前端优化重排(reflow)和重绘(reapint)

Posted 永远没有404

tags:

篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了前端优化重排(reflow)和重绘(reapint)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

欢迎学习交流！！！
持续更新中…

文章目录

页面生成过程

  1. html 被 HTML 解析器解析成 DOM 树；
  2. CSS 被 CSS 解析器解析成 CSSOM 树；
  3. 结合 DOM 树和 CSSOM 树，生成一棵渲染树(Render Tree)，这一过程称为 Attachment；
  4. 生成布局(flow)，浏览器在屏幕上“画”出渲染树中的所有节点；
  5. 将布局绘制(paint)在屏幕上，显示出整个页面。

       第四步和第五步是最耗时的部分，两步合起来，即通常所说的渲染。

渲染

  • 网页生成的时候，至少会渲染一次。
  • 在用户访问的过程中，还会不断重新渲染
  • 重新渲染需要重复之前的第四步(重新生成布局)+第五步(重新绘制)或者只有第五个步(重新绘制)。
  • 重新渲染即触发重排和重绘，不管页面发生了重排还是重绘，都会影响性能，尤其是重排会使我们付出高额的性能代价，所以应该尽量避免重排

重排与重绘的比较

重排比重绘大：“大”，即谁能影响谁。

  • 重绘：某些元素的外观被改变，例如：元素的填充颜色
  • 重排：重新生成布局，重新排列元素。

       单单改变元素的外观，肯定不会引起网页重新生成布局，但当浏览器完成重排之后，将会重新绘制受到此次重排影响的部分。比如改变元素高度，这个元素乃至周边dom都需要重新绘制。

       即：“重绘"不一定会出现"重排”，“重排"必然会出现"重绘”

重排(reflow)

       重排：当DOM的变化影响了元素的几何信息(DOM对象的位置和尺寸大小)，浏览器需要重新计算元素的几何属性，将其安放在界面中的正确位置，这个过程叫做重排。

       重排也叫回流，简单的说就是重新生成布局，重新排列元素。

回流就好比向河里(文档流)扔了一块石头(dom变化)，激起涟漪，然后引起周边水流受到波及，所以叫做回流

常见引起重排的属性和方法

       任何会改变元素几何信息(元素的位置和尺寸大小)的操作，都会触发重排。

  • 页面初始渲染，这是开销最大的一次重排
  • 添加/删除可见的DOM元素
  • 改变元素位置
  • 改变元素尺寸，比如边距、填充、边框、宽度和高度等
  • 改变元素内容，比如文字数量，图片大小等
  • 改变元素字体大小
  • 改变浏览器窗口尺寸，比如resize事件发生时
  • 激活CSS伪类（例如：:hover）
  • 设置 style 属性的值，因为通过设置style属性改变结点样式的话，每一次设置都会触发一次reflow
  • 查询某些属性或调用某些计算方法：offsetWidth、offsetHeight等，除此之外，当调用 getComputedStyle方法，或者IE里的 currentStyle 时，也会触发重排，原理是一样的，都为求一个“即时性”和“准确性”。
常见引起重排的属性和方法
widthheightmarginpadding
displayborderpositionoverflow
clientWidthclientHeightclientTopclientLeft
offsetWidthoffsetHeightoffsetTopoffsetLeft
scrollWidthscrollHeightscrollTopscrollLeft
scrollIntoView()scrollTo()getComputedStyle()
getBoundingClientRect()scrollIntoViewIfNeeded()

重排影响的范围

       由于浏览器渲染界面是基于流失布局模型的，所以触发重排时会对周围DOM重新排列，影响的范围有两种：

  • 全局范围：从根节点html开始对整个渲染树进行重新布局。
  • 局部范围：对渲染树的某部分或某一个渲染对象进行重新布局

全局范围重排：

<body>
  <div class="hello">
    <h4>hello</h4>
    <p><strong>Name:</strong>BDing</p>
    <h5>male</h5>
    <ol>
      <li>coding</li>
      <li>loving</li>
    </ol>
  </div>
</body>

