css重繪與迴流

高性能WEB開發之頁面呈現、重繪、迴流(1)

2011-04-25 10:11 BearRui BearRui的Blog 字號：T | T

在討論頁面重繪、迴流以前。須要對頁面的呈現流程有些瞭解，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。可能不一樣的瀏覽器略微會有些不一樣。但基本上都是相似的。

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在討論頁面重繪、迴流以前。須要對頁面的呈現流程有些瞭解，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。可能不一樣的瀏覽器略微會有些不一樣。但基本上都是相似的。

1. 瀏覽器把獲取到的html代碼解析成1個Dom樹，html中的每一個tag都是Dom樹中的1個節點，根節點就是咱們經常使用的document對象( tag)。dom樹就是咱們用firebug或者IE Developer Toolbar等工具看到的html結構，裏面包含了全部的html tag，包括display:none隱藏，還有用JS動態添加的元素等。

2. 瀏覽器把全部樣式(主要包括css和瀏覽器的樣式設置)解析成樣式結構體，在解析的過程當中會去掉瀏覽器不能識別的樣式，好比IE會去掉-moz開頭的樣式，而firefox會去掉_開頭的樣式。

三、dom tree和樣式結構體結合後構建呈現樹(render tree),render tree有點相似於dom tree，但其實區別有很大，render tree能識別樣式，render tree中每一個node都有本身的style，並且render tree不包含隱藏的節點(好比display:none的節點，還有head節點)，由於這些節點不會用於呈現，並且不會影響呈現的，因此就不會包含到render tree中。注意 visibility:hidden隱藏的元素仍是會包含到render tree中的，由於visibility:hidden 會影響佈局(layout)，會佔有空間。根據css2的標準，render tree中的每一個節點都稱爲box(Box dimensions)，box全部屬性：width,height,margin,padding,left,top,border等。

4. 一旦render tree構建完畢後，瀏覽器就能夠根據render tree來繪製頁面了。

迴流與重繪

1. 當render tree中的一部分(或所有)由於元素的規模尺寸，佈局，隱藏等改變而須要從新構建。這就稱爲迴流(其實我以爲叫從新佈局更簡單明瞭些)。每一個頁面至少須要一次迴流，就是在頁面第一次加載的時候。

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

注：從上面能夠看出，迴流必將引發重繪，而重繪不必定會引發迴流。

什麼操做會引發重繪、迴流

其實任何對render tree中元素的操做都會引發迴流或者重繪，好比：

1. 添加、刪除元素(迴流+重繪)

2. 隱藏元素，display:none(迴流+重繪)，visibility:hidden(只重繪，不迴流)

3. 移動元素，好比改變top,left(jquery的animate方法就是,改變top,left不必定會影響迴流)，或者移動元素到另外1個父元素中。(重繪+迴流)

4. 對style的操做(對不一樣的屬性操做，影響不同)

5. 還有一種是用戶的操做，好比改變瀏覽器大小，改變瀏覽器的字體大小等(迴流+重繪)

讓咱們看看下面的代碼是如何影響迴流和重繪的:

var s = document.body.style;    s.padding = "2px"; // 迴流+重繪  s.border = "1px solid red"; // 再一次 迴流+重繪   s.color = "blue"; // 再一次重繪  s.backgroundColor = "#ccc"; // 再一次 重繪   s.fontSize = "14px"; // 再一次 迴流+重繪   // 添加node，再一次 迴流+重繪  document.body.appendChild(document.createTextNode('abc!'));

請注意我上面用了多少個再一次。

說到這裏你們都知道迴流比重繪的代價要更高，迴流的花銷跟render tree有多少節點須要從新構建有關係，假設你直接操做body，好比在body最前面插入1個元素，會致使整個render tree迴流，這樣代價固然會比較高，但若是是指body後面插入1個元素，則不會影響前面元素的迴流。

聰明的瀏覽器

從上個實例代碼中能夠看到幾行簡單的JS代碼就引發了6次左右的迴流、重繪。並且咱們也知道迴流的花銷也不小，若是每句JS操做都去迴流重繪的話，瀏覽器可能就會受不了。因此不少瀏覽器都會優化這些操做，瀏覽器會維護1個隊列，把全部會引發迴流、重繪的操做放入這個隊列，等隊列中的操做到了必定的數量或者到了必定的時間間隔，瀏覽器就會把flush隊列，進行一個批處理。這樣就會讓屢次的迴流、重繪變成一次迴流重繪。

雖然有了瀏覽器的優化，但有時候咱們寫的一些代碼可能會強制瀏覽器提早flush隊列，這樣瀏覽器的優化可能就起不到做用了。當你請求向瀏覽器請求一些style信息的時候，就會讓瀏覽器flush隊列，好比：

1. offsetTop, offsetLeft, offsetWidth, offsetHeight

2. scrollTop/Left/Width/Height

3. clientTop/Left/Width/Height

4. width,height

5. 請求了getComputedStyle(), 或者 ie的 currentStyle

當你請求上面的一些屬性的時候，瀏覽器爲了給你最精確的值，須要flush隊列，由於隊列中可能會有影響到這些值的操做。

如何減小回流、重繪

減小回流、重繪其實就是須要減小對render tree的操做，並減小對一些style信息的請求，儘可能利用好瀏覽器的優化策略。具體方法有：

1. 不要1個1個改變元素的樣式屬性，最好直接改變className，但className是預先定義好的樣式，不是動態的，若是你要動態改變一些樣式，則使用cssText來改變，見下面代碼：

