网页性能管理：重绘和重排

2017-08-18 本文已影响108人葶寳寳

网页生成的过程

要理解网页性能为什么不好，就要了解网页是怎么生成的。

网页的生成过程，大致可以分成五步：
1.HTML代码转化成DOM。
2.CSS代码转化成CSSOM（CSS Object Model）。
3.结合DOM和CSSOM，生成一棵渲染树（包含每个节点的视觉信息）。
4.生成布局（layout），即将所有渲染树的所有节点进行平面合成。
5.将布局绘制（paint）在屏幕上。

"生成布局"（flow）和"绘制"（paint）这两步，合称为"渲染"（render）。

重排和重绘

网页生成的时候，至少会渲染一次。用户访问的过程中，还会不断重新渲染。

重新渲染，就需要重新生成布局和重新绘制。前者叫做重排（reflow），后者叫做重绘（repaint）。

需要注意的是，重绘不一定需要重排，重排必然导致重绘。

对于性能的影响

提高网页性能，就是要降低"重排"和"重绘"的频率和成本，尽量少触发重新渲染。

DOM变动和样式变动，都会触发重新渲染。但是，浏览器已经很智能了，会尽量把所有的变动集中在一起，排成一个队列，然后一次性执行，尽量避免多次重新渲染。

div.style.color = 'blue';
div.style.marginTop = '30px';

上面代码中，div元素有两个样式变动，但是浏览器只会触发一次重排和重绘。

如果写得不好，就会触发两次重排和重绘。

div.style.color = 'blue';
var margin = parseInt(div.style.marginTop);
div.style.marginTop = (margin + 10) + 'px';

上面代码对div元素设置背景色以后，第二行要求浏览器给出该元素的位置，所以浏览器不得不立即重排。

一般来说，样式的写操作之后，如果有下面这些属性的读操作，都会引发浏览器立即重新渲染。

offsetTop/offsetLeft/offsetWidth/offsetHeight
scrollTop/scrollLeft/scrollWidth/scrollHeight
clientTop/clientLeft/clientWidth/clientHeight
getComputedStyle()

所以，从性能角度考虑，尽量不要把读操作和写操作，放在一个语句里面。

// bad
div.style.left = div.offsetLeft + 10 + "px";
div.style.top = div.offsetTop + 10 + "px";

// good
var left = div.offsetLeft;
var top  = div.offsetTop;
div.style.left = left + 10 + "px";
div.style.top = top + 10 + "px";

一般的规则是：

样式表越简单，重排和重绘就越快。
重排和重绘的DOM元素层级越高，成本就越高。
table元素的重排和重绘成本，要高于div元素。

重排何时发生

添加或者删除可见的DOM元素。
元素位置改变。
元素尺寸改变。
元素内容改变（例如：一个文本被另一个不同尺寸的图片替代）。
页面渲染初始化（这个无法避免）。
浏览器窗口尺寸改变。

最小化重绘和重排

DOM的多个读操作（或多个写操作），应该放在一起。不要两个读操作之间，加入一个写操作。
如果某个样式是通过重排得到的，那么最好缓存结果。避免下一次用到的时候，浏览器又要重排。
不要一条条地改变样式，而要通过改变class，或者csstext属性，一次性地改变样式。

// bad
var left = 10;
var top = 10;
el.style.left = left + "px";
el.style.top  = top  + "px";

// good 
el.className += " theclassname";

// good
el.style.cssText += "; left: " + left + "px; top: " + top + "px;";

尽量使用离线DOM，而不是真实的网面DOM，来改变元素样式。比如，操作Document Fragment对象，完成后再把这个对象加入DOM。再比如，使用 cloneNode()方法，在克隆的节点上进行操作，然后再用克隆的节点替换原始节点。

<ul id='fruit'>
    <li> apple </li> 
    <li> orange </li>
</ul>

如果代码中要添加内容为peach、watermelon两个选项，你会怎么做？

let lis = document.getElementById('fruit');
let li=document.createElement('li');
li.innerHTML='apple';
lis.appendChild(li);

let li = document.createElement('li');
li.innerHTML = 'watermelon';
lis.appendChild(li);

很容易想到如上代码，但是很显然，重排了两次，怎么破？
前面我们说了，隐藏的元素不在渲染树中，太棒了，我们可以先把id为fruit的ul元素隐藏（display=none)，然后添加li元素，最后再显示，但是实际操作中可能会出现闪动，原因这也很容易理解。

这时，fragment元素就有了用武之地了。

let fragment = document.createDocumentFragment();

let li = document.createElement('li');
li.innerHTML = 'apple';
fragment.appendChild(li);

let li = document.createElement('li');
li.innerHTML = 'watermelon';
fragment.appendChild(li);

document.getElementById('fruit').appendChild(fragment);

文档片段是个轻量级的document对象，它的设计初衷就是为了完成这类任务——更新和移动节点。文档片段的一个便利的语法特性是当你附加一个片断到节点时，实际上被添加的是该片断的子节点，而不是片断本身。只触发了一次重排，而且只访问了一次实时的DOM。

先将元素设为display: none（需要1次重排和重绘），然后对这个节点进行100次操作，最后再恢复显示（需要1次重排和重绘）。这样一来，你就用两次重新渲染，取代了可能高达100次的重新渲染。
position属性为absolute或fixed的元素，重排的开销会比较小，因为不用考虑它对其他元素的影响。
只在必要的时候，才将元素的display属性为可见，因为不可见的元素不影响重排和重绘。另外，visibility : hidden的元素只对重绘有影响，不影响重排。
使用虚拟DOM的脚本库，比如React等。
使用window.requestAnimationFrame()、window.requestIdleCallback()这两个方法调节重新渲染.

参考文档：
高性能JavaScript 重排与重绘
 网页性能管理详解