Jens Oliver Meiert

70% Wiederholung in Stylesheets: Wie wir bei der Optimierung von CSS scheitern

Artikel vom 18. Juli 2017. ISSN 1614-3124, #53.

Quizfrage: Wieviele Deklarationen verwenden Sie in Ihren Stylesheets, wieviele davon sind einmalig, und was bedeutet das?

Hintergrund. In 2008 habe ich mal argumentiert, dass jede Deklaration nur einmal zu verwenden eine Schlüsselrolle dabei einnimmt, Stylesheets »DRY« zu machen (das funktioniert, weil das Vermeiden von Deklarationswiederholung üblicherweise effektiver als das Vermeiden von Selektorenwiederholung ist – Deklarationen sind oftmals länger). Ich habe später den Verdacht geäußert, dass die vehemente Nachfrage nach Variablen informierter und zivilisierter gewesen wäre, hätten wir uns Stylesheet-Optimierung einmal richtig angenommen. Was ich bisher nicht gemacht hatte, ist es, Daten zu sammeln, die zeigen, wie groß das Problem wirklich ist. Das habe ich in den letzten Wochen nachgeholt.

In einem Google-Spreadsheet habe ich die Top 200 der Moz Top 500 gesammelt und weitere 20 Websites aus dem Bereich Webentwicklung zum Vergleich hinzugefügt. (Aus Neugier habe ich auch 3 meiner eigener Sites ausgewählt.) Ich habe dann das äußerst hilfreiche »CSS Stats«-Werkzeug genommen, um die Gesamtzahl an CSS-Deklarationen sowie die Anzahl einmaliger Deklarationen zu messen, und Verhältnisse sowie Durchschnitte zu berechnen: Dies alles wird in besagtem Spreadsheet ersichtlich.

Nur ein Screenshot.

Abbildung: Eine Tabelle voller Daten.

Eine Anmerkung zu den Proben: Ich habe die der Moz-Top-Websites entfernt, die Duplikate, Einseiter, Weiterleitungen und Platzhalter waren (wie internationale Google-Homepages, sedoparking.com, blogspot.com, youtu.be, goo.gl, bit.ly &c. pp.), sowie die, die CSS Stats über Validierungsprobleme entgleisen ließen (wovon es soviele Fälle gab, dass ich aufhörte, entsprechende Sites zu zählen – validieren Sie, denn Validierung ist Teil unseres Handwerks). Ich habe über die jeweils nächsten verfügbaren Websites aufgestockt, und daran, dass wir bis zu Website #321 in der Moz-Liste kommen, erkennen wir, dass so einige Websites ausgeklammert werden mussten. Obwohl ich dann einige Tests durchgeführt habe, um sicherzustellen, dass CSS Stats korrekt zählt, kann es sein, dass Validierungsprobleme dennoch mal die Zahlen verzerren (so geschehen mit Technorati, die ich daraufhin entfernte); ich akzeptiere, dass dies vielleicht mehr Websites betrifft, da entsprechend niedrigere Deklarationsstände die betroffenen Websites bevorteilen und nicht bestrafen (weniger Wiederholungen als tatsächlich vorliegend), und dem Kernpunkt des Artikels damit nicht widersprechen.

Eine Nebenbemerkung: Etwa 37% der Websites in der Probe sind immer noch auf http, inklusive vieler kommerzieller Websites. (Beim Zusammenstellen der Liste fiel mir auf, dass interessanterweise keine der populären chinesischen Sites über https verfügbar waren.) Das Aktivieren von https ist so einfach geworden, dass es noch nicht einmal für uns mit kleinen Websites eine Entschuldigung gibt, nicht umzustellen, geschweige denn für die, die einige der frequentiertesten Websites auf diesem Planeten betreiben. Wir sollten mehr verschlüsseln: Let’s encrypt.

Inhalt

  1. Ein bisschen Theorie
  2. Ein paar Zahlen
  3. Ein wenig Urteilen
  4. Anhang
    1. Beispiel
    2. FAQ

Ein bisschen Theorie

Bevor wir die Zahlen auseinandernehmen wollen wir kurz festhalten, was man als gute CSS-Entwicklungspraxis ansehen kann:

Was ist denn ein vernünftiger Grad an Wiederholung? Aus meiner Erfahrung etwa 10–20%; anders ausgedrückt sollten 80–90% eines Stylesheets aus einmaligen Deklarationen bestehen. Die Realität sieht aber nun deutlich anders aus, und hier kommen wir zu den 70%.

