Tag CSS sprites

CSS sprites in de praktijk: Plan België titels

Dit is het eerste deel van een reeks artikels over CSS technieken waarbij sprites op een creatieve manier worden gebruikt om flexibele en performante resultaten te bekomen.

Aan de hand van CSS sprites kan je het aantal requests op een website beperken, door verschillende afbeeldingen in 1 of meerdere afbeeldingen te combineren. Dit heeft een grote impact op de performantie van je website. Als de sprites dan ook nog eens gecached worden, kan dit de rendering van de pagina’s drastisch optimaliseren.

Plan België

Zo hebben we ondermeer gezorgd voor een grondige frontend optimalisatie bij de uitwerking van de Plan België website. Het doel daar, was om het aantal requests tot een minimum beperken, omwille van het grafische karakter van de site. Daarom leek het ons wel een uitdaging om creatief aan de slag te gaan met PNG afbeeldingen en trachten 1 sprite te maken voor alle titels over heel de website.

Flexibele en herbruikbare PNG’s

Doorheen de Plan België website vind je dit soort titels:

Voorbeeld titels op Plan België website

Voorbeeld titels op Plan België website

Zoals je kan zien: verschillende kleuren en variabele breedtes zijn mogelijk.

Analyse en aanpak

Het idee dat we hadden, was om een transparante afbeelding te gebruiken, waarbij we hetgene dat wit moet zijn, wit houden en hetgene ingekleurd moet worden, transparant. Daardoor kunnen we via CSS een achtergrondafbeelding + achtergrondkleur specifiëren.

Om het gewenste effect te krijgen, maken we gebruik van een 24-bit PNG file. De afbeelding omvat tevens een semi-transparant gedeelte, waar een lichtere variant van de kleur doorschijnt (opacity 85%).

(Semi)transparante 24-bit PNG waarbij ter illustratie het transparante gedeelte groen is ingekleurd

(Semi)transparante 24-bit PNG waarbij ter illustratie het transparante gedeelte groen is ingekleurd

De sprite bestaat dus uit twee delen: .bg en .border

De sprite bestaat dus uit twee delen: .bg en .border

Omdat transparante 24-bit PNG files niet ondersteund worden in Internet Explorer 6, opteren we ervoor om in die browser een 8-bit PNG versie te voorzien. Het resultaat in deze browser is een iets ruwere versie, maar omdat bij Plan België het toch ging om een grunge look, vormde dat geen probleem.

De code

HTML
  1. <h2>
  2. <span class="border">Steun Plan</span>
  3. <span class="bg"></span>
  4. </h2>
Er zijn twee extra spans nodig om de styling naar behoren uit te voeren.

CSS
  1. h2 {
  2. position: relative;
  3. font-size: 15px;
  4. height: 32px;
  5. }
Position wordt op relative geplaatst, om een span absoluut te kunnen positioneren t.o.v. de h2. Verder wordt een vaste hoogte bepaald, omdat de children ofwel absoluut gepositioneerd zullen zijn, ofwel een float zullen krijgen.

  1. .bg {
  2. position: absolute;
  3. left: 0;
  4. height: 18px;
  5. padding: 7px 10px 3px;
  6. color: #fff;
  7. background: #0D5F99 url(img/sprite.png) no-repeat 0 0;
  8. }
De .bg class is het gekleurde vlak achter de tekst. Het wordt absoluut gepositioneerd, krijgt een witte tekstkleur, als achtergrond een kleur én een afbeelding (het bovenste deel van de sprite).

De totale hoogte is 18px + 7px (padding-top) + 3px (padding-bottom) = 28px.

  1. .border {
  2. float: left;
  3. margin: 2px 0 0;
  4. height: 28px;
  5. width: 100%;
  6. background: #0D5F99 url(img/sprite.png) no-repeat 0 100%;
  7. }
De .border class krijgt een float: left, alsook de achtergrondkleur en afbeelding (het onderste deel van de sprite). De hoogte wordt ook ingesteld op 28px, maar met een margin-top van 2px, zodat de lijn net onder het tekstvlak wordt getoond.

