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前端性能原理解读(一)

1、网页的生成过程

  要了解网页性能好不好,那就必须先了解网页是怎么生成的

  1. HTML转换为DOM节点
  2. CSS转换为CSSOM(CSS Object Model)
  3.  DOM与CSSOM结合生成一个渲染树(包含每一个节点的视觉信息)
  4. 生成布局:即将所有渲染树的所有节点进行平面合成
  5. 将布局绘制(paint)在屏幕上

  这五步里面,第一步到第三步都非常快,耗时的是第四步和第五步。"生成布局"(flow)和"绘制"(paint)这两步,合称为"渲染"(render)。


 2、重绘与重排

  网页生成的时候,至少会渲染一次,用户访问的过程中还会不断渲染。以下3中情况会导致网页重新渲染。

  • 修改DOM
  • 修改样式表
  • 用户事件(比如鼠标悬停、页面滚动、输入框键入文字、改变窗口大小等等)

  重新渲染就需要重新生成布局、重新绘制。前者叫做“重排”(reflow),后者叫做“重绘”(repaint)

  需要注意的是, "重绘"不一定需要"重排" ,比如改变某个网页元素的颜色,就只会触发"重绘",不会触发"重排",因为布局没有改变。但是, "重排"必然导致"重绘" ,比如改变一个网页元素的位置,就会同时触发"重排"和"重绘",因为布局改变了。


 3、对于性能的影响

  重绘与重排会不断触发、这是不可避免的。但是,他们非常耗费资源,是导致网页性能低下的根本原因。

  提高网页性能就是要降低“重绘”和“重排”的频率和成本、尽量少触发重新渲染。

  前面提到,DOM变动和样式变动都会触发重新渲染。但是浏览器已经很智能了,会尽量把所有的变动集中在一起,排成一个队列,然后一次性执行,尽量避免多次重新渲染。

//div元素有两个样式变动,但是浏览器只会触发一次重排和重绘。div.style.color = ‘blue‘;div.style.marginTop = ‘30px‘;
//如果写得不好,就会触发两次重排和重绘。div.style.color = ‘blue‘;var margin = parseInt(div.style.marginTop);div.style.marginTop = (margin + 10) + ‘px‘;//上面代码对div元素设置背景色以后,第二行要求浏览器给出该元素的位置,所以浏览器不得不立即重排。

一般来说,样式的写操作之后,如果有下面这些属性的读操作,都会引发浏览器立即重新渲染。

  • offsetTop/offsetLeft/offsetWidth/offsetHeight
  • scrollTop/scrollLeft/scrollWidth/scrollHeight
  • clientTop/clientLeft/clientWidth/clientHeight
  • getComputedStyle()
//所以,从性能角度考虑,尽量不要把读操作和写操作,放在一个语句里面。// baddiv.style.left = div.offsetLeft + 10 + "px";div.style.top = div.offsetTop + 10 + "px";// goodvar left = div.offsetLeft;var top  = div.offsetTop;div.style.left = left + 10 + "px";div.style.top = top + 10 + "px";

一般的规则是:

  • 样式表越简单,重排和重绘就越快。
  • 重排和重绘的DOM元素层级越高,成本就越高。
  • table元素的重排和重绘成本,要高于div元素

 4、提高性能的9个技巧

  • DOM 的多个读操作(或多个写操作),应该放在一起。不要两个读操作之间,加入一个写操作。
  • 如果某个样式是通过重排得到的,那么最好缓存结果。避免下一次用到的时候,浏览器又要重排。
  • 不要一条条地改变样式,而要通过改变class,或者csstext属性,一次性地改变样式。
// badvar left = 10;var top = 10;el.style.left = left + "px";el.style.top  = top  + "px";// good el.className += " theclassname";// goodel.style.cssText += "; left: " + left + "px; top: " + top + "px;";
  • 尽量使用离线DOM,而不是真实的网面DOM,来改变元素样式。比如,操作Document Fragment对象,完成后再把这个对象加入DOM。再比如,使用 cloneNode() 方法,在克隆的节点上进行操作,然后再用克隆的节点替换原始节点。
  • 先将元素设为 display: none (需要1次重排和重绘),然后对这个节点进行100次操作,最后再恢复显示(需要1次重排和重绘)。这样一来,你就用两次重新渲染,取代了可能高达100次的重新渲染。
  • position属性为absolute或fixed的元素,重排的开销会比较小,因为不用考虑它对其他元素的影响。
  • 只在必要的时候,才将元素的display属性为可见,因为不可见的元素不影响重排和重绘。另外,visibility : hidden 的元素只对重排有影响,不影响重绘。

 5、刷新率  

  很多时候,密集的重新渲染是无法避免的,比如scroll事件的回调函数和网页动画。

  网页动画的每一帧(frame)都是一次重新渲染。每秒低于24帧的动画,人眼就能感受到停顿。 一般的网页动画,需要达到每秒30帧到60帧的频率,才能比较流畅。 如果能达到每秒70帧甚至80帧,就会极其流畅。

  大多数显示器的刷新频率是60Hz,为了与系统一致,以及节省电力,浏览器会自动按照这个频率,刷新动画(如果可以做到的话)。

  所以,如果网页动画能够做到每秒60帧,就会跟显示器同步刷新,达到最佳的视觉效果。这意味着, 一秒之内进行60次重新渲染,每次重新渲染的时间不能超过16.66毫秒。

  一秒之间能够完成多少次重新渲染,这个指标就被称为"刷新率",英文为FPS(frame per second)。60次重新渲染,就是60FPS。


 6、开发者工具的Timeline面板

  Chrome浏览器开发者工具的Timeline面板,是查看"刷新率"的最佳工具。

备注:本文是照抄我最佩服的阮一峰老师的博客、目的是为了增强记忆。原文:http://www.tuicool.com/articles/UfqiQvf

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