前端性能原理解读

Posted 2020-08-09 花雨伞

1、网页的生成过程

　　要了解网页性能好不好，那就必须先了解网页是怎么生成的

1. html转换为DOM节点
2. CSS转换为CSSOM（CSS Object Model）
3.  DOM与CSSOM结合生成一个渲染树（包含每一个节点的视觉信息）
4. 生成布局：即将所有渲染树的所有节点进行平面合成
5. 将布局绘制（paint）在屏幕上

　　这五步里面，第一步到第三步都非常快，耗时的是第四步和第五步。"生成布局"（flow）和"绘制"（paint）这两步，合称为"渲染"（render）。

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 2、重绘与重排

　　网页生成的时候，至少会渲染一次，用户访问的过程中还会不断渲染。以下3中情况会导致网页重新渲染。

• 修改DOM
• 修改样式表
• 用户事件（比如鼠标悬停、页面滚动、输入框键入文字、改变窗口大小等等）

　　重新渲染就需要重新生成布局、重新绘制。前者叫做“重排”（reflow），后者叫做“重绘”（repaint）

　　需要注意的是， "重绘"不一定需要"重排" ，比如改变某个网页元素的颜色，就只会触发"重绘"，不会触发"重排"，因为布局没有改变。但是， "重排"必然导致"重绘" ，比如改变一个网页元素的位置，就会同时触发"重排"和"重绘"，因为布局改变了。

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 3、对于性能的影响

　　重绘与重排会不断触发、这是不可避免的。但是，他们非常耗费资源，是导致网页性能低下的根本原因。

　　提高网页性能就是要降低“重绘”和“重排”的频率和成本、尽量少触发重新渲染。

　　前面提到，DOM变动和样式变动都会触发重新渲染。但是浏览器已经很智能了，会尽量把所有的变动集中在一起，排成一个队列，然后一次性执行，尽量避免多次重新渲染。

//div元素有两个样式变动，但是浏览器只会触发一次重排和重绘。
div.style.color = ‘blue‘;
div.style.marginTop = ‘30px‘;

//如果写得不好，就会触发两次重排和重绘。
div.style.color = ‘blue‘;
var margin = parseInt(div.style.marginTop);
div.style.marginTop = (margin + 10) + ‘px‘;
//上面代码对div元素设置背景色以后，第二行要求浏览器给出该元素的位置，所以浏览器不得不立即重排。

一般来说，样式的写操作之后，如果有下面这些属性的读操作，都会引发浏览器立即重新渲染。

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

//所以，从性能角度考虑，尽量不要把读操作和写操作，放在一个语句里面。

// 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";

一般的规则是：

• 样式表越简单，重排和重绘就越快。
• 重排和重绘的DOM元素层级越高，成本就越高。
• table元素的重排和重绘成本，要高于div元素

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 4、提高性能的9个技巧

• 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。
• 如果某个样式是通过重排得到的，那么最好缓存结果。避免下一次用到的时候，浏览器又要重排。
• 不要一条条地改变样式，而要通过改变class，或者csstext属性，一次性地改变样式。

// 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;";

• 尽量使用离线DOM，而不是真实的网面DOM，来改变元素样式。比如，操作Document Fragment对象，完成后再把这个对象加入DOM。再比如，使用 cloneNode() 方法，在克隆的节点上进行操作，然后再用克隆的节点替换原始节点。
• 先将元素设为 display: none （需要1次重排和重绘），然后对这个节点进行100次操作，最后再恢复显示（需要1次重排和重绘）。这样一来，你就用两次重新渲染，取代了可能高达100次的重新渲染。
• position属性为absolute或fixed的元素，重排的开销会比较小，因为不用考虑它对其他元素的影响。
• 只在必要的时候，才将元素的display属性为可见，因为不可见的元素不影响重排和重绘。另外，visibility : hidden 的元素只对重排有影响，不影响重绘。

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 5、刷新率　　

　　很多时候，密集的重新渲染是无法避免的，比如scroll事件的回调函数和网页动画。

　　网页动画的每一帧（frame）都是一次重新渲染。每秒低于24帧的动画，人眼就能感受到停顿。 一般的网页动画，需要达到每秒30帧到60帧的频率，才能比较流畅。 如果能达到每秒70帧甚至80帧，就会极其流畅。

　　大多数显示器的刷新频率是60Hz，为了与系统一致，以及节省电力，浏览器会自动按照这个频率，刷新动画（如果可以做到的话）。

　　所以，如果网页动画能够做到每秒60帧，就会跟显示器同步刷新，达到最佳的视觉效果。这意味着， 一秒之内进行60次重新渲染，每次重新渲染的时间不能超过16.66毫秒。

　　一秒之间能够完成多少次重新渲染，这个指标就被称为"刷新率"，英文为FPS（frame per second）。60次重新渲染，就是60FPS。

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 6、开发者工具的Timeline面板

　　Chrome浏览器开发者工具的Timeline面板，是查看"刷新率"的最佳工具。

备注：本文是照抄我最佩服的阮一峰老师的博客、目的是为了增强记忆。原文：http://www.tuicool.com/articles/UfqiQvf