HTML5 `Layout Instability API`：检测并量化布局偏移 (CLS) 指标

好的，咱们来聊聊这个有点拗口的“HTML5 Layout Instability API”，以及它背后的“CLS”指标。说实话，第一次听到这些专业术语，我也有点懵，感觉像在听外星语。但别怕，咱们把它掰开了揉碎了，保证你听完之后，也能对着浏览器指点江山，说一句“CLS？小样，我还治不了你！”

布局偏移：一场网页上的“捉迷藏”

想象一下，你正津津有味地浏览一个新闻网站，准备认真阅读一篇关于“猫咪迷惑行为大赏”的文章。你刚找到第一段，正准备聚精会神地啃下去，突然！“砰”的一声，网页上的内容像得了帕金森一样抖了一下，你辛辛苦苦找到的那一段文字，瞬间消失得无影无踪，取而代之的是一个巨大的广告横幅，或者是一张不知从哪儿冒出来的图片。

是不是很熟悉？这种网页内容突然位移的现象，就是我们今天要说的“布局偏移”。它就像网页上玩的一场“捉迷藏”，用户还没反应过来，内容就偷偷溜走了。

这种体验有多糟糕呢？简直就像在吃一顿美味的火锅，正夹起一块肥牛，结果筷子一抖，肥牛掉进了汤里，捞都捞不着！或者更惨，你正全神贯注地填写一个在线表格，眼看就要提交了，突然页面一跳，所有数据清空，让你欲哭无泪。

CLS：量化“网页捉迷藏”的罪魁祸首

为了衡量这种“捉迷藏”行为的严重程度，Google的大佬们提出了一个指标，叫做“Cumulative Layout Shift”，简称CLS。你可以把它理解为“累计布局偏移分数”。这个分数越高，说明网页上的“捉迷藏”玩得越频繁、越剧烈，用户体验也就越差。

CLS的计算方式稍微有点复杂，但我们可以简单理解为：它会记录每次布局偏移的“影响分数”和“距离分数”，然后把这些分数累加起来。

影响分数 (Impact Fraction)： 指的是布局偏移影响的屏幕面积比例。如果一个元素移动得越厉害，占据的屏幕面积越大，那么它的影响分数就越高。
距离分数 (Distance Fraction)： 指的是元素移动的距离占屏幕最大可能距离的比例。如果一个元素从屏幕的左上角直接跳到右下角，那它的距离分数肯定很高。

举个例子：

假设一个网页上有一个按钮，本来老老实实地待在屏幕的左下角。结果，页面加载到一半的时候，它突然“嗖”的一下跳到了右上角。这个按钮移动的距离很长，而且占据了一定的屏幕面积，所以它的CLS分数就会很高。

相反，如果只是页面上的一小段文字，稍微向下移动了一点点，那么它的CLS分数就会很低，对用户体验的影响也相对较小。

HTML5 Layout Instability API：CLS的“侦察兵”

现在问题来了，我们怎么才能知道网页上的CLS分数呢？难道要人工拿着尺子去量，然后自己手动计算吗？当然不用！HTML5 提供了 Layout Instability API，就像一个专业的“侦察兵”，专门用来监听和报告网页上的布局偏移情况。

这个API的核心是一个叫做 LayoutShiftObserver 的对象。我们可以创建一个 LayoutShiftObserver 对象，然后让它观察整个文档或者某个特定的元素。一旦有布局偏移发生，LayoutShiftObserver 就会收到通知，并提供详细的信息，包括：

发生偏移的元素
偏移发生的时间
偏移的类型（例如，插入新元素、调整大小等）
偏移的影响分数和距离分数

有了这些信息，我们就可以轻松地计算出CLS分数，并找出导致布局偏移的罪魁祸首。

如何使用Layout Instability API？

别担心，使用Layout Instability API 并没有想象中那么难。下面是一个简单的例子：

const observer = new PerformanceObserver((list) => {
  list.getEntries().forEach(entry => {
    // 过滤掉预期内的布局偏移，例如用户点击按钮导致的偏移
    if (!entry.hadRecentInput) {
      console.log('发现布局偏移：', entry);
      // 在这里可以把entry的信息发送到服务器，进行分析和优化
    }
  });
});

observer.observe({ type: 'layout-shift', buffered: true });

