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頁面重繪及回流的最佳化方法

一个新手
發布: 2017-09-18 09:34:49
原創
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在討論頁面重繪、回流之前。需要對頁面的呈現流程有些了解,頁面是怎麼把 html 結合 css 等顯示到瀏覽器上的,下面的流程圖顯示了瀏覽器對頁面的呈現的處理流程。可能不同的瀏覽器略微會有些不同。但基本上都是類似的。
頁面重繪及回流的最佳化方法

  1. 瀏覽器把取得到的HTML 程式碼解析成1個DOM樹,HTML 中的每個tag 都是DOM樹中的1個節點,根節點就是我們常用的document 物件。 DOM 樹裡包含了所有 HTML標籤,包括 display:none隱藏,還有用 JS動態加入的元素等。

  2. 瀏覽器把所有樣式(使用者定義的CSS和使用者代理)解析成樣式結構體,在解析的過程中會去掉瀏覽器不能辨識的樣式,例如IE會去掉-moz開頭的樣式,而FF會去掉_開頭的樣式。

3、DOM Tree 和樣式結構體組合後建構render tree, render tree 類似DOM tree,但差別很大,render tree 能辨識樣式,render tree 中每個NODE都有自己的style,而且render tree不包含隱藏的節點(例如display:none 的節點,還有head 節點),因為這些節點不會用來呈現,而且不會影響呈現的,所以就不會包含到render tree中。注意 visibility:hidden 隱藏的元素還是會包含到 render tree中的,因為 visibility:hidden 會影響佈局(layout),會佔有空間。根據CSS2的標準,render tree 中的每個節點稱為Box (Box dimensions),理解頁面元素為具有填充、邊距、邊框和位置的盒子。

  1. 一旦 render tree 建置完畢後,瀏覽器就可以根據 render tree 來繪製頁面了。

回流與重繪

  1. #當render tree 中的一部份(或全部)因為元素的規模尺寸,佈局,隱藏等改變而需要重新建構。這就稱為回流(reflow)。每個頁面至少需要一次回流,就是在頁面第一次載入的時候。在回流的時候,瀏覽器會使渲染樹中受到影響的部分失效,並重新建構這部分渲染樹,完成回流後,瀏覽器會重新繪製受影響的部分到螢幕中,該過程成為重繪。

  2. 當 render tree 中的一些元素需要更新屬性,而這些屬性只是影響元素的外觀,風格,而不會影響佈局的,例如 background-color。則就叫稱為重繪。

注意:回流必會引起重繪,而重繪不一定會造成回流。

回流何時發生:

當頁面佈局和幾何屬性改變時就需要回流。下述情況會發生瀏覽器回流:

1、新增或刪除可見的DOM元素;

2、元素位置改變;

##3、元素尺寸改變——邊距、填充、邊框、寬度和高度

4、內容改變——例如文字改變或圖片大小改變而引起的計算值寬度和高度改變;

5、頁面渲染初始化;

6、瀏覽器視窗尺寸改變-resize事件發生時;

讓我們看看下面的程式碼是如何影響回流和重繪的:

var s = document.body.style;
s.padding = "2px"; // 回流+重绘
s.border = "1px solid red"; // 再一次 回流+重绘
s.color = "blue"; // 再一次重绘
s.backgroundColor = "#ccc"; // 再一次 重绘
s.fontSize = "14px"; // 再一次 回流+重绘// 添加node,再一次 回流+重绘
document.body.appendChild(document.createTextNode('abc!'));
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說到這裡大家都知道回流比重繪的代價要更高,回流的花銷跟render tree 有多少節點需要重新構建有關係,假設你直接操作body,比如在body 最前面插入1個元素,會導致整個render tree 回流,這樣代價當然會比較高,但如果是指body 後面插入1個元素,則不會影響前面元素的回流

#聰明的瀏覽器

從上個實例程式碼可以看到幾行簡單的JS程式碼就造成了6次左右的回流、重繪。而且我們也知道回流的花銷也不小,如果每句JS操作都去回流重繪的話,瀏覽器可能就會受不了。所以很多瀏覽器都會優化這些操作,瀏覽器會維護1個隊列,把所有會引起回流、重繪的操作放入這個隊列,等隊列中的操作到了一定的數量或者到了一定的時間間隔,瀏覽器就會flush 佇列,進行一個批次。這樣就會讓多次的回流、重繪變成一次回流重繪。

雖然有了瀏覽器的最佳化,但有時候我們寫的一些程式碼可能會強制瀏覽器提前 flush 佇列,這樣瀏覽器的最佳化可能就起不到作用了。當你要求向瀏覽器請求一些style 資訊的時候,就會讓瀏覽器flush佇列,例如:

    offsetTop, offsetLeft, offsetWidth, offsetHeight
    scrollTop/Left/Width/Height
    clientTop/Left/Width/Height
    width,height
    请求了getComputedStyle(), 或者 IE的 currentStyle
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當你請求上面的一些屬性的時候,瀏覽器為了給你最精確的值,需要flush佇列,因為佇列中可能會有影響到這些值的操作。即使你取得元素的佈局和樣式資訊跟最近發生或改變的佈局資訊無關,瀏覽器都會強行刷新渲染佇列。

如何減少回流、重繪

#

减少回流、重绘 其实就是需要减少对 render tree 的操作(合并多次多DOM和样式的修改),并减少对一些style信息的请求,尽量利用好浏览器的优化策略。具体方法有:

  1. 直接改变className,如果动态改变样式,则使用cssText(考虑没有优化的浏览器)

