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          頁面呈現流程

               在討論頁面重繪、回流之前。需要對頁面的呈現流程有些了解,頁面是怎么把html結合css等顯示到瀏覽器上的,下面的流程圖顯示了瀏覽器對頁面的呈現的處理流程。可能不同的瀏覽器略微會有些不同。但基本上都是類似的。
               


               1.  瀏覽器把獲取到的html代碼解析成1個Dom樹,html中的每個tag都是Dom樹中的1個節點,根節點就是我們常用的document對象(<html> tag)。dom樹就是我們用firebug或者IE Developer Toolbar等工具看到的html結構,里面包含了所有的html tag,包括display:none隱藏,還有用JS動態添加的元素等。

               2. 瀏覽器把所有樣式(主要包括css和瀏覽器的樣式設置)解析成樣式結構體,在解析的過程中會去掉瀏覽器不能識別的樣式,比如IE會去掉-moz開頭的樣式,而firefox會去掉_開頭的樣式。

               3、dom tree和樣式結構體結合后構建呈現樹(render tree),render tree有點類似于dom tree,但其實區別有很大,render tree能識別樣式,render tree中每個node都有自己的style,而且render tree不包含隱藏的節點(比如display:none的節點,還有head節點),因為這些節點不會用于呈現,而且不會影響呈現的,所以就不會包含到render tree中。注意 visibility:hidden隱藏的元素還是會包含到render tree中的,因為visibility:hidden 會影響布局(layout),會占有空間。根據css2的標準,render tree中的每個節點都稱為box(Box dimensions),box所有屬性:width,height,margin,padding,left,top,border等。

              4. 一旦render tree構建完畢后,瀏覽器就可以根據render tree來繪制頁面了。


          回流與重繪

              1. 當render tree中的一部分(或全部)因為元素的規模尺寸,布局,隱藏等改變而需要重新構建。這就稱為回流(其實我覺得叫重新布局更簡單明了些)。每個頁面至少需要一次回流,就是在頁面第一次加載的時候。

              2. 當render tree中的一些元素需要更新屬性,而這些屬性只是影響元素的外觀,風格,而不會影響布局的,比如background-color。則就叫稱為重繪。

            注:從上面可以看出,回流必將引起重繪,而重繪不一定會引起回流。


          什么操作會引起重繪、回流
             
              其實任何對render tree中元素的操作都會引起回流或者重繪,比如:

              1. 添加、刪除元素(回流+重繪)

              2. 隱藏元素,display:none(回流+重繪),visibility:hidden(只重繪,不回流)

              3. 移動元素,比如改變top,left(jquery的animate方法就是,改變top,left不一定會影響回流),或者移動元素到另外1個父元素中。(重繪+回流)

              4. 對style的操作(對不同的屬性操作,影響不一樣)

              5. 還有一種是用戶的操作,比如改變瀏覽器大小,改變瀏覽器的字體大小等(回流+重繪)

              讓我們看看下面的代碼是如何影響回流和重繪的: 
          var s = document.body.style; 

          s.padding 
          = "2px"// 回流+重繪
          s.border = "1px solid red"// 再一次 回流+重繪

          s.color = "blue"// 再一次重繪
          s.backgroundColor = "#ccc"// 再一次 重繪

          s.fontSize = "14px"// 再一次 回流+重繪

          // 添加node,再一次 回流+重繪
          document.body.appendChild(document.createTextNode('abc!'));
             請注意我上面用了多少個再一次。

             說到這里大家都知道回流比重繪的代價要更高,回流的花銷跟render tree有多少節點需要重新構建有關系,假設你直接操作body,比如在body最前面插入1個元素,會導致整個render tree回流,這樣代價當然會比較高,但如果是指body后面插入1個元素,則不會影響前面元素的回流。

          聰明的瀏覽器

               從上個實例代碼中可以看到幾行簡單的JS代碼就引起了6次左右的回流、重繪。而且我們也知道回流的花銷也不小,如果每句JS操作都去回流重繪的話,瀏覽器可能就會受不了。所以很多瀏覽器都會優化這些操作,瀏覽器會維護1個隊列,把所有會引起回流、重繪的操作放入這個隊列,等隊列中的操作到了一定的數量或者到了一定的時間間隔,瀏覽器就會把flush隊列,進行一個批處理。這樣就會讓多次的回流、重繪變成一次回流重繪。

