JavaScript 浏览器的重排和重绘

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JavaScript 浏览器的重排和重绘

JavaScript 浏览器的重排和重绘

概述

虽然可以通过JavaScript操作DOM元素但是代价却是高昂的。我们可以将DOM和JavaScript想象成两个岛它们之间的连接需要通过一座桥而JavaScript对DOM的访问就需要通过这座桥并收取“过桥费”随着对DOM访问次数的增加费用也就越高因此我们需要尽量减少“过桥”的次数也就是减少对DOM的访问和修改而这也是优化DOM性能的手段之一。

对DOM的修改相比于对DOM的访问在性能上的影响会更大这是因为它会带来浏览器的重排或重绘。

浏览器解析过程

浏览器渲染HTML的过程大致可以分为4步

HTML文件被HTML解析器解析成对应的DOM树CSS样式文件被CSS解析器解析生成对应的样式规则集。
DOM树与CSS样式集解析完成后附加在一起形成一个渲染树。
节点信息的计算即根据渲染树计算每个节点的几何信息。
渲染绘制即根据计算完成的节点信息绘制整个页面。

在这里插入图片描述

重排

览器渲染页面默认采用的是流式布局模型。

因为浏览器渲染页面是基于流式布局的对某一个DOM节点信息进行修改时就需要对该DOM结构进行重新计算。该DOM结构的修改会决定周边DOM结构的更改范围主要分为全局范围和局部范围。

全局范围就是从页面的根节点html标签开始对整个渲染树进行重新计算。例如当我们改变窗口的尺寸或者修改了根元素的字体大小时。

局部范围只会对渲染树的某部分进行重新计算。例如要改变页面中某个div的宽度只需要重新计算渲染树中与该div相关的部分即可。

重排是一种明显的改变页面布局的操作常见操作

页面首次渲染。在页面首次渲染时HTML页面的各个元素位置、尺寸、大小等信息均是未知的需要通过与CSS样式规则集才能确定各个元素的几何信息。这个过程中会产生很多元素几何信息计算的过程所以会产生重排操作。
浏览器窗口大小发生改变。页面渲染完成后就会得到一个固定的渲染树。如果此时对浏览器窗口进行缩放或者拉伸操作渲染树中从根元素html标签开始的所有元素都会重新计算其几何信息从而产生重排操作。
元素尺寸或位置发生改变。
元素内容发生变化。
元素字体发生变化。
添加或删除可见的DOM元素。
获取某些特定的属性。

频繁的重排操作会对浏览器引擎产生很大的消耗因此浏览器不会针对每个JS操作都进行一次重排而是维护一个会引起重排操作的队列等队列中的操作达到了一定的数量或者到了一定的时间间隔时浏览器才会去flush一次队列进行真正的重排操作。

虽然浏览器会有这个优化但是浏览器为了返回最精准的信息我们写的一些代码可能会强制浏览器提前flush队列例如我们获取以下这些样式信息的时候

·  oﬀsetTop, oﬀsetLeft, oﬀsetWidth, oﬀsetHeight
·  scrollTop/Left/Width/Height
·  clientTop/Left/Width/Height
·  width,height
·  调用getComputedStyle()函数

在获取以下一些常见的属性和函数时会引发重排的操作

· width宽度。
· height高度。
· margin外边距。
· padding内边距。
· display元素显示方式。
· border边框。
· position元素定位方式。
· overflow元素溢出处理方式。
· clientWidth元素可视区宽度。
· clientHeight元素可视区高度。
· clientLeft元素边框宽度。
· clientTop元素边框高度。
· offsetWidth元素水平方向占据的宽度。
· offsetHeight元素水平方向占据的高度。
· offsetLeft元素左外边框至父元素左内边框的距离。
· offsetTop元素上外边框至父元素上内边框的距离。
· scrollWidth元素内容占据的宽度。
· scrollHeight元素内容占据的高度。
· scrollLeft元素横向滚动的距离。
· scrollTop元素纵向滚动的距离。
· scrollIntoView()元素滚动至可视区的函数。
· scrollTo()元素滚动至指定坐标的函数。
· getComputedStyle()获取元素的CSS样式的函数。
· getBoundingClientRect()获取元素相对于视窗的位置集合的函数。
· scrollIntoViewIfNeeded()元素滚动至浏览器窗口可视区的函数。非标准特性谨慎使用