De breedte van de .border krijgt een waarde van 100%. Hij neemt dus de hele breedte van zijn parent in (dus de h2). Hierdoor zal de titel steeds even breed zijn als de container waarin hij zich bevindt (bvb smalle kolom, volledige pagina breedte, …)

Om een gelijkaardig resultaat te krijgen in IE6 waren nog enkele aanpassingen nodig in de conditional stylesheet.

  1. .bg, .border {
  2. background-image: url(img/sprite_8bit.png);
  3. z-index: 20;
  4. }
  5. .example .border {
  6. position: absolute;
  7. margin-top: 0;
  8. height: 30px;
  9. z-index: 10;
  10. }

Varianten

Op de Plan België website wordt ook een vereenvoudigde versie van deze titels gebruikt, waarbij een grunge lijntje onder de titel staat. Ook hier hanteren we dezelfde techniek.

Voorbeeld van vereenvoudigde PNG titels

Voorbeeld van vereenvoudigde PNG titels

Demo

Voor het gemak heb ik een demo klaargezet.

Voordelen van deze techniek

  • Slechts 1 HTTP request voor de afbeelding
  • Alle kleuren van titels (voor- en achtergrond alsook het semi-transparante gedeelte) kunnen eenvoudig via CSS aangepast worden
  • Geen image replacement technieken nodig
  • Titel zijn horizontaal schaalbaar
  • Je moet geen afzonderlijke images maken voor de verschillende titels of kleuren

Website optimalisatietips: de frontend

Na het optimaliseren van de serverinstellingen is het deze keer de beurt aan de optimalisatietechnieken die je kan toepassen op de frontend, in je HTML, CSS en Javascript.

In het inleidende artikel haalde ik enkele cijfers aan: 80 à 90% van de snelheid van een website wordt bepaald bij het ophalen van de verschillende componenten. Dit ophalen van assets gebeurt aan de hand van HTTP requests.

Achtergrondinformatie

In de RFC 2616 staat het volgende te lezen:

Clients that use persistent connections SHOULD limit the number of simultaneous connections that they maintain to a given server. A single-user client SHOULD NOT maintain more than 2 connections with any server or proxy.

De eerste draft van deze RFC dateert van januari 1997 en toen was die connectielimiet nog te verantwoorden, omdat breedbandconnecties toen heel zeldzaam waren.

To find a decent balance, IE and Firefox by default restrict users to 6 connections total and 2 connections per host for HTTP 1.1 connections.

Omwille van historische redenen wordt standaard in browsers het aantal simultane connecties naar dezelfde host beperkt tot 2. De geavanceerde browsergebruiker kan die waarden wel aanpassen, maar de modale bezoeker van je website zit dus met die limiet van 2 connecties per host.

Opmerking: Internet Explorer 8 zal de limiet optrekken van 2 naar 6 connecties per host.

Downloaden van componenten

De performantie van je website hangt, zoals je nu al zal doorhebben, grotendeels af van het aantal componenten op de pagina.

Bij een standaard browserinstallatie, downloaden die componenten parallel in groepjes van 2 per hostnaam.

Gelukkig kan je deze beperking omzeilen en dit door de componenten te spreiden over 2 hostnamen. Zo kan je de response time dus halveren.

Je zou hier nog verder in kunnen gaan en bijvoorbeeld 4 of meer hostnames gebruiken, maar omwille van de vertraging die optreedt bij DNS lookups, kan dit dan weer een negatieve impact hebben op de performantie. Het kan in sommige gevallen de server CPU, bandbreedte of aantal simultane connecties belasten.

Volgens onderzoek van Yahoo! is het spreiden van componenten over 2 tot 4 hostnamen ideaal voor performantie.

Verschillende grote sites plaatsen hun statische componenten onder een andere hostname: Yahoo! op yimg.com, Youtube op ytimg.com en Amazon op images-amazon.com. Je hoeft zelfs geen afzonderlijke domeinnaam aan te kopen, het kan evengoed met een subdomein.

