网页的渲染过程及优化

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网页的渲染过程以及优化

页面生成的过程

1. 浏览器识别HTML代码，按照深度优先的原则解析每一个节点（包括display: none的节点）形成一个DOMTree。
2. 浏览器把所有样式(用户定义的CSS和用户代理)解析成样式结构体即CSSOM（CSS Object Model），在解析的过程中会去掉浏览器不能识别的样式，比如IE会去掉-moz开头的样式，而FF会去掉_开头的样式。
3. 将DOMTree和CSSOM结合，生成一颗renderTree渲染树。renderTree能识别样式，包含每个节点的视觉信息。注意renderTree不包含隐藏的节点 (比如display:none的节点，还有head节点)，因为这些节点不会用于呈现，而且不会影响呈现的，所以就不会包含到 renderTree中。注意 visibility:hidden隐藏的元素还是会包含到 render tree中的，因为visibility:hidden 会影响布局(layout)，会占有空间。
4. 生成布局（layout），即将所有渲染树的所有节点进行平面合成。
5. 布局绘制（paint）在屏幕上。

注意这5步中，耗时的是第4步和第5步，前3步都很快。
生成布局（flow）和绘制（paint）这两步合称为渲染。

重绘（repaint）和重排（reflow）

网页生成的时候，至少会渲染一次。用户访问的过程中，还会不断重新渲染。
以下三种情况，会导致网页重新渲染。

1. 修改DOM
2. 修改样式表
3. 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和重新绘制。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。

重绘和重排对性能的影响

重排和重绘会不断触发，这是不可避免的。但是，它们非常耗费资源，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"重排"和"重绘"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.style.color = 'blue';
div.style.marginTop = '30px';
上面代码中，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。

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。
// bad
div.style.left = div.offsetLeft + 10 + "px";
div.style.top = div.offsetTop + 10 + "px";
// good
var 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：

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

网页性能优化的技巧

1. 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。

2. 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。

3. 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。
   // bad
   var left = 10;
   var top = 10;
   el.style.left = left + "px";
   el.style.top = top + "px";
   // good
   el.className += " theclassname";
   // good
   el.style.cssText += "; left: " + left + "px; top: " + top + "px;";

4. 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。

5. 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。

6. 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。

7. 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的元素只对重绘有影响，不影响重排。

8. 使用虚拟DOM的脚本库，比如React等。

9. 使用 window.requestAnimationFrame()、window.requestIdleCallback() 这两个方法调节重新渲染。

参考链接

http://www.ruanyifeng.com/blog/2015/09/web-page-performance-in-depth.html