掌握浏览器重绘(reflow)重排(repaint)-前端进阶
掌握浏览器重绘(reflow)重排(repaint)-前端进阶
很多人都知道要减少浏览器的重排和重绘，但对其中的具体原理以及如何具体操作并不是很了解，当突然提起这个话题的时候，还是会一脸懵逼。希望大家可以耐着性子阅读本文，仔细琢磨，彻底掌握这个知识点！
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网页生成过程：
- HTML被HTML解析器解析成DOM 树
- css则被css解析器解析成CSSOM 树
- 结合DOM树和CSSOM树，生成一棵渲染树(Render Tree)
- 生成布局（flow），即将所有渲染树的所有节点进行平面合成
- 将布局绘制（paint）在屏幕上
第四步和第五步是最耗时的部分，这两步合起来，就是我们通常所说的渲染。
网上找了一张图片，我加了注释会更直观一些：
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)。
重排比重绘大：
大，在这个语境里的意思是：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。
就如上面的概念一样，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。也就是说："重绘"不一定会出现"重排"，"重排"必然会出现"重绘"
重排(reflow)：
概念：
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,重排的过程以下面这种理解方式更清晰一些：
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，下面列一些栗子：
- 添加或者删除可见的DOM元素；
- 元素尺寸改变——边距、填充、边框、宽度和高度
- 内容变化，比如用户在input框中输入文字
- 浏览器窗口尺寸改变——resize事件发生时
- 计算 offsetWidth 和 offsetHeight 属性
- 设置 style 属性的值
常见引起重排属性和方法 | |||
|---|---|---|---|
width | height | margin | padding |
display | border | position | overflow |
clientWidth | clientHeight | clientTop | clientLeft |
offsetWudth | offsetHeight | offsetTop | offsetLeft |
scrollWidth | scrollHeight | scrollTop | scrollLeft |
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。
尽可能的减少重排的次数、重排范围：
重排需要更新渲染树,性能花销非常大:
它们的代价是高昂的，会破坏用户体验，并且让UI展示非常迟缓，我们需要尽可能的减少触发重排的次数。
重排的性能花销跟渲染树有多少节点需要重新构建有关系：
所以我们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溜的堆砌标签，随便一个元素触发重排都会导致全局范围的重排。
重绘(Repaints):
概念：
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。
常见的引起重绘的属性:
color | border-style | visibility | background |
text-decoration | background-image | background-position | background-repeat |
outline-color | outline | outline-style | border-radius |
outline-width | box-shadow | background-size |
浏览器的渲染队列：
思考以下代码将会触发几次渲染？
div.style.left = '10px';
div.style.top = '10px';
div.style.width = '20px';
div.style.height = '20px';根据我们上文的定义，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：
当我们修改了元素的几何属性，导致浏览器触发重排或重绘时。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);这段代码会触发4次重排+重绘，因为在 console中你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，即使该值与你操作中修改的值没关联。
因为队列中，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
我们在开发中，应该谨慎的使用这些style请求，注意上下文关系,避免一行代码一个重排，这对性能是个巨大的消耗
重排优化建议
就像上文提到的我们要尽可能的减少重排次数、重排范围，这样说很泛，下面是一些行之有效的建议，大家可以参考一下。
1. 分离读写操作
div.style.left = '10px';
div.style.top = '10px';
div.style.width = '20px';
div.style.height = '20px';
console.log(div.offsetLeft);
console.log(div.offsetTop);
console.log(div.offsetWidth);
console.log(div.offsetHeight);还是上面触发4次重排+重绘的代码，这次只触发了一次重排：
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，仅仅拿值而已。
2. 样式集中改变
div.style.left = '10px';
div.style.top = '10px';
div.style.width = '20px';
div.style.height = '20px';虽然现在大部分浏览器有渲染队列优化，不排除有些浏览器以及老版本的浏览器效率仍然低下：
建议通过改变class或者csstext属性集中改变样式
// 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;";3. 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';
// good 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';4. 离线改变dom
-
隐藏要操作的dom
在要操作dom之前，通过display隐藏dom，当操作完成之后，才将元素的display属性为可见，因为不可见的元素不会触发重排和重绘。
dom.display ='none'// 修改dom样式dom.display ='block'
-
通过使用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！
5. position属性为absolute或fixed
position属性为absolute或fixed的元素，重排开销比较小，不用考虑它对其他元素的影响
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，这中间的度自己衡量： 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GPPU加速 此部分来自优化CSS重排重绘与浏览器性能 GPU(图像加速器)： 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);
}结语
重排也是导致DOM脚本执行效率低的关键因素之一，重排与重绘作为大厂经常出现的面试题，并且涉及的性能优化，这是前端必须掌握的基本概念/技能之一(敲黑板!)。
重排会不断触发这是不可避免的，但我们在开发时，应尽量按照文中的建议来组织代码，这种优化，需要平时有意识的去做，一点一滴的去做，希望大家重视一下。
希望看完的朋友可以点个喜欢/关注，您的支持是对我最大的鼓励。
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以上2018.12.17
参考资料：
网页性能管理详解
优化CSS重排重绘与浏览器性能
本文分享自 OBKoro1前端进阶积累 微信公众号，前往查看
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