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07月 04

关于页面渲染的一些记录

浏览器是怎样渲染一个页面的?

从浏览器渲染页面的大概过程开始说起:

  1. 由从服务器接收到的 HTML 形成 DOM(文档对象模型)。
  2. 样式被加载和解析,形成 CSSOM(CSS 对象模型)。
  3. 紧接着 DOM 和 CSSOM 创建了一个渲染树,这个渲染树是一些被渲染对象的集合( Webkit 分别叫它们”renderer”和”render object”,而在Gecko 引擎中叫”frame”)。除了不可见的元素(比如 head 标签和一些有 display:none 属性的元素),渲染树映射了 DOM 的结构。在渲染树中,每一个文本字符串都被当做一个独立的 renderer。每个渲染对象都包含了与之对应的计算过样式的DOM 对象(或者一个文本块)。换句话说,渲染树描述了 DOM 的直观的表现形式。
  4. 对每个渲染元素来说,它的坐标是经过计算的,这被叫做“布局(layout)”。浏览器使用一种只需要一次处理的“流方法”来布局所有元素(tables需要多次处理)。
  5. 最后,将布局显示在浏览器窗口中,这个过程叫做“绘制(painting)”。

重绘

当在页面上修改了一些不需要改变定位的样式的时候(比如background-color,border-color,visibility),浏览器只会将新的样式重新绘制给元素(这就叫一次“重绘”或者“重新定义样式”)。

重排

当页面上的改变影响了文档内容、结构或者元素定位时,就会发生重排(或称“重新布局”)。重排通常由以下改变触发:

  • DOM 操作(如元素增、删、改或者改变元素顺序)。
  • 内容的改变,包括 Form 表单中文字的变化。
  • 计算或改变 CSS 属性。
  • 增加或删除一个样式表。
  • 改变”class”属性。
  • 浏览器窗口的操作(改变大小、滚动窗口)。
  • 激活伪类(如:hover状态)。

浏览器如何优化渲染?

浏览器尽最大努力限制重排的过程仅覆盖已更改的元素的区域。举个例子,一个 position 为 absolue 或 fixed 的元素的大小变化只影响它自身和子孙元素,而对一个 position 为 static 的元素做同样的操作就会引起所有它后面元素的重排。

另一个优化就是当运行一段Jjavascript 代码的时候,浏览器会将一些修改缓存起来,然后当代码执行的时候,一次性的将这些修改执行。举例来说,这段代码会触发一次重绘和一次重排:

var $body = $('body'); 
$body.css('padding', '1px'); // 重排, 重绘 
$body.css('color', 'red'); // 重绘 
$body.css('margin', '2px'); // 重排, 重绘 
// 实际上只有一次重排和重绘被执行。

如上面所说,访问一个元素的属性会进行一次强制重排。如果我们给上面的代码加上一行读取元素属性的代码,这个情况就会出现:

var $body = $('body'); 
$body.css('padding', '1px'); 
$body.css('padding'); // 这里读取了一次元素的属性,一次强制重排就会发生。 
$body.css('color', 'red'); 
$body.css('margin', '2px');

上面这段代码的结果就是,进行了两次重排。因此,为了提高性能,你应该讲读取元素属性的代码组织在一起(细节的例子可以看JSBin上的代码)。

有一种情况是必须触发一次强制重排的。例如:给元素改变同一个属性两次(比如margin-left),一开始设置100px,没有动画,然后通过动画的形式将值改为50px。具体可以看例子,当然,我在这里会讲更多的细节。

我们从一个有transition的CSS class开始:

.has-transition {
   -webkit-transition: margin-left 1s ease-out;
      -moz-transition: margin-left 1s ease-out;
        -o-transition: margin-left 1s ease-out;
           transition: margin-left 1s ease-out;
}

然后进行实现:

//我们的元素默认有"has-transition"属性 
var $targetElem = $('#targetElemId');

//删除包含transition的class 
$targetElem.removeClass('has-transition');

// 当包含transition的class已经没了的时候,改变元素属性 
$targetElem.css('margin-left', 100);

// 再将包含transition的class添加回来 
$targetElem.addClass('has-transition');

// 改变元素属性 
$targetElem.css('margin-left', 50);

上面的实现没有按照期望的运行。所有的修改都被浏览器缓存了,只在上面这段代码的最后才会执行。我们需要的是一次强制重排,我们可以通过进行以下修改来实现:

//删除包含transition的class 
$(this).removeClass('has-transition');

// 改变元素属性 
$(this).css('margin-left', 100);

//触发一次强制重排,从而使变化了的class或属性能够立即执行。 
$(this)[0].offsetHeight; // offsetHeight仅仅是个例子,其他的属性也可以奏效。

// 再将包含transition的class添加回来 
$(this).addClass('has-transition');

// 改变元素属性 
$(this).css('margin-left', 50);

现在这段代码如我们所期望的运行了。

实际的优化建议

汇总了一些有用的信息,我建议以下几点:

  1. 创建合法的 HTML 和 CSS ,别忘了制定文件编码,Style 应该写在 head 标签中,script 标签应该加载 body标签结束的位置。
  2. 试着简化和优化 CSS 选择器(这个优化点被大多数使用 CSS 预处理器的开发者忽略了)。将嵌套层数控制在最小。以下是CSS选择器的性能排行(从最快的开始):
    1.ID选择器:#id

2.class选择器: .class
3.标签: div
4.相邻的兄弟元素:a + i
5.父元素选择器: ul > li
6.通配符选择器: *
7.伪类和伪元素: a:hover,你应该记住浏览器处理选择器是从右向左的,这也就是为什么最右面的选择器会更快——#id或.class。

div * {...} // bad
.list li {...} // bad
.list-item {...} // good
'#'list .list-item {...} // good

在你的脚本中,尽可能的减少 DOM 的操作。把所有东西都缓存起来,包括属性和对象(如果它可被重复使用)。进行复杂的操作的时候,最好操作一个“离线”的元素(“离线”元素的意思是与 DOM 对象分开、仅存在内存中的元素),然后将这个元素插入到 DOM 中。

如果你使用 jQuery,遵循jQuery 选择器最佳实践

要改变元素的样式,修改“class”属性是最高效的方式之一。你要改变 DOM 树的层次越深,这一条就越高效(这也有助于将表现和逻辑分开)。

尽可能的只对 position 为 absolute 或 fix 的元素做动画。

当滚动时禁用一些复杂的 :hover 动画是一个很好的主意(例如,给 body 标签加一个 no-hover 的 class)

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