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  • 浏览器渲染页面的过程,以及重绘与重排

    浏览器的渲染过程

    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,并且每一个文本也都会有一个对应的文本节点。
    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代码中非法的语法她会直接忽略掉。
    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,外链样式,内联样式,html中的style。

    3,构建出DOM树,并且计算出样式数据后,下一步就是构建一个 渲染树(rendering tree)。
    渲染树和DOM树有点像,但是是有区别的。DOM树完全和html标签一一对应,但是渲染树会忽略掉不需要渲染的元素,比如head、display:none的元素等。
    而且一大段文本中的每一个行在渲染树中都是独立的一个节点。
    渲染树中的每一个节点都存储有对应的css属性。

    4,一旦渲染树创建好了,浏览器就可以根据渲染树直接把页面绘制到屏幕上。

    一个渲染过程的例子

    例如有下面这样一段HTML代码:

    <html>
        <head>
             <title>Beautiful page</title>
        </head>
        <body>
             <p>Once upon a time there was a
               long paragraph...</p>
      
             <div style="display: none">Secret message</div>
      
             <div><img src="..." /></div>
               ...
     
        </body>
    </html>                

    那么DOM树是完全和HTML标签一一对应的,如下所示:

    documentElement (html)
        head
            title
        body
            p
                [text node]
                    
            div 
                [text node]
                    
            div
                img
                    
            ...


    而渲染树就不同了,她只有那些需要绘制出来的元素,所以head 以及被隐藏的div都不会出现在渲染树中。

    root (RenderView)
        body
            p
                line 1
                line 2
                line 3
                ...
                
            div
                img
                
            ...

    重绘和重排(repaints and reflows)

    在项目的交互或视觉评审中,前端同学常常会对一些交互效果质疑,提出这样做不好那样做不好。

    主要原因是这些效果通常会产生一系列的浏览器重绘(redraw)和重排(reflow),需要付出高昂的性能代价。

    那么,什么是浏览器的重绘和重排呢?

              二者何时发生以及如何权衡?

              如何在具体的开发过程中将重绘和重排引发的性能问题考虑进去?

           本文期待可以部分解释以上三个问题。

          浏览器从下载文档到显示页面的过程是个复杂的过程,这里包含了重绘和重排。各家浏览器引擎的工作原理略有差别,但也有一定规则。简单讲,通常在文档初次加载时,浏览器引擎会解析HTML文档来构建DOM树,之后根据DOM元素的几何属性构建一棵用于渲染的树。渲染树的每个节点都有大小和边距等属性,类似于盒子模型(由于隐藏元素不需要显示,渲染树中并不包含DOM树中隐藏的元素)。当渲染树构建完成后,浏览器就可以将元素放置到正确的位置了,再根据渲染树节点的样式属性绘制出页面。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。但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3倍于同等元素的时间。这也是为什么我们要避免使用table做布局的一个原因。

          重绘是一个元素外观的改变所触发的浏览器行为,例如改变visibility、outline、背景色等属性。浏览器会根据元素的新属性重新绘制,使元素呈现新的外观。重绘不会带来重新布局,并不一定伴随重排。

      (部分节点需要更新,但是没有改变他的集合形状,比如改变了背景颜色,这就会触发重绘)

         重排是更明显的一种改变,可以理解为渲染树需要重新计算。下面是常见的触发重排的操作:

    (就是渲染树的一部分必须要更新 并且节点的尺寸发生了变化。这就会触发重排操作。)

    1. DOM元素的几何属性变化

    当DOM元素的几何属性变化时,渲染树中的相关节点就会失效,浏览器会根据DOM元素的变化重新构建渲染树中失效的节点。之后,会根据新的渲染树重新绘制这部分页面。而且,当前元素的重排也许会带来相关元素的重排。例如,容器节点的渲染树改变时,会触发子节点的重新计算,也会触发其后续兄弟节点的重排,祖先节点需要重新计算子节点的尺寸也会产生重排。最后,每个元素都将发生重绘。可见,重排一定会引起浏览器的重绘,一个元素的重排通常会带来一系列的反应,甚至触发整个文档的重排和重绘,性能代价是高昂的。

    2. DOM树的结构变化

    当DOM树的结构变化时,例如节点的增减、移动等,也会触发重排。浏览器引擎布局的过程,类似于树的前序遍历,是一个从上到下从左到右的过程。通常在这个过程中,当前元素不会再影响其前面已经遍历过的元素。所以,如果在body最前面插入一个元素,会导致整个文档的重新渲染,而在其后插入一个元素,则不会影响到前面的元素。

    3. 获取某些属性

    浏览器引擎可能会针对重排做了优化。比如Opera,它会等到有足够数量的变化发生,或者等到一定的时间,或者等一个线程结束,再一起处理,这样就只发生一次重排。但除了渲染树的直接变化,当获取一些属性时,浏览器为取得正确的值也会触发重排。这样就使得浏览器的优化失效了。这些属性包括:offsetTop、offsetLeft、 offsetWidth、offsetHeight、scrollTop、scrollLeft、scrollWidth、scrollHeight、clientTop、clientLeft、clientWidth、clientHeight、getComputedStyle() (currentStyle in IE)。所以,在多次使用这些值时应进行缓存。

    此外,改变元素的一些样式,调整浏览器窗口大小等等也都将触发重排。

    开发注意事项

    开发中,比较好的实践是尽量减少重排次数和缩小重排的影响范围。例如:

    1. 将多次改变样式属性的操作合并成一次操作。例如,

    3. 在内存中多次操作节点,完成后再添加到文档中去。例如要异步获取表格数据,渲染到页面。可以先取得数据后在内存中构建整个表格的html片段,再一次性添加到文档中去,而不是循环添加每一行。

    4. 由于display属性为none的元素不在渲染树中,对隐藏的元素操作不会引发其他元素的重排。如果要对一个元素进行复杂的操作时,可以先隐藏它,操作完成后再显示。这样只在隐藏和显示时触发2次重排。

    5. 在需要经常获取那些引起浏览器重排的属性值时,要缓存到变量。

    参考文档http://blog.jobbole.com/46722/   

    http://blog.csdn.net/lihongxun945/article/details/37830667

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