              雖然有了瀏覽器的優化,但有時候我們寫的一些代碼可能會強制瀏覽器提前flush隊列,這樣瀏覽器的優化可能就起不到作用了。當你請求向瀏覽器請求一些style信息的時候,就會讓瀏覽器flush隊列,比如:
              1. offsetTop, offsetLeft, offsetWidth, offsetHeight
              2. scrollTop/Left/Width/Height
              3. clientTop/Left/Width/Height
              4. width,height
              5. 請求了getComputedStyle(), 或者 ie的 currentStyle
             
              當你請求上面的一些屬性的時候,瀏覽器為了給你最精確的值,需要flush隊列,因為隊列中可能會有影響到這些值的操作。

          如何減少回流、重繪

              減少回流、重繪其實就是需要減少對render tree的操作,并減少對一些style信息的請求,盡量利用好瀏覽器的優化策略。具體方法有:

              1. 不要1個1個改變元素的樣式屬性,最好直接改變className,但className是預先定義好的樣式,不是動態的,如果你要動態改變一些樣式,則使用cssText來改變,見下面代碼:
          // 不好的寫法
          var left = 1;
          var top = 1;
          el.style.left 
          = left + "px";
          el.style.top  
          = top  + "px";

          // 比較好的寫法 
          el.className += " className1";

          // 比較好的寫法 
          el.style.cssText += "; left: " + left + "px; top: " + top + "px;";

              2. 讓要操作的元素進行"離線處理",處理完后一起更新,這里所謂的"離線處理"即讓元素不存在于render tree中,比如:
                  a) 使用documentFragment或div等元素進行緩存操作,這個主要用于添加元素的時候,大家應該都用過,就是先把所有要添加到元素添加到1個div(這個div也是新加的),
                      最后才把這個div append到body中。
                  b) 先display:none 隱藏元素,然后對該元素進行所有的操作,最后再顯示該元素。因對display:none的元素進行操作不會引起回流、重繪。所以只要操作只會有2次回流。

             3 不要經常訪問會引起瀏覽器flush隊列的屬性,如果你確實要訪問,就先讀取到變量中進行緩存,以后用的時候直接讀取變量就可以了,見下面代碼:
          // 別這樣寫,大哥
          for(循環) {
              el.style.left 
          = el.offsetLeft + 5 + "px";
              el.style.top  
          = el.offsetTop  + 5 + "px";
          }

          // 這樣寫好點
          var left = el.offsetLeft,top  = el.offsetTop,s = el.style;
          for(循環) {
              left 
          += 10;
              top  
          += 10;
              s.left 
          = left + "px";
              s.top  
          = top  + "px";
          }

              4. 考慮你的操作會影響到render tree中的多少節點以及影響的方式,影響越多,花費肯定就越多。比如現在很多人使用jquery的animate方法移動元素來展示一些動畫效果,想想下面2種移動的方法:
          // block1是position:absolute 定位的元素,它移動會影響到它父元素下的所有子元素。
          // 因為在它移動過程中,所有子元素需要判斷block1的z-index是否在自己的上面,
          // 如果是在自己的上面,則需要重繪,這里不會引起回流
          $("#block1").animate({left:50});
          // block2是相對定位的元素,這個影響的元素與block1一樣,但是因為block2非絕對定位
          // 而且改變的是marginLeft屬性,所以這里每次改變不但會影響重繪,
          // 還會引起父元素及其下元素的回流
          $("#block2").animate({marginLeft:50});

          實例測試

              最后用2個工具對上面的理論進行一些測試,這2個工具是在我 "web 性能測試工具推薦" 文章中推薦過的工具,分別是:dynaTrace(測試ie),Speed Tracer(測試Chrome)。