// 不好的写法var left = 1;var top = 1;
el.style.left = left + "px";
el.style.top = top + "px";// 比较好的写法el.className += " className1";// 比较好的写法el.style.cssText += "; 
left: " + left + "px; 
top: " + top + "px;";
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  1. 让要操作的元素进行”离线处理”,处理完后一起更新

a) 使用 DocumentFragment 进行缓存操作,引发一次回流和重绘;
b) 使用 display:none 技术,只引发两次回流和重绘;
c) 使用 cloneNode(true or false) 和 replaceChild 技术,引发一次回流和重绘;

3.不要经常访问会引起浏览器 flush 队列的属性,如果你确实要访问,利用缓存

// 别这样写,大哥
for(循环) {
el.style.left = el.offsetLeft + 5 + "px";el.style.top = el.offsetTop + 5 + "px";}

// 这样写好点
var left = el.offsetLeft,
top = el.offsetTop,
s = el.style; for (循环) { 
left += 10; top += 10; s.left = left + "px"; s.top = top + "px"; }
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  1. 让元素脱离动画流,减少回流的Render Tree的规模

$("#block1").animate({left:50});
$("#block2").animate({marginLeft:50});
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实例测试

最后用2个工具对上面的理论进行一些测试,分别是:dynaTrace(测试ie),Speed Tracer(测试Chrome)。

第一个测试代码不改变元素的规则,大小,位置。只改变颜色,所以不存在回流,仅测试重绘,代码如下:

<body>
    <script type="text/javascript">
        var s = document.body.style;        var computed;        if (document.body.currentStyle) {
          computed = document.body.currentStyle;
        } else {
          computed = document.defaultView.getComputedStyle(document.body, &#39;&#39;);
        }    function testOneByOne(){
      s.color = &#39;red&#39;;;
      tmp = computed.backgroundColor;
      s.color = &#39;white&#39;;
      tmp = computed.backgroundImage;
      s.color = &#39;green&#39;;
      tmp = computed.backgroundAttachment;
    }    function testAll() {
      s.color = &#39;yellow&#39;;
      s.color = &#39;pink&#39;;
      s.color = &#39;blue&#39;;

      tmp = computed.backgroundColor;
      tmp = computed.backgroundImage;
      tmp = computed.backgroundAttachment;
    }    </script>    
    color test <br />
    <button onclick="testOneByOne()">Test One by One</button>
    <button onclick="testAll()">Test All</button></body>
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testOneByOne 函数改变3次color,其中每次改变后调用getComputedStyle,读取属性值(按我们上面的讨论,这里会引起队列的 flush),testAll 同样是改变3次color,但是每次改变后并不马上调用getComputedStyle。
我们先点击Test One by One按钮,然后点击 Test All,用dynaTrace监控如下:
頁面重繪及回流的最佳化方法

上图可以看到我们执行了2次button的click事件,每次click后都跟一次rendering,2次click函数执行的时间都差不多, 0.25ms,0.26ms,但其后的rendering时间就相差一倍多。(其实很多时候,前端的性能瓶颈并不在于JS的执行,而是在于页面的呈现,这种情况在富客户端中更为突出)。我们再看图的下面部分,这是第一次rendering的详细信息,可以看到里面有2行是 Scheduleing layout task,这个就是我们前面讨论过的浏览器优化过的队列,可以看出我们引发2次的flush。

頁面重繪及回流的最佳化方法

再看第二次rendering的详细信息,可以看出并没有Scheduleing layout task,所以这次rendering的时间也比较短。

测试代码2:这个测试跟第一次测试的代码很类似,但加上了对layout的改变,为的是测试回流。

 <script type="text/javascript">
        var s = document.body.style;        var computed;        if (document.body.currentStyle) {
          computed = document.body.currentStyle;
        } else {
          computed = document.defaultView.getComputedStyle(document.body, &#39;&#39;);
        }    function testOneByOne(){
      s.color = &#39;red&#39;;
      s.padding = &#39;1px&#39;;
      tmp = computed.backgroundColor;
      s.color = &#39;white&#39;;
      s.padding = &#39;2px&#39;;
      tmp = computed.backgroundImage;
      s.color = &#39;green&#39;;
      s.padding = &#39;3px&#39;;
      tmp = computed.backgroundAttachment;
    }    function testAll() {
      s.color = &#39;yellow&#39;;
      s.padding = &#39;4px&#39;;
      s.color = &#39;pink&#39;;
      s.padding = &#39;5px&#39;;
      s.color = &#39;blue&#39;;
      s.padding = &#39;6px&#39;;

      tmp = computed.backgroundColor;
      tmp = computed.backgroundImage;
      tmp = computed.backgroundAttachment;
    }    </script>  

    color test <br />
    <button onclick="testOneByOne()">Test One by One</button>
    <button onclick="testAll()">Test All</button>
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頁面重繪及回流的最佳化方法

这图可以看出,有了回流后,rendering的时间相比之前的只重绘,时间翻了3倍了,可见回流的高成本性啊。

大家看到时候注意明细处相比之前的多了个 Calcalating flow layout。

最后再使用Speed Tracer测试一下,其实结果是一样的,只是让大家了解下2个测试工具:

测试1:
頁面重繪及回流的最佳化方法

图上第一次点击执行2ms (其中有50% 用于style Recalculation), 第二次1ms,而且第一次click后面也跟了2次style Recalculation,而第二次点击却没有style Recalculation。
但是这次测试发现paint重绘的时间竟然是一样的,都是3ms,这可能就是chrome比IE强的地方吧。

测试2:
頁面重繪及回流的最佳化方法

从图中竟然发现第二次的测试结果在时间上跟第一次的完全一样,这可能是因为操作太少,而chrome又比较强大,所以没能测试明显结果出来。

但注意图中多了1个紫色部分,就是layout的部分。也就是我们说的回流。

以上是頁面重繪及回流的最佳化方法的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章!

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