【DOM】重绘与重排详解及在性能优化中的应用

DOM树

表示页面结构

渲染树

表示DOM节点如何展示

DOM树中需要展示的节点在渲染树中至少存在一个对应的节点（隐藏的DOM元素在渲染树中没有对应的节点）。渲染树中的节点被称为“帧（frames）”或“盒（boxes）”。符合CSS模型的定义。理解页面元素为一个具有内边距、外边距、边框、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 paint）页面元素。

当DOM元素变化影响了元素的集合属性（宽和高）——比如改变边框宽度或者给段落添加文字，导致行数增加——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（reflow）”。完成重排后，阅览器会重新绘制受影响的部分到屏幕中，该过程称为 “ 重绘（repaint）＂。

并不是所有的DOM变化都会影响几何属性。例如，改变一个元素的背景色并不会影响色的宽和高。在这种情况下，只会发生一次重绘（不需要重排），因为元素的布局并没有改变。

重绘和重排操作都是代价昂贵的操作，它们会导致 Web 应用程序的 UI 反应迟钝。所以，应当尽可能减少这类过程的发生。

重排何时发生

正如前文所提到的，当页面布局和几何属性改变时就需要“重排”。下述情况中会发生重排。

添加或删除可见的DOM元素。
元素位置改变。
元素尺寸改变（包括：夕｜、边距、内边距、边框厚度、宽度、高度等属性改变）。内容改变，例如：文本改变或图片被另一个不同尺寸的图片替代。
页面谊染器初始化。
浏览器窗口尺寸改变。

根据改变的范围和程度，渲染树中或大或小的对应的部分也需要重新计算。有些改变会触发整个页面的重排：例如，当滚动条出现时。

渲染树变化的排队与刷新

由干每次重排都会产生计算消耗，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。然而，你可能会（经常不知不觉）强制刷新队列并要求计划任务立刻执行。获取布局信息的操作会导致歹lj队刷新，比如以下方法：

offsetTop, offsetleft, offsetWidth, offsetHeight
scrollTop, scrollleft, scrollWidth, scrollHeight
clientTop, clientleft, clientWidth, clientHeight
getComputedStyle() (currentStyle in IE)

以上属性和方在是需要返回最新的布局信息，因此浏览器不得不执行渲染列队中的 “待处理变化” 井触发重排以返回正确的值。

在修改样式的过程中，最好避免使用上面列出的属性。它们都会刷新渲染队列，即使你是在获取最近未发生改变的或者与最新改变无关的布局信息。

最小化重绘和重排

重绘和重排可能代价非常昂贵，因此一个好的提高程序响应速度的策略就是减少此类操作的发生。为了减少发生次数，应该合并多次对DOM和样式的修改，然后一次处理掉。

改变样式

考虑这个例子：

var el= document.getElementByid( 'mydiv'); 
el.style.borderleft ＝ 'lpx'  
el. style.borderRight ＝ '2px '
el. style.padding ＝ '5px'

示例中有三个样式属性被改变，每一个都会影响元素的几何结构。最糟糕的情况下，会导致浏览器触发三次重排。大部分现代浏览器为此做了优化，只会触发一次重排，但是在旧版浏览器中或者有一个分离的异步处理过程时（比如使用计时器），仍然效率低下。如果在上面代码执行时，有其他代码请求布局信息，这会导致触发三次重排。而且，这段代码四次访问DOM，可以被优化。

够达到同样效果且效率更高的方式是：合并所有的改变然后一次处理，这样只会修改DOM一次。使用cssText属性可以实现：

el.style.cssText += ' ;border-left: 1px' ;

另一个一次性修改样式的办法是修改 css的class名称，而不是修改内联样式。这种方法适合那些不依赖于运行逻辑和计算的情况。改变 css 的class名称的方也更清晰，更易于维护。它有助于保持你的脚本与免除显示性代码，尽管它可能带来轻微的性能影响，因为改变类时需要检查级联样式。

var el= document.getElementByld('mydiv'); 
el.className ＝'active'

批量修改DOM

当需要对DOM元素进行一系列操作时，可以通过以下步骤来减少重绘和重排的次数：

使元素脱离文档流。
对其应用多重改变。
把元素带回文档中。

该过程里会触发两次重排一一一第一步和第三步。如果你忽略这两个步骤，那么在第二步所产生的任何修改都会触发一次重排。

有三种基本方法可以使DOM脱离文档：

隐藏元素，应用修改，重新显示。
使用文档片断（docuement fragment）在当前DOM之外构建一个子树，再把它拷贝回文档。
将原始元素拷贝到一个脱离文档的节点中，改副本，完成后再替换原始元素。

缓存布局信息

如前文所述，浏览器尝试通过队列化修改和批量执行的方式最小化重排次数。当你查询布局信息时，比如获取偏移量（offsets）、滚动位置（scroll values）或计算出的样式值(computedsytle values）时，浏览器为了返回最新值，会刷新队列并应用所有变更。最好的做法是尽量减少布局信息的获取次数，获取后把它赋值给局部变量，然后再操作局部变量。

考虑一个例子，把myElement元素沿对角线移动，每次移动一个像素，从100像素×100像素的位置开始，到500像素x500像素的位置结束。在timeout循环体中你可以使用下面的方法：

／／低效的
myElement.style.left = 1 + myElement.offsetLeft ＋'px'
myElement.style.top = 1 + myElement.offsetTop ＋'px'
if (myElement.offsetLeft >= 500) { 
	stop()
}

这种方法效率低下，因为元素每次移动时都会查询偏移量，导致浏览器刷新渲染列队而不利于优化。一个更好的方法是，获取一次起始位置的值，然后将其赋值给一个变量，比如var current = myElement.offsetleft。然后，在动画循环中，直接使用current变量而不再用偏移量：

current++ 
myElement.style.left = current＋'px'
myElement.style.top = current＋'px'
if (current >= 500) { 
	stop()
}

让元素脱离动画流

用展开／折叠的方式来显示和隐藏部分页面是一种常见的交互模式。它通常包括展开区域的几何动画，井将页面其他部分推向下方。

一般来说，重排只影响渲染树中的一小部分，但也可能影响很大的部分，甚至整个渲染树。浏览器所需要重排的次数越少，应用程序的响应速度就越快。因此当页面顶部的一个动画推移页面整个余下的部分时，会导致一次代价昂贵的大规模重排，让用户感到页面一顿一顿的。渲染树中需要重新计算的节点越多，情况就会越糟。

使用以下步嘱可以避免页面中的大部分重排：

使用绝对位置定位页面上的动画元素，将其脱离文档流。
让元素动起来。当它扩大时，会的时覆盖部分页面。但只是页面一个区域的重绘过程，不会产生重排并重绘页面的大部分内容。
当动画结束时恢复定位，从而只会下移一次文档的其他元素。

IE和：hover

从IE 7开始，IE允许在任何元素（严格模式下）上使用：hover这个 css 伪选择器。然而，如果你有大量元素使用了：hover，那么会降低响应速度。此问题在IE8中更为明显。

例如，如果你创建一个5列和500～1000行的表格，并使用tr:hover改变背景色来高亮显示鼠标所在的当前行，当鼠标在表格上移动时，性能会降低。高亮过程会变慢， CPU使用率会提高到80%～90%。所以在元素很多时应避免使用这种效果，比如很大的表格或很长的列表。

标签：浏览器,DOM,元素,渲染,重排,重绘,页面
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