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浏览器渲染页面过程描述,DOM编程技巧以及重排和重绘。

2015-12-09 18:10 JavaScript

一、浏览器渲染页过程描述


1、浏览器解析html源码,然后创建一个DOM树。


在DOM树中,每一个HTML标签都有一个对应的节点(元素节点),并且每一个文本也都有一个对应的节点(文本节点)。


DOM树的根节点就是documentElement,对应的是html标签。


2、浏览器解析CSS代码,计算出最终的样式数据。


对CSS代码中非法的语法它会直接忽略掉。


解析CSS的时候会按照如下顺序来定义优先级:浏览器默认设置,用户设置,外联样式,内联样式,html中的style(嵌在标签中的行间样式)。


3、创建完DOM树并得到最终的样式数据之后,构建一个渲染树。


渲染树和DOM树有点像,但是有区别。DOM树完全和html标签一一对应,而渲染树会忽略不需要渲染的元素(head、display:none的元素)。


渲染树中每一个节点都存储着对应的CSS属性。


4、当渲染树创建完成之后,浏览器就可以根据渲染树直接把页面绘制到屏幕上。


二、高性能Javascript DOM编程


我们知道,用脚本进行DOM操作的代价很昂贵。把DOM和ECMAScript各自想象为一个岛屿,它们之间用收费桥梁链接,ECMAScript每次访问DOM,都要经过这座桥,并交纳“过桥费”,访问DOM的次数越多,费用也就越高。因此,推荐的做法是尽量减少过桥的次数,努力呆在ECMAScript岛上。这是比喻非常形象。那么怎样才能高效呢?


1、DOM访问与修改


访问DOM元素是有代价的(这里其实和ajax调后台数据接口是一样,DOM是用于操作XML和HTML文档的应用程序接口,一次能完成的事不要请求多次),通过DOM获取元素之后,修改元素的代价更是昂贵,因为它会导致浏览器重新计算页面的几何变化(重排和重绘)。


例子:


var times = 15000;


//code1


console.time('time1');


for(var i=0; i<times; i++){


  document.getElementById('myDiv1').innerHTML +='a';


}


console.timeEnd('time1');


//code2


console.time('time2');


var str = '';


for(var i=0; i<times; i++){


  str += 'a';


}


document.getElementById('maDiv2').innerHTML = str;


console.timeEnd('time2');


结果time1:2352.064ms/time2:0.789ms


第一段代码的问题在于,每次循环迭代,改元素都会被访问两次:一次读取innerHTML的值,另一次重写它。


结果充分证明,访问DOM的次数越多,代码的运行速度越慢。


因此,能减少DOM访问的次数就尽量减少,尽量留在ECMAScript这端处理。


2、html集合&遍历DOM


操作DOM另一个耗能点就是遍历DOM,在平时获取一组元素的时候(getElementsByTagName方法),收集的结果是一个类数组对象,它处于一种“实时状态”实时存在,这意味着当底层文档对象更新时,它也会自动更新。


例子:


而这正是低效之源!很简单,跟数组的优化操作一样,缓存一个length变量就OK了(读取一个集合的length比读取一个普通数组的length要慢很多,因为每次都要查询):


console.time('time0');

var lis0 = document.getElementsByTagName('li');


var str0 = '';


for(var i=0; i<lis0.length; i++){


  str0 +=lis0[i].innerHTML;


}


console.timeEnd('time0');


console.time('time1');


var lis1 = document.getElementsByTagName('li');


var str1 = '';


for(var i=0; len=lis1.length; i<len; i++){


  str1 += lis1[i].innerHTML;


}


console.timeEnd('time1');


结果:time0:0.237ms/time1:0.099ms


当获取的这个类数组对象长度值特别大的时候(如1000),性能提升还是很明显的。


第一部分主要提了两点优化,一是尽量减少DOM的访问,把运算放在ECMAScript这一端,二是尽量缓存局部变量,比如类数组对象的length。


三、重排和重绘


1、什么是重排和重绘


浏览器下载完页面中的所有组件(html标记、Javascript、CSS、图片)之后会解析生成两个内部数据结构——DOM树和渲染树。


DOM树表示页面结构,渲染树表示DOM节点如何显示。DOM树中的每一个需要显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 display:none 在渲染树中没有对应的节点)。


渲染树中的节点被称为‘帧’或‘盒’,符合CSS模型的定义,页面元素为一个具有填充,边距,边框和位置的盒子。一旦DOM树和渲染树构建完成,浏览器就开始绘制页面元素。


当DOM的变化影响了元素的几何属性(宽或高),浏览器需要重新计算元素的几何属性,同时其他元素的几何属性和位置也会受到影响。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。完成重排后,浏览器会重新绘制受到影响的部分到屏幕,这个过程称为重绘。


由于浏览器的流布局,对渲染树的计算通常只需要遍历一次就可以完成。table及其内部元素除外,它可能需要多次计算才能确定好其在渲染树中节点的属性,通常要花三倍同等元素的时间。这也是为什么我们要避免使用table做布局的一个原因。


并不是所有的DOM变化都会影响几何属性,比如改变一个元素的背景色并不会影响元素的宽和高,这种情况下只会发生重绘。


2、重排何时发生


a、添加或删除可见的DOM元素


b、元素位置改变


c、元素尺寸改变


d、元素内容改变


e、页面渲染初始化


f、浏览器窗口尺寸改变


3、渲染树变化的排队和刷新


获取布局信息的操作会导致队列刷新,比如:


a、offsetTop,offsetLeft,offsetWidth,offsetHeight


b、scrollTop,scrollLeft,scrollWidth,scrollHeight


c、clientTop,clientLeft,clientWidth,clientHeight


d、getComputeStyle()||currentStyle(IE)


因为offsetHeight属性需要返回最新的布局信息,因此浏览器不得不执行渲染队列中的“待处理变化”并触发重排以返回正确的值(即使队列中 改变的样式属性和想要获取的属性值并没有什么关系)。


4、最小化重排和重绘


改变元素多种样式的时候,最好用className,一次性完成操作,这样只会修改一次DOM。


5、文档碎片


文档碎片的设计初衷就是为完成这类任务——更新和移动节点。当你附加一个片段到节点时,实际上被添加的是该片段的子节点,而不是片段本身。只会触发一次重排,而且只访问一次实时的DOM。


用法:


var oFragment = document.createDocumentFragment();


for(var i=0; i<1000; i++){


  var oP = document.createElement('p');


  oP.innerHTML = i;


  oFragment.appendChild(oP);


}


var oDo = document.body;


oDo.appendChild(oFragment);


6、让动画脱离文档流


使用绝对位置定位页面上的动画元素,将其脱离文档流。这样不会导致文档流中的元素受到影响,不会大规模的进行重排和重绘。


第二部分重排和重绘是DOM编程中耗能的主要原因之一,为了避免不必要的性能损耗可以参考一下几点:


1、尽量不要在布局信息改变时做查询(会导致渲染队列强制刷新);


2、同一个DOM的多个属性改变可以写在一起(减少DOM访问,同时把强制渲染队列刷新的风险降为0);


3、如果要批量添加DOM,可以先让元素脱离文档流,操作完成后带人文档流,这样只会触发一次重排(fragment元素的应用);


4、将需要多次重排的元素,添加定位属性,设置为absolute,fixed,这样此元素就脱离了文档流,不会影响其他元素。


 
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