Ik haalde de techniek ook al aan in het vorige artikel uit de reeks met optimalisatietips, meerbepaald in de sectie over cookies:

Bij de meeste websites staan de cookies gewoon op de root (/), wat die cookie dan voor elk object zet. Daarom is het aan te raden om je statische content op een aparte domein, of subdomein te plaatsen, waarop dan geen cookies worden geplaatst.

Wij hebben er een gewoonte van gemaakt om de statische content (CSS, Javascript files, afbeeldingen, …) onder een subdomein te plaatsen. Meestal iets als static.example.be.

Minder HTTP Requests

Je kan de performantie van je website dus drastisch verhogen door het aantal HTTP requests tot een minimum te beperken.

In het vorige artikel legde ik uit hoe je via enkele serveraanpassingen componenten kan cachen voor hergebruik… Maar ook op de frontend kan je nog enkele performantie verhogende technieken toepassen.

CSS Sprites

Bij CSS Sprites worden verschillende afbeeldingen gecombineerd in 1 grotere afbeelding. Voorbeelden vind je op verschillende sites, waaronder die van BBC (voorbeeld), Yahoo (voorbeeld), Google (voorbeeld), … Met CSS sprites kan je dus al een groot aantal requests reduceren tot 1 of slechts enkele requests.

Een bijkomend voordeel van CSS sprites is dat de gecombineerde afbeelding, in de meeste gevallen ook kleiner in bestandsgrootte is dan de optelsom van de verschillende afzonderlijke groottes en dit doordat er minder kleurentabellen en formaatinformatie moet opgeslagen worden.

Op complexe websites met een groot kleurenpallet kan je dan opteren om eventueel meerdere sprites te gebruiken.

Zo heeft het ontwikkelingsteam van de BBC website 60 externe afbeeldingen kunnen samenvoegen tot 3 sprites: 1 voor achtergronden, 1 voor kleurverlopen en 1 voor de afgeronde hoekjes.

Combineren van scripts en stylesheets

De meeste websites gebruiken meerdere scripts of stylesheet documenten. Vaak kunnen deze zonder probleem gecombineerd worden: dus alle Javascript files combineren tot 1 script file, en alle CSS files tot 1 stylesheet document. Uitzonderingen zijn natuurlijk de print stylesheet en de stylesheets specifiek voor Internet Explorer (via conditional comments).

Je kan, zoals ons, een onderscheid maken tussen development en productie omgevingen en blijven werken met afzonderlijke files tijdens het ontwikkelen van de website en deze dan op de productieserver samenvoegen, eventueel via een geautomatiseerd server-side script.

Comprimeren van CSS en Javascript files

Je kan HTTP compressie toepassen op serverniveau, om bestandsgroottes in realtime te verkleinen, maar je kan je ook baseren op minifying. Hierbij worden onnodige karakters uit de files verwijderd. Het gaat dan om commentaarregels, spaties, tabinsprongen, newlines, … Het resultaat is een compactere (maar minder leesbare) file. Ideaal dus voor productieomgevingen.

Obfuscation gaat als techniek nog verder, waarbij het moeilijker wordt om de source files correct te interpreteren. Het vervangt functienamen en variabelen door kortere karakters (a, b, c, …). Deze compressiemethode kan echter ook bugs in je code introduceren. Wees dus voorzichtig bij gebruik.

Enkele populaire tools om je code te minimaliseren zijn: JSMin en onze persoonlijke favoriet, YUICompressor.

Onze methodiek bij Javascript files is: de namen van variabelen en functies zo compact mogelijk te houden en dan de verschillende files via een PHP script samen te voegen, om daarna te comprimeren (via de minify techniek) en dan via HTTP compressie in de browser te bezorgen.

Gemiddeld kan je met de minify techniek op de bestandsgrootte zo’n 20% besparen. Als je het combineert met HTTP compressie kan je er vaak nog eens een extra 5% van krijgen.

