前端性能优化之重排和重绘

前言，最近利用碎片时间拜读了一下尼古拉斯的另一巨作《高性能JavaScript》，今天写的文章从“老生常谈”的页面重绘和重排入手，去探究这两个概念在页面性能提升上的作用。

一.重排 & 重绘

有经验的大佬对这个概念一定不会陌生，“浏览器输入URL发生了什么”。估计大家已经烂熟于心了，从计算机网络到JS引擎，一路飞奔到浏览器渲染引擎。 经验越多就能理解的越深。感兴趣的同学可以看一下这篇文章，深度和广度俱佳 从输入 URL 到页面加载的过程？如何由一道题完善自己的前端知识体系！

切回正题，我们继续探讨何为重排。浏览器下载完页面所有的资源后，就要开始构建DOM树，于此同时还会构建渲染树(Render Tree)。（其实在构建渲染树之前，和DOM树同期会构建Style Tree。DOM树与Style Tree合并为渲染树）

• DOM树
  表示页面的结构
• 渲染树
  表示页面的节点如何显示

一旦渲染树构建完成，就要开始绘制（paint）页面元素了。当DOM的变化引发了元素几何属性的变化，比如改变元素的宽高，元素的位置，导致浏览器不得不重新计算元素的几何属性，并重新构建渲染树，这个过程称为“重排”。完成重排后，要将重新构建的渲染树渲染到屏幕上，这个过程就是“重绘”。简单的说，重排负责元素的几何属性更新，重绘负责元素的样式更新。而且，重排必然带来重绘，但是重绘未必带来重排。比如，改变某个元素的背景，这个就不涉及元素的几何属性，所以只发生重排。

二. 重排触发机制

上面已经提到了，重排发生的根本原理就是元素的几何属性发生了改变，那么我们就从能够改变元素几何属性的角度入手

• 添加或删除可见的DOM元素
• 元素位置改变
• 元素本身的尺寸发生改变
• 内容改变
• 页面渲染器初始化
• 浏览器窗口大小发生改变

三. 如何进行性能优化

重绘和重排的开销是非常昂贵的，如果我们不停的在改变页面的布局，就会造成浏览器耗费大量的开销在进行页面的计算，这样的话，我们页面在用户使用起来，就会出现明显的卡顿。现在的浏览器其实已经对重排进行了优化，比如如下代码：

var div = document.querySelector('.div');
div.style.width = '200px';
div.style.background = 'red';
div.style.height = '300px';

比较久远的浏览器，这段代码会触发页面2次重排，在分别设置宽高的时候，触发2次，当代的浏览器对此进行了优化，这种思路类似于现在流行的MVVM框架使用的虚拟DOM，对改变的DOM节点进行依赖收集，确认没有改变的节点，就进行一次更新。但是浏览器针对重排的优化虽然思路和虚拟DOM接近，但是还是有本质的区别。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。也就是说上面那段代码其实在现在的浏览器优化下，只构成一次重排。

但是还是有一些特殊的元素几何属性会造成这种优化失效。比如：

• offsetTop, offsetLeft，...
• scrollTop, scrollLeft, ...
• clientTop, clientLeft, ...
• getComputedStyle() (currentStyle in IE)

为什么造成优化失效呢？仔细看这些属性，都是需要实时回馈给用户的几何属性或者是布局属性，当然不能再依靠浏览器的优化，因此浏览器不得不立即执行渲染队列中的“待处理变化”，并随之触发重排返回正确的值。

接下来深入的介绍几种性能优化的小TIPS

3.1 最小化重绘和重排

既然重排&重绘是会影响页面的性能，尤其是糟糕的JS代码更会将重排带来的性能问题放大。既然如此，我们首先想到的就是减少重排重绘。

3.1.1. 改变样式

考虑下面这个例子：

// javascript
var el = document.querySelector('.el');
el.style.borderLeft = '1px';
el.style.borderRight = '2px';
el.style.padding = '5px';

这个例子其实和上面那个例子是一回事儿，在最糟糕的情况下，会触发浏览器三次重排。然鹅更高效的方式就是合并所有的改变一次处理。这样就只会修改DOM节点一次，比如改为使用cssText属性实现：

var el = document.querySelector('.el');
el.style.cssText = 'border-left: 1px; border-right: 2px; padding: 5px';

沿着这个思路，聪明的老铁一定就说了，你直接改个类名不也妥妥的。没错，还有一种减少重排的方法就是切换类名，而不是使用内联样式的cssText方法。使用切换类名就变成了这样：

// css 
.active {
    padding: 5px;
    border-left: 1px;
    border-right: 2px;
}
// javascript
var el = document.querySelector('.el');
el.className = 'active';

3.1.2 批量修改DOM

3.1.3 缓存布局信息

3.2让元素脱离动画流