回流和重绘可以说是每一个 web 开发者都经常听到的两个词语, 看了一些博客和书籍, 整理了一些内容并且结合自己的体会, 写了这篇文章, 希望可以帮助到大家.
1. 浏览器的渲染过程
1.1 渲染过程
本文先从浏览器的渲染过程来从头到尾的讲解一下回流重绘, 如果大家想直接看如何减少回流和重绘, 可以跳到后面.(这个渲染过程来自 MDN)
从上面这个图上, 我们可以看到, 浏览器渲染过程如下:
解析 html, 生成 DOM 树, 解析 CSS, 生成 CSSOM 树
将 DOM 树和 CSSOM 树结合, 生成渲染树(Render Tree)
Layout(回流): 根据生成的渲染树, 进行回流(Layout), 得到节点的几何信息(位置, 大小)
Painting(重绘): 根据渲染树以及回流得到的几何信息, 得到节点的绝对像素
Display: 将像素发送给 GPU, 展示在页面上.
1.2 生成渲染树
渲染过程看起来很简单, 让我们来具体了解下每一步具体做了什么.
为了构建渲染树, 浏览器主要完成了以下工作:
从 DOM 树的根节点开始遍历每个可见节点.
对于每个可见的节点, 找到 CSSOM 树中对应的规则, 并应用它们.
根据每个可见节点以及其对应的样式, 组合生成渲染树
什么是不可见节点
一些不会渲染输出的节点, 比如 script,meta,link 等.
一些通过 CSS 进行隐藏的节点. 比如 display:none. 注意, 利用 visibility 和 opacity 隐藏的节点, 还是会显示在渲染树上的(因为还占据文档空间). 只有 display:none 的节点才不会显示在渲染树上.
注意: 渲染树只包含可见的节点
2. 回流和重绘
2.1 回流
前面我们通过构造渲染树, 我们将可见 DOM 节点以及它对应的样式结合起来, 可是我们还需要计算它们在设备视口 (viewport) 内的确切位置和大小, 这个计算的阶段就是回流.
为了弄清每个对象在网站上的确切大小和位置, 浏览器从渲染树的根节点开始遍历, 我们可以以下面这个实例来表示:
- <!DOCTYPE HTML>
- <HTML>
- <head>
- <meta name="viewport" content="width=device-width,initial-scale=1">
- <title>
- Critial Path: Hello world!
- </title>
- </head>
- <body>
- <div style="width: 50%">
- <div style="width: 50%">
- Hello world!
- </div>
- </div>
- </body>
- </HTML>
我们可以看到, 第一个 div 将节点的显示尺寸设置为视口宽度的 50%, 第二个 div 将其尺寸设置为父节点的 50%. 而在回流这个阶段, 我们就需要根据视口具体的宽度, 将其转为实际的像素值(如下图)
2.2 重绘
最终, 我们通过构造渲染树和回流阶段, 我们知道了哪些节点是可见的, 以及可见节点的样式和具体的几何信息(位置, 大小), 那么我们就可以将渲染树的每个节点都转换为屏幕上的实际像素, 这个阶段就叫做重绘节点.
2.3 何时发生回流重绘
既然知道了浏览器的渲染过程后, 我们就来探讨下, 何时会发生回流重绘.
我们前面知道了, 回流这一阶段主要是计算节点的位置和几何信息, 那么当页面布局和几何信息发生变化的时候, 就需要回流. 比如以下情况:
添加或删除可见的 DOM 元素
元素的位置发生变化
元素的尺寸发生变化(包括外边距, 内边框, 边框大小, 高度和宽度等)
内容发生变化, 比如文本变化或图片被另一个不同尺寸的图片所替代.
页面一开始渲染的时候(这肯定避免不了)
浏览器的窗口尺寸变化(因为回流是根据视口的大小来计算元素的位置和大小的)
注意: 回流一定会触发重绘, 而重绘不一定会回流.
根据改变的范围和程度, 渲染树中或大或小的部分需要重新计算, 有些改变会触发整个页面的重排, 比如, 滚动条出现的时候或者修改了根节点.
3. 浏览器的优化机制
现代的浏览器都是很聪明的, 由于每次重排都会造成额外的计算消耗, 因此大多数浏览器都会通过队列化修改并批量执行来优化重排过程. 浏览器会将修改操作放入到队列里, 直到过了一段时间或者操作达到了一个阈值, 才清空队列. 但是! 当你获取布局信息的操作的时候, 会强制队列刷新, 比如当你访问以下属性或者使用以下方法:
offsetTop,offsetLeft,offsetWidth,offsetHeight scrollTop,scrollLeft,scrollWidth,scrollHeight clientTop,clientLeft,clientWidth,clientHeight getComputedStyle() getBoundingClientRect
具体可以访问这个网站:
以上属性和方法都需要返回最新的布局信息, 因此浏览器不得不清空队列, 触发回流重绘来返回正确的值. 因此, 我们在修改样式的时候, 最好避免使用上面列出的属性, 他们都会刷新渲染队列. 如果要使用它们, 最好将值缓存起来.
4. 减少回流和重绘
好了, 到了我们今天的重头戏, 前面说了这么多背景和理论知识, 接下来让我们谈谈如何减少回流和重绘.