// 很差的寫法  var left = 1;  var top = 1;  el.style.left = left + "px";  el.style.top  = top  + "px";   // 比較好的寫法   el.className += " className1";   // 比較好的寫法   el.style.cssText += "; left: " + left + "px; top: " + top + "px;";

2. 讓要操做的元素進行"離線處理"，處理完後一塊兒更新，這裏所謂的"離線處理"即讓元素不存在於render tree中，好比：

a) 使用documentFragment或div等元素進行緩存操做，這個主要用於添加元素的時候，你們應該都用過，就是先把全部要添加到元素添加到1個div(這個div也是新加的)，

最後才把這個div append到body中。

b) 先display:none 隱藏元素，而後對該元素進行全部的操做，最後再顯示該元素。因對display:none的元素進行操做不會引發迴流、重繪。因此只要操做只會有2次迴流。

3 不要常常訪問會引發瀏覽器flush隊列的屬性，若是你確實要訪問，就先讀取到變量中進行緩存，之後用的時候直接讀取變量就能夠了，見下面代碼：

// 別這樣寫，大哥  for(循環) {      elel.style.left = el.offsetLeft + 5 + "px";      elel.style.top  = el.offsetTop  + 5 + "px";  }   // 這樣寫好點  var left = el.offsetLeft,top  = el.offsetTop,s = el.style;  for(循環) {      left += 10;      top  += 10;      s.left = left + "px";      s.top  = top  + "px";  }

4. 考慮你的操做會影響到render tree中的多少節點以及影響的方式，影響越多，花費確定就越多。好比如今不少人使用jquery的animate方法移動元素來展現一些動畫效果，想一想下面2種移動的方法：

// block1是position:absolute 定位的元素，它移動會影響到它父元素下的全部子元素。  // 由於在它移動過程當中，全部子元素須要判斷block1的z-index是否在本身的上面，  // 若是是在本身的上面,則須要重繪,這裏不會引發迴流  $("#block1").animate({left:50});  // block2是相對定位的元素,這個影響的元素與block1同樣，可是由於block2非絕對定位  // 並且改變的是marginLeft屬性，因此這裏每次改變不但會影響重繪，  // 還會引發父元素及其下元素的迴流  $("#block2").animate({marginLeft:50});

實例測試

最後用2個工具對上面的理論進行一些測試，這2個工具是在我 "web 性能測試工具推薦" 文章中推薦過的工具，分別是：dynaTrace(測試ie),Speed Tracer(測試Chrome)。

第一個測試代碼不改變元素的規則，大小，位置。只改變顏色，因此不存在迴流，僅測試重繪，代碼以下：

<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, '');          }      function testOneByOne(){        s.color = 'red';;        tmp = computed.backgroundColor;        s.color = 'white';        tmp = computed.backgroundImage;        s.color = 'green';        tmp = computed.backgroundAttachment;      }            function testAll() {        s.color = 'yellow';        s.color = 'pink';        s.color = 'blue';                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>

testOneByOne 函數改變3次color,其中每次改變後調用getComputedStyle,讀取屬性值(按咱們上面的討論，這裏會引發隊列的flush)，testAll一樣是改變3次color，可是每次改變後並不立刻調用getComputedStyle。

咱們先點擊Test One by One按鈕，而後點擊 Test All,用dynaTrace監控以下：

上圖能夠看到咱們執行了2次button的click事件，每次click後都跟一次rendering(頁面重繪)，2次click函數執行的時間都差很少,0.25ms,0.26ms，但其後的rendering時間就相差一倍多。(這裏也能夠看出，其實不少時候前端的性能瓶頸並不在於JS的執行，而是在於頁面的呈現，這種狀況在用JS作到富客戶端中更爲突出)。咱們再看圖的下面部分，這是第一次rendering的詳細信息，能夠看到裏面有2行是 Scheduleing layout task，這個就是咱們前面討論過的瀏覽器優化過的隊列，能夠看出咱們引起2次的flush。

再看第二次rendering的詳細信息，能夠看出並無Scheduleing layout task,因此此次rendering的時間也比較短。

測試代碼2：這個測試跟第一次測試的代碼很相似，但加上了對layout的改變，爲的是測試迴流。

<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd"> <html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml"> <head> </head> <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, '');          }      function testOneByOne(){        s.color = 'red';        s.padding = '1px';        tmp = computed.backgroundColor;        s.color = 'white';        s.padding = '2px';        tmp = computed.backgroundImage;        s.color = 'green';        s.padding = '3px';        tmp = computed.backgroundAttachment;      }            function testAll() {        s.color = 'yellow';        s.padding = '4px';        s.color = 'pink';        s.padding = '5px';        s.color = 'blue';        s.padding = '6px';                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>

用dynaTrace監控以下：

相信這圖不用多說你們都能看懂了吧，能夠看出有了迴流後，rendering的時間相比以前的只重繪，時間翻了3倍了，可見迴流的高成本性啊。

你們看到時候注意明細處相比以前的多了個 Calcalating flow layout。

最後再使用Speed Tracer測試一下，其實結果是同樣的，只是讓你們瞭解下2個測試工具：

測試1：

圖上第一次點擊執行2ms(其中有50% 用於style Recalculation), 第二次1ms，並且第一次click後面也跟了2次style Recalculation,而第二次點擊卻沒有style Recalculation。

可是此次測試發現paint重繪的時間居然是同樣的，都是3ms，這可能就是chrome比IE強的地方吧。

測試2：

從圖中居然發現第二次的測試結果在時間上跟第一次的徹底同樣，這多是由於操做太少，而chrome又比較強大，因此沒能測試明顯結果出來，

但注意圖中多了1個紫色部分，就是layout的部分。也就是咱們說的迴流。