Ein paar Zahlen

Die wichtigste Beobachtung zuerst: Nach unserer 220-Websites-Probe beträgt die durchschnittliche Zahl von Deklarationen pro getesteter Website 6.121; die durchschnittliche Zahl einmaliger Deklarationen 1.698; und das Durchschnittsverhältnis von einmaligen zu allen Deklarationen 0,28 (Median 0,34), was bedeutet, dass 72% der Deklarationen des durchschnittlichen Stylesheets aus Wiederholung bestehen (ich habe in der Überschrift abgerundet). Das ist nach dem, was wir gerade festgehalten haben, 3,5–7 mal soviel Wiederholung, als wir wirklich haben wollen (und brauchen).

Weitere Zahlen und Interpretationen, bevor wir weiter über DRY in CSS sprechen.

Ein wenig Urteilen

Das Fazit ist das, zu dem wir alle vermutlich gekommen sind: Wir wiederholen uns zuviel in CSS.

Auch wenn es absolut und ganz realistisch möglich ist, Deklarationswiederholung auf 10–20% zu beschränken, liegt diese in der Realität bei 72% (Median 66%).

Das sind schlechte Nachrichten.

Das sind schlechte Nachrichten zum einen, weil dieses Übermaß an Wiederholung die Definition von schlechtem Code bedeutet. CSS mit soviel Wiederholung, soviel »Fett«, ist langsam. CSS mit soviel Wiederholung ist dazu teuer: Es ist teuer zu schreiben und es ist besonders teuer zu warten (nicht mal Variablen können denen noch helfen, die im Durchschnitt jede Deklaration zehnmal verwenden, wie Engadget und TED).

Das sind schlechte Nachrichten zum anderen, weil diese Wiederholung zeigt, wie wenig Aufmerksamkeit wir der Optimierung von Stylesheets für die Produktion widmen. Sie deutet darauf hin, dass uns manche unserer Quellen im Stich lassen, dass sie das Falsche predigen oder den falschen Weg voranschreiten (das ist etwas, dass sich die »Anti-Pattern«-Fraktion einmal ansehen sollte). Sie scheint uns bezirzt zu haben, anders zu priorisieren, was wir am meisten in den CSS-Spezifikationen brauchen (cf., nochmal, Variablen und Konstanten, die nie in der Spec sein mussten).

Das führt uns zu zwei Dingen, die wir jetzt tun können:

  1. Individuell und kollektiv sollten wir uns mehr darauf konzentrieren, unsere Stylesheets zu optimieren – und zu »trocknen«. Das schließt ausdrücklich allen finalen Produktionscode ein. Wir sollten uns nicht wiederholen; wir sollten prüfen, Deklarationen nur einmal zu verwenden, solange wir nicht statt dessen Selektoren exzessiv wiederholen (die Regel hat ihre Grenzen).

    Wenn hier aber eine Sache fehlt, etwas, das ich auch im Originalbeitrag zu DRY CSS nur angekratzt habe, dann ist es, dass das einmalige Verwenden von Deklarationen eine andere Art bedeutet, mit Stylesheets zu arbeiten. Ich habe dies hier vernachlässigt, da es erstmal darum geht, was CSS DRY machen kann, nicht wie der Prozess am besten erfolgt, aber es ist etwas, was deutlich wird, wenn wir uns die gemachten Punkte zu Herzen nehmen. Ich arbeite an einem Folgebeitrag dazu, wie das einmalige Verwenden von Deklarationen in der Praxis genau aussieht und was die Implikationen sind, und ich wünsche mir, dass wir uns dies alle gemeinsam einmal näher ansehen.

    Eine andere Sache, die es nach unserer Analyse wert ist, zu prüfen, ist wie verschieden genau die Stylesheets sind, die 10–20% anstatt 70% Deklarationswiederholung betreiben, und wieviel besser sie sich schlagen, denn manche der Gewinne werden durch häufigere Selektorenwiederholung wieder abgeschenkt. (Dieser Verlust ist oftmals klein, aber nicht immer, und deshalb brauchen wir hier weitere Untersuchungen.)

