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前端优化之浏览器重排与重绘

是不是动画效果越多越好?哪些效果需要付出高昂的性能代价?怎样才能做到兼顾网站的效果与效率呢?来看看浏览器的重排与重绘知识,了解如何在具体的开发过程中注意重绘和重排引发的性能问题

简介

浏览器从下载文档到显示页面的过程是个复杂的过程,这里包含了重绘和重排。各家浏览器引擎的工作原理略有差别,但也有一定规则。简单讲,通常在文档初次加载时,浏览器引擎会解析HTML文档来构建DOM树,之后根据DOM元素的几何属性构建一棵用于渲染的树(rendering tree)。渲染树的每个节点都有大小和边距等属性,类似于盒子模型(由于隐藏元素不需要显示,渲染树中并不包含DOM树中隐藏的元素)。当渲染树构建完成后,浏览器就可以将元素放置到正确的位置了,再根据渲染树节点的样式属性绘制出页面。由于浏览器的流布局,对渲染树的计算通常只需要遍历一次就可以完成。但table及其内部元素除外,它可能需要多次计算才能确定好其在渲染树中节点的属性,通常要花3倍于同等元素的时间。这也是为什么我们要避免使用table做布局的一个原因。

重绘

重绘是一个元素外观的改变所触发的浏览器行为,例如改变visibility、outline、背景色等属性。浏览器会根据元素的新属性重新绘制,使元素呈现新的外观。重绘不会带来重新布局,并不一定伴随重排。

重排

重排是更明显的一种改变,可以理解为渲染树需要重新计算。

常见触发重排操作

1. DOM元素的几何属性变化

当DOM元素的几何属性变化时,渲染树中的相关节点就会失效,浏览器会根据DOM元素的变化重新构建渲染树中失效的节点。之后,会根据新的渲染树重新绘制这部分页面。而且,当前元素的重排也许会带来相关元素的重排。例如,容器节点的渲染树改变时,会触发子节点的重新计算,也会触发其后续兄弟节点的重排,祖先节点需要重新计算子节点的尺寸也会产生重排。最后,每个元素都将发生重绘。可见,重排一定会引起浏览器的重绘,一个元素的重排通常会带来一系列的反应,甚至触发整个文档的重排和重绘,性能代价是高昂的。

2. DOM树的结构变化

当DOM树的结构变化时,例如节点的增减、移动等,也会触发重排。浏览器引擎布局的过程,类似于树的前序遍历,是一个从上到下从左到右的过程。通常在这个过程中,当前元素不会再影响其前面已经遍历过的元素。所以,如果在body最前面插入一个元素,会导致整个文档的重新渲染,而在其后插入一个元素,则不会影响到前面的元素。

3. 获取某些属性

浏览器引擎可能会针对重排做了优化。比如Opera,它会等到有足够数量的变化发生,或者等到一定的时间,或者等一个线程结束,再一起处理,这样就只发生一次重排。但除了渲染树的直接变化,当获取一些属性时,浏览器为取得正确的值也会触发重排。这样就使得浏览器的优化失效了。这些属性包括:offsetTop、offsetLeft、 offsetWidth、offsetHeight、scrollTop、scrollLeft、scrollWidth、scrollHeight、clientTop、clientLeft、clientWidth、clientHeight、getComputedStyle() (currentStyle in IE)。所以,在多次使用这些值时应进行缓存。

此外,改变元素的一些样式,调整浏览器窗口大小等等也都将触发重排。

如何减少重排

开发中,比较好的实践是尽量减少重排次数和缩小重排的影响范围。例如:

1. 将多次改变样式属性的操作合并成一次操作。例如,

JS:

可以合并为:
CSS:

JS:

2. 将需要多次重排的元素,position属性设为absolute或fixed,这样此元素就脱离了文档流,它的变化不会影响到其他元素。例如有动画效果的元素就最好设置为绝对定位。

3. 在内存中多次操作节点,完成后再添加到文档中去。例如要异步获取表格数据,渲染到页面。可以先取得数据后在内存中构建整个表格的html片段,再一次性添加到文档中去,而不是循环添加每一行。

4. 由于display属性为none的元素不在渲染树中,对隐藏的元素操作不会引发其他元素的重排。如果要对一个元素进行复杂的操作时,可以先隐藏它,操作完成后再显示。这样只在隐藏和显示时触发2次重排。

5. 在需要经常获取那些引起浏览器重排的属性值时,要缓存到变量。

在最近几次面试中比较常问的一个问题:在前端如何实现一个表格的排序。如果应聘者的方案中考虑到了如何减少重绘和重排的影响,将是使人满意的方案。

扩展阅读

浏览器内部工作原理-轩枫阁(简单篇):http://www.xuanfengge.com/front-end-companion-a-browser-internal-workings.html

浏览器的工作原理:新式网络浏览器幕后揭秘(详细篇):http://www.html5rocks.com/zh/tutorials/internals/howbrowserswork/

参考文档

Loading Web pages

http://www.whatwg.org/specs/web-apps/current-work/multipage/browsers.html#browsers

Rendering

http://www.whatwg.org/specs/web-apps/current-work/multipage/rendering.html#rendering

WebCore RenderingI – The Basics

http://www.webkit.org/blog/114/webcore-rendering-i-the-basics/

Notes on HTML Reflow

http://www-archive.mozilla.org/newlayout/doc/reflow.html

 

整理自:博客园

 

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