高性能JavaScript 重排与重绘(2)

先回顾下前一篇文章高性能JavaScript DOM编程,主要提了两点优化,一是尽量减少DOM的访问,而把运算放在ECMAScript这一端,二是尽量缓存局部变量,比如length等等,最后介绍了两个新的API querySelector()以及querySelectorAll(),在做组合选择的时候可以大胆使用。而本文主要讲的是DOM编程可能最耗时的地方,重排和重绘

高性能JavaScript 重排与重绘(2)

1、什么是重排和重绘
浏览器下载完页面中的所有组件——HTML标记、JavaScript、CSS、图片之后会解析生成两个内部数据结构——DOM树和渲染树。

DOM树表示页面结构,渲染树表示DOM节点如何显示。DOM树中的每一个需要显示的节点在渲染树种至少存在一个对应的节点(隐藏的DOM元素disply值为none 在渲染树中没有对应的节点)。渲染树中的节点被称为“帧”或“盒",符合CSS模型的定义,理解页面元素为一个具有填充,边距,边框和位置的盒子。一旦DOM和渲染树构建完成,浏览器就开始显示(绘制)页面元素。

当DOM的变化影响了元素的几何属性(宽或高),浏览器需要重新计算元素的几何属性,同样其他元素的几何属性和位置也会因此受到影响。浏览器会使渲染树中受到影响的部分失效,并重新构造渲染树。这个过程称为重排。完成重排后,浏览器会重新绘制受影响的部分到屏幕,该过程称为重绘。由于浏览器的流布局,对渲染树的计算通常只需要遍历一次就可以完成。但table及其内部元素除外,它可能需要多次计算才能确定好其在渲染树中节点的属性,通常要花3倍于同等元素的时间。这也是为什么我们要避免使用table做布局的一个原因。

并不是所有的DOM变化都会影响几何属性,比如改变一个元素的背景色并不会影响元素的宽和高,这种情况下只会发生重绘。

2、重排和重绘的代价究竟多大
重排和重绘的代价有多大?我们再回到前文那个过桥的例子上,细心的你可能会发现了,千倍的时间差并不是由于“过桥”一手造成的,每次“过桥”其实都伴随着重排和重绘,而耗能的绝大部分也正是在这里!

var times = 15000; // code1 每次过桥+重排+重绘 console.time(1); for(var i = 0; i < times; i++) { document.getElementById('myDiv1').innerHTML += 'a'; } console.timeEnd(1); // code2 只过桥 console.time(2); var str = ''; for(var i = 0; i < times; i++) { var tmp = document.getElementById('myDiv2').innerHTML; str += 'a'; } document.getElementById('myDiv2').innerHTML = str; console.timeEnd(2); // code3 console.time(3); var _str = ''; for(var i = 0; i < times; i++) { _str += 'a'; } document.getElementById('myDiv3').innerHTML = _str; console.timeEnd(3); // 1: 2874.619ms // 2: 11.154ms // 3: 1.282ms

数据是不会撒谎的,看到了吧,多次访问DOM对于重排和重绘来说,耗时简直不值一提了。

3、重排何时发生
很显然,每次重排,必然会导致重绘,那么,重排会在哪些情况下发生?

1、添加或者删除可见的DOM元素
2、元素位置改变
3、元素尺寸改变
4、元素内容改变(例如:一个文本被另一个不同尺寸的图片替代)
5、页面渲染初始化(这个无法避免)
6、浏览器窗口尺寸改变
这些都是显而易见的,或许你已经有过这样的体会,不间断地改变浏览器窗口大小,导致UI反应迟钝(某些低版本IE下甚至直接挂掉),现在你可能恍然大悟,没错,正是一次次的重排重绘导致的!

4、渲染树变化的排队和刷新
思考下面代码:

var ele = document.getElementById('myDiv'); ele.style.borderLeft = '1px'; ele.style.borderRight = '2px'; ele.style.padding = '5px';

乍一想,元素的样式改变了三次,每次改变都会引起重排和重绘,所以总共有三次重排重绘过程,但是浏览器并不会这么笨,它会把三次修改“保存”起来(大多数浏览器通过队列化修改并批量执行来优化重排过程),一次完成!但是,有些时候你可能会(经常是不知不觉)强制刷新队列并要求计划任务立即执行。获取布局信息的操作会导致队列刷新,比如:

1.offsetTop, offsetLeft, offsetWidth, offsetHeight
2.scrollTop, scrollLeft, scrollWidth, scrollHeight
3.clientTop, clientLeft, clientWidth, clientHeight
4.getComputedStyle() (currentStyle in IE)
将上面的代码稍加修改:

var ele = document.getElementById('myDiv'); ele.style.borderLeft = '1px'; ele.style.borderRight = '2px'; // here use offsetHeight // ... ele.style.padding = '5px';

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