  2. Wir sollten mehr auf die achten, die an den wirklich großen Websites arbeiten und dabei gute Code-Qualität erzielen. Die Arbeit von »Forschungsentwicklern« hat im Gegensatz zu der von Entwicklern, die Code für den Produktionsalltag erstellen, schon immer glitzernder und toller angemutet und wird auch weiterhin mehr Aufmerksamkeit erzielen, aber wir können davon wenig lernen, wenn es um qualitativ hochwertigen Code für die Produktion geht. (Hier liegt entsprechend ein großer Nachteil, den wir um »Developer Relations«-Teams beobachten. Diese sind selten die, die die Infrastruktur ihrer Unternehmen am Laufen halten.) Qualitativ hochwertiger Produktions-Code auf großen, komplexen Websites ist für Entscheidungen oft nützlicher als das meiste, was gerade vom Reißbrett kam.

Es gibt wesentlich mehr auszuführen und einzugrenzen – die »Antwort« zu allem hier liegt irgendwo in der Mitte – aber die grundlegenden Ideen sollten klar sein. Wenn Sie einen Blick auf andere Aspekte hochwertiger Webentwicklung werfen wollen, finden Sie im Archiv eine Vielzahl von deutschen und englischen Beiträgen (regelmäßig überarbeitet), und wenn Sie eines meiner kurzen Bücher über Webentwicklung lesen wollen, glaube ich, dass The Little Book of HTML/CSS Frameworks eine gute Perspektive auf maßgeschneiderte Webentwicklung gibt und warum wenn wir etwas Exzellentes wollen, wir es – die Expertise und Ressourcen vorausgesetzt – am besten selbst machen; wir, das schließt hier unsere Firma und unser Team ein, da nur wir, und nicht Dritte, wissen, was wir genau brauchen.

Bevor das noch untergeht: Deklarationen wollen alphabetisch sortiert werden.

Anhang

Beispiel

Ich möchte hier nicht lapidar und selbstverliebt auf meine Projekt-Stylesheets hinweisen um zu betonen, dass DRY dort funktioniert, sondern vielmehr einen weit komplexeren Fall aus der genommenen Probe herausfischen, um daran eine Post- beziehungsweise Nachoptimierung durchzuführen. Ich habe dafür Yandex gewählt (irgendwann im April – die Zahlen haben sich seitdem leicht verändert).

Hier sind die Dateien und Daten, die zeigen, was ich gemacht habe, nämlich die Stylesheets grob zu formatieren und sie dann zu trocknen (aber sonst nicht noch zu auditieren und weiter zu optimieren). Die Ergebnisse sind interessant, weil sie die vorher angedeutete Beschränktheit ausschließlichen Fokus auf Deklarationsvermeidung verdeutlichen:

Datei Gesamt Einmalig Ratio Größe (Bytes)
Yandex Original 5.443 1.921 0,35 201.410
Yandex Original, formatiert 5.443 1.921 0,35 234.792
Yandex halb-DRY, formatiert ? 1.914 ? ?
Yandex DRY, formatiert 2.083 1.914 0,92 237.033
Yandex DRY 2.083 1.914 0,92 220.513

Hinterfragen und prüfen Sie diese Angaben bitte, nebst dem, was man über die jeweiligen Entwicklungsstile sagen kann; in der Zwischenzeit halten wir fest:

FAQ

Während der Lektorierung dieses Artikels kamen einige Fragen auf, die wichtige Punkte betreffen und die ich nochmal ergänzend beantworten möchte. Je nach weiterer Rückmeldung füge ich zusätzliche Fragen und Antworten hinzu.

Skaliert dies bei größeren Websites, insbesondere, wenn Styles über mehrere Dateien verteilt sind?

Je größer die Website, desto mehr Wiederholung liegt vor, das sieht mir nach einer zutreffenden Aussage aus. Ihr sollte aber auch durch die Idee Rechnung getragen werden, dass 10–20% Wiederholung okay sind. Auf kleinen Websites sind 0–5% machbar. Wenn es darum geht, ob das Prinzip auch bei großen Websites greift, ja, absolut. Das Yandex-Beispiel sollte als Indiz gelten; was separate Dateien anbelangt, kann man immer darauf abzielen, die entsprechenden Dateien selbst erstmal DRY zu halten.

Was ist mit Mixins oder anderen Techniken, die die Wiederholung von Deklarationen begünstigen?

Mixins stellen einen Sonderfall dar, weil sie sicherlich nützlich sind, aber genau die Automatisierung (Kompilierung), die sie so bequem macht, im Weg steht, Wiederholung zu vermeiden. Dies ist ein Problem, für das ich noch keine gute Antwort parat habe.