4.1 最小化重绘和重排
由于重绘和重排可能代价比较昂贵, 因此最好就是可以减少它的发生次数. 为了减少发生次数, 我们可以合并多次对 DOM 和样式的修改, 然后一次处理掉. 考虑这个例子
const el = document.getElementById('test'); el.style.padding = '5px'; el.style.borderLeft = '1px'; el.style.borderRight = '2px'
例子中, 有三个样式属性被修改了, 每一个都会影响元素的几何结构, 引起回流. 当然, 大部分现代浏览器都对其做了优化, 因此, 只会触发一次重排. 但是如果在旧版的浏览器或者在上面代码执行的时候, 有其他代码访问了布局信息(上文中的会触发回流的布局信息), 那么就会导致三次重排.
因此, 我们可以合并所有的改变然后依次处理, 比如我们可以采取以下的方式:
使用 cssText
const el = document.getElementById('test'); el.style.cssText += 'border-left: 1px; border-right: 2px; padding: 5px;
修改 CSS 的 class
const el = document.getElementById('test'); el.className += 'active';
4.2 批量修改 DOM
当我们需要对 DOM 对一系列修改的时候, 可以通过以下步骤减少回流重绘次数:
使元素脱离文档流
对其进行多次修改
将元素带回到文档中.
该过程的第一步和第三步可能会引起回流, 但是经过第一步之后, 对 DOM 的所有修改都不会引起回流, 因为它已经不在渲染树了.
有三种方式可以让 DOM 脱离文档流:
隐藏元素, 应用修改, 重新显示
使用文档片段 (document fragment) 在当前 DOM 之外构建一个子树, 再把它拷贝回文档.
将原始元素拷贝到一个脱离文档的节点中, 修改节点后, 再替换原始的元素.
考虑我们要执行一段批量插入节点的代码:
function appendDataToElement(appendToElement, data) { let li; for (let i = 0; i < data.length; i++) { li = document.createElement('li'); li.textContent = 'text'; appendToElement.appendChild(li); } } const ul = document.getElementById('list'); appendDataToElement(ul, data);
如果我们直接这样执行的话, 由于每次循环都会插入一个新的节点, 会导致浏览器回流一次.
我们可以使用这三种方式进行优化:
方式 1: 隐藏元素, 应用修改, 重新显示
这个会在展示和隐藏节点的时候, 产生两次重绘
function appendDataToElement(appendToElement, data) { let li; for (let i = 0; i < data.length; i++) { li = document.createElement('li'); li.textContent = 'text'; appendToElement.appendChild(li); } } const ul = document.getElementById('list'); ul.style.display = 'none'; appendDataToElement(ul, data); ul.style.display = 'block';
方式 2: 使用文档片段 (document fragment) 在当前 DOM 之外构建一个子树, 再把它拷贝回文档
const ul = document.getElementById('list'); const fragment = document.createDocumentFragment(); appendDataToElement(fragment, data); ul.appendChild(fragment);
方式 3: 将原始元素拷贝到一个脱离文档的节点中, 修改节点后, 再替换原始的元素.
const ul = document.getElementById('list'); const clone = ul.cloneNode(true); appendDataToElement(clone, data); ul.parentNode.replaceChild(clone, ul);
4.3 避免触发同步布局事件
上文我们说过, 当我们访问元素的一些属性的时候, 会导致浏览器强制清空队列, 进行强制同步布局. 举个例子, 比如说我们想将一个 p 标签数组的宽度赋值为一个元素的宽度, 我们可能写出这样的代码:
function initP() { for (let i = 0; i < paragraphs.length; i++) { paragraphs[i].style.width = box.offsetWidth + 'px'; } }
这段代码看上去是没有什么问题, 可是其实会造成很大的性能问题. 在每次循环的时候, 都读取了 box 的一个 offsetWidth 属性值, 然后利用它来更新 p 标签的 width 属性. 这就导致了每一次循环的时候, 浏览器都必须先使上一次循环中的样式更新操作生效, 才能响应本次循环的样式读取操作. 每一次循环都会强制浏览器刷新队列. 我们可以优化为:
const width = box.offsetWidth; function initP() { for (let i = 0; i < paragraphs.length; i++) { paragraphs[i].style.width = width + 'px'; } }
4.4 对于复杂动画效果, 使用绝对定位让其脱离文档流
对于复杂动画效果, 由于会经常的引起回流重绘, 因此, 我们可以使用绝对定位, 让它脱离文档流. 否则会引起父元素以及后续元素频繁的回流.
4.5 css3 硬件加速(GPU 加速)
比起考虑如何减少回流重绘, 我们更期望的是, 根本不要回流重绘. 这个时候, css3 硬件加速就闪亮登场啦!!
划重点: 使用 css3 硬件加速, 可以让 transform,opacity,filters 这些动画不会引起回流重绘 . 但是对于动画的其它属性, 比如 background-color 这些, 还是会引起回流重绘的, 不过它还是可以提升这些动画的性能.
常见的触发硬件加速的 CSS 属性:
transform opacity filters Will-change
如果你为太多元素使用 css3 硬件加速, 会导致内存占用较大, 会有性能问题.
在 GPU 渲染字体会导致抗锯齿无效. 这是因为 GPU 和 CPU 的算法不同. 因此如果你不在动画结束的时候关闭硬件加速, 会产生字体模糊.
来源: http://www.bubuko.com/infodetail-2990085.html