              第一個測試代碼不改變元素的規則,大小,位置。只改變顏色,所以不存在回流,僅測試重繪,代碼如下:
          <body>
              <script type="text/javascript">
                  var s = document.body.style;
                  
          var computed;
                  
          if (document.body.currentStyle) {
                    computed 
          = document.body.currentStyle;
                  } 
          else {
                    computed 
          = document.defaultView.getComputedStyle(document.body, '');
                  }
              
          function testOneByOne(){
                s.color 
          = 'red';;
                tmp 
          = computed.backgroundColor;
                s.color 
          = 'white';
                tmp 
          = computed.backgroundImage;
                s.color 
          = 'green';
                tmp 
          = computed.backgroundAttachment;
              }
              
              
          function testAll() {
                s.color 
          = 'yellow';
                s.color 
          = 'pink';
                s.color 
          = 'blue';
                
                tmp 
          = computed.backgroundColor;
                tmp 
          = computed.backgroundImage;
                tmp 
          = computed.backgroundAttachment;
              }
              
          </script>    
              color test 
          <br />
              <button onclick="testOneByOne()">Test One by One</button>
              <button onclick="testAll()">Test All</button>
          </body>        
              testOneByOne 函數改變3次color,其中每次改變后調用getComputedStyle,讀取屬性值(按我們上面的討論,這里會引起隊列的flush),testAll 同樣是改變3次color,但是每次改變后并不馬上調用getComputedStyle

              我們先點擊Test One by One按鈕,然后點擊 Test All,用dynaTrace監控如下:
             
             

              上圖可以看到我們執行了2次button的click事件,每次click后都跟一次rendering(頁面重繪),2次click函數執行的時間都差不多,0.25ms,0.26ms,但其后的rendering時間就相差一倍多。(這里也可以看出,其實很多時候前端的性能瓶頸并不在于JS的執行,而是在于頁面的呈現,這種情況在用JS做到富客戶端中更為突出)。我們再看圖的下面部分,這是第一次rendering的詳細信息,可以看到里面有2行是 Scheduleing layout task,這個就是我們前面討論過的瀏覽器優化過的隊列,可以看出我們引發2次的flush。
             
             

             再看第二次rendering的詳細信息,可以看出并沒有Scheduleing layout task,所以這次rendering的時間也比較短。


            測試代碼2:這個測試跟第一次測試的代碼很類似,但加上了對layout的改變,為的是測試回流。
          <!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
          <html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">
          <head>
          </head>
          <body>
              <script type="text/javascript">
                  var s = document.body.style;
                  
          var computed;
                  
          if (document.body.currentStyle) {
                    computed 
          = document.body.currentStyle;
                  } 
          else {
                    computed 
          = document.defaultView.getComputedStyle(document.body, '');
                  }
              
          function testOneByOne(){
                s.color 
          = 'red';
                s.padding 
          = '1px';
                tmp 
          = computed.backgroundColor;
                s.color 
          = 'white';
                s.padding 
          = '2px';
                tmp 
          = computed.backgroundImage;
                s.color 
          = 'green';
                s.padding 
          = '3px';
                tmp 
          = computed.backgroundAttachment;
              }
              
              
          function testAll() {
                s.color 
          = 'yellow';
                s.padding 
          = '4px';
                s.color 
          = 'pink';
                s.padding 
          = '5px';
                s.color 
          = 'blue';
                s.padding 
          = '6px';
                
                tmp 
          = computed.backgroundColor;
                tmp 
          = computed.backgroundImage;
                tmp 
          = computed.backgroundAttachment;
              }
              
          </script>    
              color test 
          <br />
              <button onclick="testOneByOne()">Test One by One</button>
              <button onclick="testAll()">Test All</button>
          </body>        

             用dynaTrace監控如下:
            

            相信這圖不用多說大家都能看懂了吧,可以看出有了回流后,rendering的時間相比之前的只重繪,時間翻了3倍了,可見回流的高成本性啊。
            大家看到時候注意明細處相比之前的多了個 Calcalating flow layout。


            最后再使用Speed Tracer測試一下,其實結果是一樣的,只是讓大家了解下2個測試工具:

            測試1:
           

            圖上第一次點擊執行2ms(其中有50% 用于style Recalculation), 第二次1ms,而且第一次click后面也跟了2次style Recalculation,而第二次點擊卻沒有style Recalculation。
            但是這次測試發現paint重繪的時間竟然是一樣的,都是3ms,這可能就是chrome比IE強的地方吧。

            測試2:
           