Ergibt es aus Wartungssicht Sinn, Wiederholungen zu vermeiden, wenn Deklarationen nur zufällig dieselben sind?

Ja, weil gemäß der Idee des Maßschneiderns nur die Gegenwart zählt. Wenn Deklarationen also identisch sind, dann sollten sie idealerweise nicht dupliziert werden. Meiner Ansicht nach sollte hier einfach und pragmatisch verfahren werden.

Wie betrifft zum Beispiel das Verschieben einer Breiten- von ihrer Höhendeklaration Wartbar- und Lesbarkeit?

Das kann ein bisschen blöde sein – beides mag also leiden –, aber zwei Dinge schwächen den Effekt ab: Zum einen die Freiheit, Wiederholungsvermeidung auf Abschnitte zu beschränken (was von den 10–20% »erlaubbarer« Wiederholung abgedeckt wird), zum anderen die Beobachtung, dass dies normalerweise nur eine Einschränkung »allgemeiner« Deklarationen bedeutet, da spezifische Seitenelemente oftmals so besonders sind, dass ihre Deklarationen oft trotz Vermeidung von Wiederholung zusammenbleiben. Ich bin geneigt als dritten Punkt anzuführen, dass deklarationstrockenes CSS eher eine großartige Gelegenheit an sich darstellt, Elemente zu konsolidieren, so dass was erst wie eine unbequeme Trennung anmutet dann doch zu strukturellen Verbesserungen und weiteren Optimierungsmöglichkeiten führt.

Was ist mit Wiederholung aufgrund von browser-spezifischen Erweiterungen?

Browser-spezifische Erweiterungen (eigentlich, aber mein Deutsch hakt manchmal: anbieterspezifische Erweiterungen) sind relevant für die Verwaltung von Stylesheets – Erweiterungen, die nicht mehr benötigt werden, sollten regelmäßig beseitigt werden –, aber nicht für das DRY-Halten von CSS, da solche Deklarationen de facto unterschiedlich sind. -webkit-transition ist nicht dasselbe wie transition.

Warum wird »Atomic CSS« (oder x) nicht erwähnt?

Warum sollte es? (Bitte schicken Sie mir gerne eine Nachricht.) Atomic CSS wird hier beispielsweise nicht erwähnt, weil es nicht »die« Lösung zu den verschiedenen dargestellten Problemen ist. Vielleicht ist es noch nicht einmal eine Lösung: Atomic-CSS-Stylesheets scheinen zwar deklarationstrockener als andere zu sein, aber nicht in dem Maße, bei dem wir überzeugt sein können, dass das alles ist, was es zu DRY CSS zu sagen gibt – oder zu CSS-Optimierung allgemein. Dazu kommt, dass Atomic CSS einige der grundlegenden Prinzipien für Wartbarkeit ebenso wie für HTML verletzt; auch wenn diese Prinzipien das traditionelle Paradigma der Webentwicklung repräsentieren, stellen sie dennoch einen validen Blickwinkel darauf dar, wie Websites entwickelt werden sollten, und damit einen, der sauber abgehandelt und von dem nicht gleich wieder abgelenkt werden sollte.

❧ Die drei Hauptpunkte dieses langen Artikels noch einmal zusammengefasst: Wir wiederholen uns zu oft in CSS; Deklarationen nur einmal zu verwenden ist oftmals eine robuste Möglichkeit, Wiederholung zu verringern; zusammen müssen wir uns mehr auf CSS-Optimierung konzentrieren. Dieser Fokus ist in der Tat kritisch: Wir haben es mit schwierigen Problemen zu tun, für die ich Vorschläge anbiete, aber wir, Plural, müssen unsere Köpfe dazu schon nochmal zusammenstecken, um zu sehen, was unser Feld hier im Allgemeinen und CSS-Optimierung im Speziellen voranbringt.

Über den Autor

Jens Oliver Meiert, Foto vom 27. Juli 2015.

Jens Oliver Meiert ist ein Entwickler (O’Reilly, W3C, ex-Google) und Philosoph. Er experimentiert mit Kunst und Abenteuer. Hier auf meiert.com teilt und verallgemeinert und übertreibt er einige seiner Gedanken und Erfahrungen.

Mehr Jens gibt es im Archiv und bei Amazon. Wenn Sie eine Frage oder ein Anliegen (oder eine Empfehlung) zu dem haben, was er schreibt, senden Sie gerne jederzeit eine Nachricht.

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Stand: 18. Juli 2017

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