重绘

相比于重排重绘简单很多。重绘只是改变元素在页面中的展现样式而不会引起元素在文档流中位置的改变。例如更改了元素的字体颜色、背景色、透明度等浏览器均会将这些新样式赋予元素并重新绘制。

简单来说重排一定会引起重绘的操作而重绘却不一定会引起重排的操作。

因为在元素重排的过程中元素的位置等几何信息会重新计算并会引起元素的重新渲染这就会产生重绘的操作。而在重绘时只是改变了元素的展现样式而不会引起元素在文档流中位置的改变所以并不会引起重排的操作。

在修改某些常见的属性时会引发重绘的操作例如

· color颜色。
· border-style边框样式。
· visibility元素是否可见。
· background元素背景样式包括背景色、背景图、背景图尺寸、背景图位置等。
· text-decoration文本装饰包括文本加下画线、上划线、贯穿线等。
· outline元素的外轮廓的样式在边框外的位置。
· border-radius边框圆角。
· box-shadow元素的阴影。

优化

将多次改变样式的属性操作合并为一次

不推荐

var changeDiv = document.querySelector('#changeDiv');
changeDiv.style.width = '100px';
changeDiv.style.background = '#e3e3e3';
changeDiv.style.height = '100px';
changeDiv.style.marginTop = '10px';

推荐

<!doctype html>
<html>
	<head>
		<meta charset="utf-8">
		<title></title>
		<style type="text/css">
			div.changeDiv {
				width: "100px";
				background: #e3e3e3;
				height: 100px;
				margin-top: 10px;
			}
		</style>
	</head>
	<body>
		<div class="changeDiv"></div>
		<script type="text/javascript">
			document.getElementById('changeDiv').className = "changeDiv";
		</script>
	</body>
</html>

需要多次重排的元素设置为绝对定位

需要进行重排的元素都是处于正常的文档流中的如果这个元素不处于文档流中那么它的变化就不会影响到其他元素的变化这样就不会引起重排的操作。常见的操作就是设置其position为absolute或者fixed。

假如一个页面有动画元素如果它会频繁地改变位置、宽高等信息那么最好将其设置为绝对定位。

减少DOM操作

不推荐

// 将数据渲染至table
function renderTable(list) {
    // 目标table元素
    var table = $('#table');
    var rowHTML = '';
    // 遍历数据集
    list.forEach(function(item) {
        rowHTML += '<tr>';
        rowHTML += '<td>' + item.name + '</td>';
        rowHTML += '<td>' + item.address + '</td>';
        rowHTML += '<td>' + item.email + '</td>';
        rowHTML += '</tr>';
        // 每次添加一行数据
        table.append($(rowHTML));
        // 添加完后清空
        rowHTML = '';
    });
}

推荐

// 将数据渲染至table
function renderTable(list) {
    // 目标table元素
    var table = $('#table');
    var allHTML = '';
    // 遍历数据集
    list.forEach(function(item) {
        allHTML += '<tr>';
        allHTML += '<td>' + item.name + '</td>';
        allHTML += '<td>' + item.address + '</td>';
        allHTML += '<td>' + item.email + '</td>';
        allHTML += '</tr>';
    });
    // 获取完整片段后,一次性渲染
    table.append($(allHTML));
}