           
            從圖中竟然發現第二次的測試結果在時間上跟第一次的完全一樣,這可能是因為操作太少,而chrome又比較強大,所以沒能測試明顯結果出來,
          但注意圖中多了1個紫色部分,就是layout的部分。也就是我們說的回流。


              有需要請查看:高性能WEB開發系列

            


          [作者]:BearRui(AK-47)
          [博客]: http://www.aygfsteel.com/bearrui/
          [聲明]:本博所有文章版權歸作者所有(除特殊說明以外),轉載請注明出處.
          英雄,別走啊,幫哥評論下:  

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          評論

          # re: 高性能WEB開發(8) - 頁面呈現、重繪、回流。  回復  更多評論   

          2010-05-10 19:54 by 幻想曲手機專賣店
          真的很不錯。

          # re: 高性能WEB開發(8) - 頁面呈現、重繪、回流。  回復  更多評論   

          2010-05-10 21:44 by BearRui(AK-47)
          @幻想曲手機專賣店
          多謝支持,^_^

          # re: 高性能WEB開發(8) - 頁面呈現、重繪、回流。[未登錄]  回復  更多評論   

          2010-05-10 22:30 by jackson
          非常深入的分析,學習了

          # re: 高性能WEB開發(8) - 頁面呈現、重繪、回流。  回復  更多評論   

          2010-05-11 08:44 by BearRui(AK-47)
          @jackson
          謝謝,共同探討.

          # re: 高性能WEB開發(8) - 頁面呈現、重繪、回流。  回復  更多評論   

          2010-05-11 10:22 by BeanSoft
          非常不錯! 支持了!

          # re: 高性能WEB開發(8) - 頁面呈現、重繪、回流。  回復  更多評論   

          2010-05-11 10:36 by BearRui(AK-47)
          @BeanSoft
          BlogJava老大啊,哈哈,多謝支持!

          # re: 高性能WEB開發(8) - 頁面呈現、重繪、回流。  回復  更多評論   

          2010-05-11 11:17 by BeanSoft
          @BearRui(AK-47)
          呵呵 老大不敢當 就是發的雜七雜八的東西多一點而已

          # re: 高性能WEB開發(8) - 頁面呈現、重繪、回流。  回復  更多評論   

          2010-05-11 14:04 by BearRui(AK-47)
          @BeanSoft
          以后還得跟你都學習學習啊,:D。

          # re: 高性能WEB開發(8) - 頁面呈現、重繪、回流。  回復  更多評論   

          2010-05-12 15:44 by kaima
          分析的很好,一直想了解reflow和repaint的應用,感謝分享。

          # re: 高性能WEB開發(8) - 頁面呈現、重繪、回流。  回復  更多評論   

          2010-05-12 15:58 by BearRui(AK-47)
          @kaima
          不客氣,突然發現我url中的reflow竟然少寫了個f,粗心了,呵呵。

          # re: 高性能WEB開發(8) - 頁面呈現、重繪、回流。  回復  更多評論   

          2010-05-13 08:41 by anniezheng
          很不錯哦,受益匪淺!!!哈哈哈。。。

          # re: 高性能WEB開發(8) - 頁面呈現、重繪、回流。  回復  更多評論   

          2010-05-13 08:48 by BearRui(AK-47)
          @anniezheng
          謝謝支持啊

          # re: 高性能WEB開發(8) - 頁面呈現、重繪、回流。[未登錄]  回復  更多評論   

          2010-05-19 15:35 by 胡樂
          多謝分享,非常好,你是我的偶像!

          # re: 高性能WEB開發(8) - 頁面呈現、重繪、回流。  回復  更多評論   

          2010-05-19 15:40 by BearRui(AK-47)
          @胡樂
          你過獎了,^_^

          # re: 高性能WEB開發(8) - 頁面呈現、重繪、回流。  回復  更多評論   

          2010-05-31 17:16 by temore
          謝謝分享~~

          # re: 高性能WEB開發(8) - 頁面呈現、重繪、回流。  回復  更多評論   

          2010-05-31 21:13 by BearRui(AK-47)
          @temore
          不客氣,^_^

          # re: 高性能WEB開發(8) - 頁面呈現、重繪、回流。  回復  更多評論   

          2010-07-07 10:22 by 陽衡鋒
          我在寫js的時候發現不知道是什么DOM操作,導致了IE6(只在IE6)在DOM操作的時候頁面會變白然后再顯示,很像頁面被"刷新"了一樣。這樣導致了用戶體驗不太好了。按照上文的說法,應該是整個頁面被回流了。不知道博主有沒有這方面的經驗。

