網頁性能管理:重繪和重排

網頁生成的過程

要理解網頁性能為什么不好,就要了解網頁是怎么生成的。

網頁的生成過程,大致可以分成五步:
1.HTML代碼轉化成DOM
2.CSS代碼轉化成CSSOMCSS Object Model)。
3.結合DOMCSSOM,生成一棵渲染樹(包含每個節點的視覺信息)。
4.生成布局(layout),即將所有渲染樹的所有節點進行平面合成。
5.將布局繪制(paint)在屏幕上。

"生成布局"(flow)和"繪制"(paint)這兩步,合稱為"渲染"(render)。

重排和重繪

網頁生成的時候,至少會渲染一次。用戶訪問的過程中,還會不斷重新渲染。

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

需要注意的是,重繪不一定需要重排重排必然導致重繪

對于性能的影響

提高網頁性能,就是要降低"重排"和"重繪"的頻率和成本,盡量少觸發重新渲染。

DOM變動和樣式變動,都會觸發重新渲染。但是,瀏覽器已經很智能了,會盡量把所有的變動集中在一起,排成一個隊列,然后一次性執行,盡量避免多次重新渲染。

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

上面代碼中,div元素有兩個樣式變動,但是瀏覽器只會觸發一次重排和重繪。

如果寫得不好,就會觸發兩次重排和重繪。

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

上面代碼對div元素設置背景色以后,第二行要求瀏覽器給出該元素的位置,所以瀏覽器不得不立即重排。

一般來說,樣式的寫操作之后,如果有下面這些屬性的讀操作,都會引發瀏覽器立即重新渲染。

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

所以,從性能角度考慮,盡量不要把讀操作和寫操作,放在一個語句里面。

// 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";

一般的規則是:

  • 樣式表越簡單,重排和重繪就越快。
  • 重排和重繪的DOM元素層級越高,成本就越高。
  • table元素的重排和重繪成本,要高于div元素。

重排何時發生

  • 添加或者刪除可見的DOM元素。
  • 元素位置改變。
  • 元素尺寸改變。
  • 元素內容改變(例如:一個文本被另一個不同尺寸的圖片替代)。
  • 頁面渲染初始化(這個無法避免)。
  • 瀏覽器窗口尺寸改變。

最小化重繪和重排

  • DOM的多個讀操作(或多個寫操作),應該放在一起。不要兩個讀操作之間,加入一個寫操作。

  • 如果某個樣式是通過重排得到的,那么最好緩存結果。避免下一次用到的時候,瀏覽器又要重排。

  • 不要一條條地改變樣式,而要通過改變class,或者csstext屬性,一次性地改變樣式。

// 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;";
  • 盡量使用離線DOM,而不是真實的網面DOM,來改變元素樣式。比如,操作Document Fragment對象,完成后再把這個對象加入DOM。再比如,使用 cloneNode()方法,在克隆的節點上進行操作,然后再用克隆的節點替換原始節點。
<ul id='fruit'>
    <li> apple </li> 
    <li> orange </li>
</ul>

如果代碼中要添加內容為peachwatermelon兩個選項,你會怎么做?

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);

很容易想到如上代碼,但是很顯然,重排了兩次,怎么破?
前面我們說了,隱藏的元素不在渲染樹中,太棒了,我們可以先把idfruitul元素隱藏(display=none),然后添加li元素,最后再顯示,但是實際操作中可能會出現閃動,原因這也很容易理解。

這時,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);

文檔片段是個輕量級的document對象,它的設計初衷就是為了完成這類任務——更新和移動節點。文檔片段的一個便利的語法特性是當你附加一個片斷到節點時,實際上被添加的是該片斷的子節點,而不是片斷本身。只觸發了一次重排,而且只訪問了一次實時的DOM

  • 先將元素設為display: none(需要1次重排和重繪),然后對這個節點進行100次操作,最后再恢復顯示(需要1次重排和重繪)。這樣一來,你就用兩次重新渲染,取代了可能高達100次的重新渲染。

  • position屬性為absolutefixed的元素,重排的開銷會比較小,因為不用考慮它對其他元素的影響。

  • 只在必要的時候,才將元素的display屬性為可見,因為不可見的元素不影響重排和重繪。另外,visibility : hidden的元素只對重繪有影響,不影響重排。

  • 使用虛擬DOM的腳本庫,比如React等。

  • 使用window.requestAnimationFrame()window.requestIdleCallback()這兩個方法調節重新渲染.

參考文檔:
高性能JavaScript 重排與重繪
網頁性能管理詳解

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