复杂元素处理先设置display为none处理完后再显示

因为display属性为none的元素不会出现在渲染树中所以对该元素处理时不会引起其他元素的重排。当我们需要对一个元素做复杂处理时可以将其display属性设置为none操作完成后再将其显示出来这样就只会在隐藏和显示的时候引发两次重排操作。

缓存频繁操作的属性

不推荐

var ele = document.querySelector('#ele');
// 判断条件1
if(true) {
    ele.style.width = '200px';
}
// 判断条件2
if(true) {
    ele.style.width = '300px';
}
// 判断条件3
if(true) {
    ele.style.width = '400px';
}

推荐

var ele = document.querySelector('#ele');
// 先获取width属性
var width = ele.style.width;
// 判断条件1
if(true) {
    width = '200px';
}
// 判断条件2
if(true) {
    width = '300px';
}
// 判断条件3
if(true) {
    width = '400px';
}
// 最后执行一次width属性赋值
ele.style.width = width;

减少使用table布局

如果table中任何一个元素触发了重排的操作那么整个table都会触发重排的操作尤其是当一个table内容比较庞大时更加不推荐使用table布局。

如果不得已使用了table可以设置table-layout:auto或者是table-layout:fixed。这样可以让table一行一行地渲染这种做法也是为了限制重排的影响范围。

使用事件委托绑定事件处理程序

在对多个同级元素做事件绑定时推荐使用事件委托机制进行处理。使用事件委托可以在很大程度上减少事件处理程序的数量从而提高性能。

<!doctype html>
<html>
	<head>
		<meta charset="utf-8">
		<title></title>
	</head>
	<body>
		<ul>
			<li>文本1</li>
			<li>文本2</li>
			<li>文本3</li>
		</ul>
		<script type="text/javascript">
			var EventUtil = {
				// 获取事件对象
				getEvent: function(event) {
					return event || window.event;
				},
				getTarget: function(event) {
					return event.target || event.srcElement;
				}
			};

			var ul = document.querySelector("ul");
			ul.addEventListener("click", function(event) {
				var event = EventUtil.getEvent(event);
				var target = EventUtil.getTarget(event);
				if (target.nodeName.toLowerCase() === "li") {
					console.log(target.innerText);
				}
			});
		</script>
	</body>
</html>

利用DocumentFragment操作DOM节点

DocumentFragment是一个没有父级节点的最小文档对象它可以用于存储已经排好版或者尚未确定格式的HTML片段。DocumentFragment最核心的知识点在于它不是真实DOM树的一部分它的变化不会引起DOM树重新渲染的操作也就不会引起浏览器重排和重绘的操作从而带来性能上的提升。

因为DocumentFragment具有的特性在需要频繁进行DOM新增或者删除的操作中它将变得非常有用。

一般的操作方法分为以下两步

将需要变更的DOM元素放置在一个新建的DocumentFragment中因为DocumentFragment不存在于真实的DOM树中所以这一步操作不会带来任何性能影响。
将DocumentFragment添加至真正的文档树中这一步操作处理的不是DocumentFragment自身而是DocumentFragment的全部子节点。对DocumentFragment的操作来说只会产生一次浏览器重排和重绘的操作相比于频繁操作真实DOM元素的方法会有很大的性能提升。

不推荐

<ul id="list"></ul>
<script>
    var list = document.querySelector('#list');
    for (var i = 0; i < 100; i++) {
        var li = document.createElement('li');
        var text = document.createTextNode('节点' + i);
        li.append(text);
        list.append(li);
    }
</script>

推荐

<script>
    var list = document.querySelector('#list2');
    // 1.创建新的DocumentFragment对象
    var fragment = document.createDocumentFragment();
    for (var i = 0; i < 100; i++) {
        var li = document.createElement('li');
        var text = document.createTextNode('节点' + i);
        li.append(text);
        // 2.将新增的元素添加至DocumentFragment对象中
        fragment.append(li);
    }
    // 3.处理DocumentFragment对象
    list.append(fragment);
</script>