高性能WEB开发：深入理解页面呈现、重绘、回流

时间：2021-02-24 23:26:10
　　在讨论页面重绘、回流之前。需要对页面的呈现流程有些了解，页面是怎么把html结合css等显示到浏览器上的，下面的流程图显示了浏览器对页面的呈现的处理流程。可能不同的浏览器略微会有些不同。但基本上都是类似的。
 
页面呈现流程：
1、 浏览器把获取到的html代码解析成1个Dom树，html中的每个tag都是Dom树中的1个节点，根节点就是我们常用的document对象(<html> tag)。
dom树就是我们用firebug或者IE Developer Toolbar等工具看到的html结构，里面包含了所有的html tag，包括display:none隐藏，还有用JS动态添加的元素等。 
2、浏览器把所有样式（主要包括css和浏览器的样式设置）解析成样式结构体。
在解析的过程中会去掉浏览器不能识别的样式，比如IE会去掉-moz开头的样式，而firefox会去掉_开头的样式。 
3、dom tree和样式结构体结合后构建呈现渲染树（render tree），render tree有点类似于dom tree，但其实区别有很大，render tree能识别样式，render tree中每个node都有自己的style，而且render tree不包含隐藏的节点(比如display:none的节点，还有head节点)，因为这些节点不会用于呈现，而且不会影响呈现的，所以就不会包含到render tree中。
注意：visibility:hidden隐藏的元素还是会包含到render tree中的，因为visibility:hidden 会影响布局(layout)，会占有空间。根据css2的标准，render tree中的每个节点都称为box(Box dimensions)，box所有属性：width,height,margin,padding,left,top,border等。 
4、 一旦render tree构建完毕后，浏览器就可以根据render tree来绘制页面了。 
 
回流与重绘 
1、当render tree中的一部分（或全部）因为元素的规模尺寸，布局，隐藏等改变而需要重新构建。这就称为回流（其实我觉得叫重新布局更简单明了些）。每个页面至少需要一次回流，就是在页面第一次加载的时候。 
2、当render tree中的一些元素需要更新属性，而这些属性只是影响元素的外观、风格，而不会影响布局的，比如background-color。则就叫称为重绘。 
注：从上面可以看出，回流必将引起重绘，而重绘不一定会引起回流。 
 
什么操作会引起重绘、回流 
其实任何对render tree中元素的操作都会引起回流或者重绘，比如： 
1、添加、删除元素（回流+重绘)）
2、隐藏元素，display:none(回流+重绘)，visibility:hidden(只重绘，不回流) 
3、移动元素，比如改变top、left（jquery的animate方法就是改变top、left不一定会影响回流），或者移动元素到另外1个父元素中。(重绘+回流) 
4、对style的操作（对不同的属性操作，影响不一样）
5、还有一种是用户的操作，比如改变浏览器大小，改变浏览器的字体大小等（回流+重绘）
　　让我们看看下面的代码是如何影响回流和重绘的： 
var s = document.body.style;

s.padding = "2px"; // 回流+重绘

s.border = "1px solid red"; // 再一次 回流+重绘

s.color = "blue"; // 再一次重绘

s.backgroundColor = "#ccc"; // 再一次 重绘

s.fontSize = "14px"; // 再一次 回流+重绘

// 添加node，再一次 回流+重绘

document.body.appendChild(document.createTextNode('abc!'));

　　请注意我上面用了多少个再一次。 
　　说到这里大家都知道回流比重绘的代价要更高，回流的花销跟render tree有多少节点需要重新构建有关系，假设你直接操作body，比如在body最前面插入1个元素，会导致整个render tree回流，这样代价当然会比较高，但如果是指body后面插入1个元素，则不会影响前面元素的回流。

 
聪明的浏览器
　　从上个实例代码中可以看到几行简单的JS代码就引起了6次左右的回流、重绘。而且我们也知道回流的花销也不小，如果每句JS操作都去回流重绘的话，浏览器可能就会受不了。所以很多浏览器都会优化这些操作，浏览器会维护1个队列，把所有会引起回流、重绘的操作放入这个队列，等队列中的操作到了一定的数量或者到了一定的时间间隔，浏览器就会把flush队列，进行一个批处理。这样就会让多次的回流、重绘变成一次回流重绘。
　　虽然有了浏览器的优化，但有时候我们写的一些代码可能会强制浏览器提前flush队列，这样浏览器的优化可能就起不到作用了。当你请求向浏览器请求一些style信息的时候，就会让浏览器flush队列，比如：
　 　 1. offsetTop, offsetLeft, offsetWidth, offsetHeight
 　　2. scrollTop/Left/Width/Height
 　　3. clientTop/Left/Width/Height
 　　4. width,height
　　 5. 请求了getComputedStyle(), 或者 ie的 currentStyle
　　当你请求上面的一些属性的时候，浏览器为了给你最精确的值，需要flush队列，因为队列中可能会有影响到这些值的操作。
 
如何减少回流、重绘
　　减少回流、重绘其实就是需要减少对render tree的操作，并减少对一些style信息的请求，尽量利用好浏览器的优化策略。
　　具体方法有：
1、不要一个一个改变元素的样式属性，最好直接改变className，但className是预先定义好的样式，不是动态的，如果你要动态改变一些样式，则使用cssText来改变，见下面代码： 
// 不好的写法

var left = ;

var top = ;

el.style.left = left + "px";

el.style.top  = top  + "px";

// 比较好的写法

el.className += " className1";

// 比较好的写法

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

2、让要操作的元素进行"离线处理"，处理完后一起更新，这里所谓的"离线处理"，即让元素不存在于render tree中，比如：

a) 使用documentFragment或div等元素进行缓存操作，这个主要用于添加元素的时候，大家应该都用过，就是先把所有要添加到元素添加到1个div(这个div也是新加的)，最后才把这个div append到body中。

b) 先display:none 隐藏元素，然后对该元素进行所有的操作，最后再显示该元素。因对display:none的元素进行操作不会引起回流、重绘。所以只要操作只会有2次回流。

3、不要经常访问会引起浏览器flush队列的属性，如果你确实要访问，就先读取到变量中进行缓存，以后用的时候直接读取变量就可以了，见下面代码：
// 别这样写，大哥

for(循环) {

    el.style.left = el.offsetLeft +  + "px";

    el.style.top  = el.offsetTop  +  + "px";

}

// 这样写好点

var left = el.offsetLeft,top  = el.offsetTop,s = el.style;

for(循环) {

    left += ;

    top  += ;

    s.left = left + "px";

    s.top  = top  + "px";

}

4、考虑你的操作会影响到render tree中的多少节点以及影响的方式，影响越多，花费肯定就越多。

　　比如现在很多人使用jquery的animate方法移动元素来展示一些动画效果，想想下面2种移动的方法：

// block1是position:absolute 定位的元素，它移动会影响到它父元素下的所有子元素。

// 因为在它移动过程中，所有子元素需要判断block1的z-index是否在自己的上面，

// 如果是在自己的上面,则需要重绘,这里不会引起回流

$("#block1").animate({left:});

// block2是相对定位的元素,这个影响的元素与block1一样，但是因为block2非绝对定位

// 而且改变的是marginLeft属性，所以这里每次改变不但会影响重绘，

// 还会引起父元素及其下元素的回流

$("#block2").animate({marginLeft:});

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