          # re: 高性能WEB開發(8) - 頁面呈現、重繪、回流。  回復  更多評論   

          2010-07-07 14:06 by BearRui(AK-47)
          @陽衡鋒

          js操作一般不會整個變白,一般最多是導致瀏覽器無響應。

          # re: 高性能WEB開發(8) - 頁面呈現、重繪、回流。  回復  更多評論   

          2010-08-05 12:39 by sence
          知道了原理再去做事,可以利用其許多特性為我們的需求服務,支持這種學習方法

          # re: 高性能WEB開發(8) - 頁面呈現、重繪、回流。  回復  更多評論   

          2010-08-05 13:10 by BearRui(AK-47)
          @sence

          ^_^ 謝謝你的支持。

          # re: 高性能WEB開發(8) - 頁面呈現、重繪、回流。  回復  更多評論   

          2010-08-05 15:40 by zsc
          我看的有點暈,重繪里面第一次click的render時間是6.61
          回流里面第一次click后的render時間是1.88,會什么回流所花的時間更短?

          # re: 高性能WEB開發(8) - 頁面呈現、重繪、回流。  回復  更多評論   

          2010-08-18 16:26 by
          學到了,謝謝

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          2010-10-19 09:33 by Gyrate
          很專注的分析

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          2010-10-19 11:18 by BearRui(AK-47)
          @Gyrate
          謝謝,^_^

          # re: 高性能WEB開發(8) - 頁面呈現、重繪、回流。  回復  更多評論   

          2010-10-19 14:17 by ryanbay
          很好的分析
          謝謝

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          2011-02-14 16:24 by 匿名
          不錯學西

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          2011-02-14 16:24 by 匿名
          不錯 學西

          # re: 高性能WEB開發(8) - 頁面呈現、重繪、回流。  回復  更多評論   

          2011-02-16 11:21 by shinehuang
          你好,BearRui:
          我自己也嘗試過你的這個測試,對你的結果有些疑問,我知道回流是比重繪代價要高,但是你的這句話“ 相信這圖不用多說大家都能看懂了吧,可以看出有了回流后,rendering的時間相比之前的只重繪,時間翻了3倍了,可見回流的高成本性啊。”我在我的測試中還有你的截圖中我感覺體現不出來,不知道是瀏覽器的差異性還是什么問題.即使在你的截圖中,我也看不出時間有翻了3倍,你說的時間是指里面的哪個值?duration是事件之間的間隔時間,應該不會拿來做比較吧?還是看的JS這個值,但在這個值中也沒有看出來回流比重繪多了三倍的時間,拿testAll來看吧,第一個的是3.64,第二個的是1.08,求解,謝謝

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          2012-09-17 14:42 by 灰鍋
          帥死了 長見識長內功~!

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          2012-09-24 04:08 by sun
          學習了!!呵呵

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          2012-10-23 09:14 by juzi
          不錯 支持想一下

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          2012-10-23 09:15 by juzi
          不錯 支持想一下轉載了
          http://www.chengxuyuans.com

          # re: 高性能WEB開發(8) - 頁面呈現、重繪、回流。  回復  更多評論   

          2013-01-04 15:53 by 無賴君子
          好文章,頂一下!

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          2013-07-26 17:56 by 雪兒
          關于回流和重繪理解的比較透徹,學習了

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          2014-01-20 18:05 by SweetsXob
          @shinehuang
          說真的,我也卡在這個地方,看了很久沒看懂
          我自己下了這個軟件,自己研究研究

          # re: 高性能WEB開發(8) - 頁面呈現、重繪、回流。  回復  更多評論   

          2014-11-08 18:58 by cyl
          很棒
          受益匪淺

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          2015-08-20 17:25 by Baron
          Powerful!

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          2016-05-06 12:05 by eason
          good job useful
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