       当p节点上发生reflow重排时，hello和body也会重新渲染，甚至h5和ol都会收到影响。

局部范围重排：

       用局部布局来解释这种现象：把一个dom的宽高之类的几何信息定死，然后在dom内部触发重排，就只会重新渲染该dom内部的元素，而不会影响到外界。

尽可能减少重排次数和范围

  • 重排需要更新渲染树,性能花销非常大；
  • 重排的代价十分高昂，会破坏用户体验，并且让UI展示非常迟缓，因此需要尽可能的减少触发重排的次数。
  • 重排的性能花销和渲染树有多少节点需要重新构建有关系
  • 因此应该尽量以局部布局的形式组织html结构，尽可能小的影响重排的范围。
    而不是像全局范围的示例代码一样一块的堆砌标签，随便一个元素触发重排都会导致全局范围的重排。

重绘(repaint)

       重绘：当一个元素的外观发生改变，但没有改变布局,重新把元素外观绘制出来的过程，叫做重绘。

常见引起重绘的属性和方法
colorborder-stylevisibilitybackground
text-decorationbackground-imagebackground-positionbackground-repeat
outline-coloroutlineoutline-styleborder-radius
outline-widthbox-shadowbackground-size

浏览器的渲染队列

问：下列代码会触发几次渲染？

div.style.left = '10px';
div.style.top = '10px';
div.style.width = '20px';
div.style.height = '20px';

       根据上文的定义，这段代码理论上会触发4次重排+重绘，因为每一次都改变了元素的几何属性，实际上最后只触发了一次重排，这都得益于浏览器的渲染队列机制；

       当修改了元素的几何属性时，导致浏览器触发重排或重绘。它会把该操作放进渲染队列，等到队列中的操作到了一定的数量或者到了一定的时间间隔时，浏览器就会批量执行这些操作。

强制刷新队列

div.style.left = '10px';
console.log(div.offsetLeft);
div.style.top = '10px';
console.log(div.offsetTop);
div.style.width = '20px';
console.log(div.offsetWidth);
div.style.height = '20px';
console.log(div.offsetHeight);

       此段代码会触发4次重排+重绘，因为在console中请求的这几个样式信息，无论何时浏览器都会立即执行渲染队列的任务，即使该值与操作中修改的值无关联。

       因为在队列中，可能会有影响到这些值的操作，为了给我们最精确的值，浏览器会立即重排+重绘。

强制刷新队列的style样式请求

  • offsetTop, offsetLeft, offsetWidth, offsetHeight
  • scrollTop, scrollLeft, scrollWidth, scrollHeight
  • clientTop, clientLeft, clientWidth, clientHeight
  • getComputedStyle(), 或者 IE的 currentStyle

       在开发中，应谨慎使用以上style请求，注意上下文关系，避免一行代码一个重排，减少性能的消耗。

重排优化建议

减少重排范围

       应尽量以局部布局的形式组织html结构，尽可能小的影响重排的范围。

  • 尽可能在低层级的DOM节点上，而不是像上述全局范围的示例代码一样，如果你要改变p的样式，class就不要加在div上，通过父元素去影响子元素不好。
  • 尽量不要使用 table 布局，可能很小的一个小改动会造成整个 table 的重新布局。那么在不得已使用table的场合，可以设置table-layout:auto;或者是table-layout:fixed这样可以让table一行一行的渲染，这种做法也是为了限制reflow的影响范围。

减少重排次数

1. 分离读写操作

       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 。

// bad 强制刷新 触发四次重排+重绘
div.style.left = div.offsetLeft + 1 + 'px';
div.style.top = div.offsetTop + 1 + 'px';
div.style.right = div.offsetRight + 1 + 'px';
div.style.bottom = div.offsetBottom + 1 + 'px';


// better 缓存布局信息 相当于读写分离 触发一次重排+重绘
var curLeft = div.offsetLeft;
var curTop = div.offsetTop;
var curRight = div.offsetRight;
var curBottom = div.offsetBottom;

div.style.left = curLeft + 1 + 'px';
div.style.top = curTop + 1 + 'px';
div.style.right = curRight + 1 + 'px';
div.style.bottom = curBottom + 1 + 'px';