CSS optimalisatie

We kennen ondertussen allemaal het belang van CSS. Maar toch kan je ook met CSS nog de mist in gaan. Vooral bij grotere sites is het soms moeilijk om het aantal CSS regels beperkt te houden. Vandaar deze quote van Nate Koechley:

We spend a lot of time on familiarizing ourselves with all the properties and values of CSS, but the power of professional CSS lies in choosing the right selectors.

Het komt er dus op neer om je CSS compact te houden, ondermeer door het kiezen van de juiste selectors.

Je kan je CSS ook optimaliseren door:

  • Geen te lange namen te kiezen bij je ids en classes
  • Shorthand CSS properties toepassen
  • Modulaire aanpak volgen en groeperen van gemeenschappelijke kenmerken

Gebruik geen @import

Ondanks het gemak van het importeren van CSS via @import, is het ten stelligste af te raden. Zelfs al staat de @import regel helemaal bovenaan de HTML pagina, dan nog zullen die files pas als allerlaatste ingeladen worden. Het verhindert dus de vlotte rendering van de website.

Het laden van de externe CSS files gebeurt best via de <link> tag in de head van het document.

Javascript: plaats je externe scripttags niet in de head

In tegenstelling tot externe CSS files, plaats je scripts best onderaan de pagina. Vele developers doen dit net in de head van het HTML document, maar dat heeft een negatieve inpact op de performantie.

Tijdens het laden van zo’n script wordt namelijk het downloaden in parallel tijdelijk geblokkeerd. De reden hiervoor is dat het script document.write kan bevatten, waardoor de structuur van de HTML nog voor het renderen kan wijzigen.

Een andere reden voor dit gedrag is omdat browsers willen vermijden dat het ene script onbedoeld voor het andere wordt geladen. Hierdoor zouden Javascript errors kunnen optreden, wanneer de ene file afhankelijk is van de andere.

Tijdens het downloaden van Javascript files, worden er dus geen andere componenten gedownload… Als je wil dat de website snel wordt weergegeven, dan plaats je dus best Javascript files onderaan de pagina.

Deferred scripts

Je zou eventueel het attribuut defer kunnen toevoegen aan je script in de head, waarmee je aangeeft dat die file geen document.write zal bevatten, maar helaas werkt dat niet in Firefox en dus eigenlijk is dat geen optie.

Preloading

Door te preloaden kan je optimaal gebruik maken van de tijd nadat de browser alle huidige componenten heeft ingeladen, om nieuwe te downloaden, die je misschien nodig hebt op volgende pagina’s.

We onderscheiden 3 scenario’s waarin je assets kan preloaden:

  1. Unconditional preload:

    In dit geval worden de assets altijd ingeladen wanneer je bepaalde een pagina bezoekt. Een goed voorbeeld hiervan is de homepage van Google. Hierop downloaden ze de sprite met de afbeeldingen voor de resultaten pagina van zodra de homepage klaar is met laden (onLoad event). Wanneer de gebruikers dus iets zoekt en op de resultatenpagina terecht komt, dan zit de sprite al in de browsercache.

  2. Conditional preload:

    Hier start je het downloaden van sommige componenten of scripts van zodra de gebruiker bepaalde controls of widgets begint te gebruiken. Voorbeelden hiervan vind je op de Yahoo! homepage.

  3. Anticipated preload:

    Bij het redesignen van een website kan je een tijdje op voorhand de stylesheets, scripts of afbeeldingen van het nieuwe design laten downloaden. Wanneer de nieuwe site dan gelanceerd wordt, blijft hij toch snel presteren, omdat de componenten in de browsercache van de trouwe bezoekers zullen zitten.

En verder

Tot zover dus de theorie. In het volgende artikel ga ik met concrete voorbeelden en cijfers aantonen hoeveel voordeel je kan halen uit caching, het beperken van het aantal HTTP requests, de CSS en Javascript technieken, … En vooral met welke tools je de performantie kan meten, om zelf ook aan de slag te gaan. Stay tuned!