// 在页面卸载时，停止观察
window.addEventListener('beforeunload', () => {
  observer.disconnect();
});

这段代码做了以下几件事：

创建 PerformanceObserver 对象： PerformanceObserver 是一个通用的API，用来观察各种性能相关的事件。在这里，我们用它来观察 layout-shift 类型的事件。
定义回调函数： 当有布局偏移发生时，PerformanceObserver 会调用我们定义的回调函数。这个回调函数会接收一个 PerformanceObserverEntryList 对象，里面包含了所有布局偏移的信息。
过滤掉预期内的偏移： 有些布局偏移是用户主动触发的，例如用户点击按钮导致页面内容发生变化。这些偏移通常是可以接受的，不需要记录。我们可以通过 entry.hadRecentInput 属性来判断是否是用户主动触发的。
处理布局偏移信息： 在回调函数中，我们可以把布局偏移的信息发送到服务器，进行分析和优化。例如，我们可以统计哪些元素最容易导致布局偏移，或者找出导致布局偏移的代码。
开始观察： 调用 observer.observe() 方法，开始观察 layout-shift 类型的事件。buffered: true 表示即使在 PerformanceObserver 创建之前发生的布局偏移，也会被记录下来。
停止观察： 在页面卸载时，调用 observer.disconnect() 方法，停止观察。这样可以避免内存泄漏。

优化CLS：告别“网页捉迷藏”

知道了CLS是什么，也知道了如何使用Layout Instability API 来检测CLS，接下来就是最关键的一步：优化CLS，让我们的网页告别“捉迷藏”，给用户带来流畅、稳定的体验。

以下是一些常见的优化CLS的方法：

为图片和视频预留空间： 很多时候，布局偏移都是因为图片或视频加载完成之后，突然撑开了页面，导致其他元素被挤下去。为了避免这种情况，我们应该在HTML代码中为图片和视频预留足够的空间，可以使用 width 和 height 属性，或者使用CSS的 aspect-ratio 属性。
```
<img src="cat.jpg" width="640" height="480" alt="可爱的猫咪">
```
或者
```
.cat-image {
  aspect-ratio: 16 / 9; /* 宽高比为16:9 */
  width: 100%;
}
```
避免在现有内容上方插入新内容： 就像我们在文章开头提到的，在用户正在阅读的内容上方插入广告横幅，是最常见的导致布局偏移的原因之一。为了避免这种情况，我们应该尽量避免在现有内容上方插入新内容，或者至少要确保新内容在加载完成之前，已经预留了足够的空间。
谨慎使用动画和过渡效果： 动画和过渡效果可以提升用户体验，但如果使用不当，也可能导致布局偏移。例如，使用 transform: translate() 来移动元素，通常比直接修改 top 和 left 属性更安全，因为 transform 不会触发布局重排。
优化字体加载： 字体加载也可能导致布局偏移。如果网页使用了自定义字体，浏览器需要先下载字体文件，然后才能渲染文本。在字体加载完成之前，浏览器可能会使用备用字体来显示文本，这会导致文本的宽度和高度发生变化，从而导致布局偏移。为了避免这种情况，我们可以使用 font-display 属性来控制字体加载的行为。例如，font-display: swap 表示先使用备用字体显示文本，等字体加载完成后再替换为自定义字体。
使用 loading="lazy" 属性： 对于不在首屏的图片，可以使用 loading="lazy" 属性来实现懒加载。这样可以减少首屏加载的资源数量，提高页面加载速度，同时也可以避免一些不必要的布局偏移。

总结：与CLS的“斗智斗勇”

总而言之，HTML5 Layout Instability API 是一个强大的工具，可以帮助我们检测和量化网页上的布局偏移。通过优化CLS，我们可以提升用户体验，让我们的网页告别“捉迷藏”，给用户带来流畅、稳定的浏览体验。

当然，优化CLS是一个持续的过程，需要我们不断地学习和实践。但只要我们掌握了正确的方法，就能与CLS展开一场“斗智斗勇”的较量，最终赢得胜利！

希望这篇文章能帮助你更好地理解HTML5 Layout Instability API 和 CLS 指标。记住，优化用户体验永远是我们努力的方向！

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