       前文中触发4次重排+重绘的代码，这次只触发了一次重排，得益于前文中所提到的浏览器的渲染队列机制。

       在第一个console的时候，浏览器把之前上面四个写操作的渲染队列都给清空了。剩下的console，因为渲染队列本来就是空的，所以并没有触发重排，仅仅拿值。

2. 样式集中改变

不建议示范：
div.style.left = '10px';
div.style.top = '10px';
div.style.width = '20px';
div.style.height = '20px';

       不要频繁的操作样式，对于一个静态页面来说，明智且可维护的做法是更改类名而不是修改样式，对于动态改变的样式来说，相较每次微小修改都直接触及元素，更好的办法是统一在 cssText 变量中编辑。

       虽然现在大部分现代浏览器都会有 Flush 队列进行渲染队列优化，但是有些老版本的浏览器比如IE6的效率依然低下。

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

// 当top和left的值是动态计算而成时...
// better 
el.style.cssText += "; left: " + left + "px; top: " + top + "px;";

// better
el.className += " className";

3. 离线改变DOM

“离线”意味着不在当前的 DOM 树中做修改：

  • 使用display:none，隐藏要操作的dom
dom.display = 'none'
// 修改dom样式
dom.display = 'block'

       一旦给元素设置 display:none 时（只有一次重排重绘），元素便不会再存在在渲染树中，相当于将其从页面上“拿掉”，我们之后的操作将不会触发重排和重绘，添加足够多的变更后，通过 display属性显示（另一次重排重绘）。通过这种方式即使大量变更也只触发两次重排。另外，visibility : hidden 的元素只对重绘有影响，不影响重排。

  • 通过 documentFragment 创建一个 dom 碎片,在它上面批量操作 dom，操作完成之后，再添加到文档中，这样只会触发一次重排。

  • 复制节点，在副本上工作，然后替换它

4. 缓存布局信息

// bad 强制刷新 触发两次重排
div.style.left = div.offsetLeft + 1 + 'px';
div.style.top = div.offsetTop + 1 + 'px';

// better 缓存布局信息 相当于读写分离
var curLeft = div.offsetLeft;
var curTop = div.offsetTop;
div.style.left = curLeft + 1 + 'px';
div.style.top = curTop + 1 + 'px';

5. 使用 absolute 或 fixed 脱离文档流

       position属性为absolute或fixed的元素，使用绝对定位会使的该元素单独成为渲染树中 body 的一个子元素，重排开销比较小，不会对其它节点造成太多影响。当在这些节点上放置这个元素时，一些其它在这个区域内的节点可能需要重绘，但是不需要重排。

6. 优化动画

  • 可以把动画效果应用到 position属性为 absolute 或 fixed 的元素上，这样对其他元素影响较小。

       动画效果还应牺牲一些平滑，来换取速度，中间的度需要自己衡量：

       比如实现一个动画，以1个像素为单位移动这样最平滑，但是reflow就会过于频繁，大量消耗CPU资源，如果以3个像素为单位移动则会好很多

  • 启用GPU加速

       GPU 硬件加速是指应用 GPU 的图形性能对浏览器中的一些图形操作交给 GPU 来完成，因为 GPU 是专门为处理图形而设计，所以它在速度和能耗上更有效率。

       GPU 加速通常包括以下几个部分：Canvas2D，布局合成，CSS3转换（transitions），CSS3 3D变换（transforms），WebGL和视频(video)。

  /*
  * 根据上面的结论
  * 将 2d transform 换成 3d
  * 就可以强制开启 GPU 加速
  * 提高动画性能
  */
  div 
    transform: translate3d(10px, 10px, 0);

优秀文章：
浏览器重绘(repaint)重排(reflow)与优化[浏览器机制]
CSS硬件加速的好与坏

以上是关于前端优化重排(reflow)和重绘(reapint)的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

前端性能优化之重排和重绘

前端性能优化之重排和重绘

前端性能优化之重排和重绘

js中的重绘与重排的区别

React组件性能优化总结

前端性能优化 —— reflow(回流)和repaint(重绘)