原因是元素 A 的大小发生变化。

显示元素尺寸变化导致布局偏移的示例

示例 2

此示例中的布局偏移通过两个来源进行报告：元素 A 和元素 B。导致此布局偏移的根本原因是元素 A 的位置发生了变化。

显示元素位置变化导致的布局偏移的示例

示例 3

此示例中的布局偏移通过一个来源（元素 B）进行报告。更改元素 B 的位置导致了此布局偏移。

显示元素位置变化导致布局偏移的示例

示例 4

虽然元素 B 更改了大小，但在本例中没有布局偏移。

示例：元素更改大小但未导致布局偏移

查看演示，了解布局不稳定性 API 如何报告 DOM 更改。

开发者工具

性能面板

开发者工具 Performance 面板的 Experience 窗格会显示给定性能轨迹期间发生的所有布局偏移，即使这些偏移发生在用户互动后的 500 毫秒内，因此不会计入 CLS 也不例外。将鼠标悬停在 Experience 面板中的特定布局偏移上，即可突出显示受影响的 DOM 元素。

开发者工具 Network 面板中显示的布局偏移的屏幕截图

如需详细了解布局偏移，请点击布局偏移，然后打开摘要抽屉。对元素尺寸所做的更改采用 [width, height] 格式列出；对元素位置所做的更改采用 [x,y] 格式列出。Had recent input 属性表示布局是否在用户互动后的 500 毫秒内发生了偏移。

开发者工具“Summary”标签页上布局偏移的屏幕截图

如需了解布局偏移的持续时间，请打开事件日志标签页。您还可以通过查看体验窗格中红色布局偏移矩形的长度来近似估算布局偏移的持续时间。

开发者工具“Event Log”标签页上布局偏移的屏幕截图

如需详细了解如何使用效果面板，请参阅效果分析参考文档。

突出显示布局偏移区域

通过突出显示布局偏移区域，您可以快速一览页面上发生的布局偏移的位置和时间。

如需在开发者工具中启用布局偏移区域，请依次前往 Settings > More Tools > Rendering > Layout Shift Regions，然后刷新要调试的页面。 布局偏移区域会以紫色短暂突出显示。

确定布局偏移原因的思路

无论布局偏移发生的时间或方式如何，您都可以按照以下步骤找出布局偏移的原因。您可以通过运行 Lighthouse 来补充这些步骤，但请注意，Lighthouse 只能识别初始页面加载期间发生的布局偏移。此外，对于某些导致布局偏移的原因（例如，没有明确宽度和高度的图片元素），Lighthouse 也只能提供建议。

确定布局偏移的原因

布局偏移可能由以下事件引起：

  • DOM 元素位置的更改
  • DOM 元素尺寸更改
  • 插入或移除 DOM 元素
  • 触发布局的动画

具体而言，偏移元素前面的 DOM 元素最有可能“导致”布局偏移。因此，在调查发生布局偏移的原因时，请考虑：

  • 前面的元素的位置或尺寸是否发生了变化？
  • 在被移位元素之前是否插入或移除了 DOM 元素？
  • 是否明确更改了移位元素的位置？

如果前面的元素未导致布局偏移，请考虑其他前面和相邻的元素，继续搜索。

此外，布局偏移的方向和距离可以提供有关根本原因的提示。例如，大幅下移通常表示插入了 DOM 元素，而 1 px 或 2 px 布局偏移通常表示应用了冲突的 CSS 样式或加载和应用了网页字体。

显示字体交换导致的布局偏移的示意图
在此示例中，字体切换导致页面元素向上偏移了 5 像素。

以下是最常导致布局偏移事件的一些特定行为：

元素位置的变化（并非由其他元素移动导致）

此类变化通常是由以下原因导致的：

  • 延迟加载或覆盖之前声明的样式的样式表。
  • 动画和过渡效果。

元素尺寸的更改

此类变化通常是由以下原因导致的：

  • 延迟加载或覆盖之前声明的样式的样式表。
  • 不含 width 和 height 属性的图片和 iframe，这些图片和 iframe 会在其“槽位”呈现后加载。
  • 不含 width 或 height 属性的文本块会在文本呈现后切换字体。

插入或移除 DOM 元素

这通常是由以下原因导致的：

  • 插入广告和其他第三方嵌入内容。
  • 插入横幅、提醒和模态窗口。
  • 在现有内容之上加载其他内容的无限滚动和其他用户体验模式。

触发布局的动画

某些动画效果可以触发布局。一个常见的示例是，通过递增 top 或 left 等属性（而不是使用 CSS 的 transform 属性）为 DOM 元素添加“动画效果”。如需了解详情，请参阅如何创建高性能 CSS 动画。

重现布局偏移

您无法修复无法重现的布局偏移。若要更好地了解网站的布局稳定性，最简单但最有效的方法之一就是花 5-10 分钟与您的网站互动，以触发布局偏移。执行此操作时，请让控制台保持打开状态，并使用 Layout Instability API 来报告布局偏移。

对于难以定位的布局偏移，不妨考虑使用不同的设备和连接速度重复此练习。特别是，如果连接速度较慢，您可以更轻松地识别布局偏移。此外，您还可以使用 debugger 语句更轻松地逐步完成布局偏移。

new PerformanceObserver((entryList) => {
  for (const entry of entryList.getEntries()) {
    if (!entry.hadRecentInput) {
      cls += entry.value;
      debugger;
      console.log('Current CLS value:', cls, entry);
    }
  }
}).observe({type: 'layout-shift', buffered: true});

最后，对于在开发过程中不可重现的布局问题，请考虑将 Layout Instability API 与您选择的前端日志记录工具结合使用，以收集有关这些问题的更多信息。请参阅有关如何跟踪网页上移位幅度最大的元素的代码示例。