重排 (reflow) 与重绘 (repaint)

前言

本文依旧是日常学习总结篇，主要是要理解浏览器的重排与重绘。

一、浏览器解析渲染页面过程

当浏览器获得一个 html 文件时，会 "自上而下" 加载，并在加载过程中进行解析渲染。

• 获取 HTML 文件并进行解析，生成 DOM 树；
• 解析 HTML 的同时也会解析 CSS，生成 CSSOM 树；
• 将 DOM 树和 CSSOM 树结合，生成渲染树 (Render Tree)；
• 根据生成的渲染树，进行布局 (Layout) (重排)，得到节点的几何信息（位置，大小）；
• 根据渲染树以及重排得到的几何信息，进行绘制 (Painting) (重绘)，调用 GPU (图形处理器) 将元素呈现出来。

二、重排 (reflow)

重排也叫回流，当 DOM 的变化影响了元素的几何信息（位置、尺寸大小等），浏览器需要重新计算元素的几何属性，将其安放在界面的正确位置，这个过程叫做重排。

重排触发时机：

• 页面初始渲染，这是开销最大的一次重排，并且避免不了；
• 添加或删除可见的 DOM 元素；
• 元素的位置发生变化；
• 元素的尺寸发生变化（包括外边距、内边距、边框大小、高度和宽度等）；
• 元素内容发生变化（例如文字数量、图片大小等）；
• 元素字体大小改变；
• 改变浏览器窗口尺寸（例如 resize 事件发生时）；
• 激活 CSS 伪类（例如 :hover）；
• 设置 style 属性的值，因为通过设置 style 属性改变节点样式的话，每一次设置都会触发一次重排；
• 查询某些属性或调用某些计算方法：offsetWidth、offsetHeight 等，除此之外，当我们调用 getComputedStyle 方法，或者 IE 里的 currentStyle 时，也会触发重排，原理是一样的，都为求一个 “即时性” 和 “准确性” 。

常见引起重排的属性和方法

width	height	margin	padding
display	border-width	border	position
overflow	font-size	vertical-align	min-height
clientWidth	clientHeight	clientTop	clientLeft
offsetWidth	offsetHeight	offsetTop	offsetLeft
scrollWidth	scrollHeight	scrollTop	scrollLeft
scrollIntoView()	scrollTo()	getComputedStyle()	scrollIntoViewIfNeeded()
getBoundingClientRect()

重排影响的范围：

由于浏览器渲染界面是基于流失布局模型的，所以触发重排时会对周围 DOM 重新排列，影响的范围有两种：

• 全局范围：从根节点 html 开始对整个渲染树进行重新布局；
• 局部范围：对渲染树的某部分或某一个渲染对象进行重新布局。

三、重绘 (repaint)

当一个元素的外观发生变化，但没有改变布局，重新把元素外观绘制出来的过程，叫做重绘。

重绘触发时机：

• 颜色的改变；
• 文本方向的改变；
• 阴影的改变等。

常见引起重绘的属性

color	border-style	visibility	background
text-decoration	background-image	background-position	background-repeat
outline-color	outline	outline-style	border-radius
outline-width	box-shadow	background-size

四、重排与重绘的关系

重排一定导致重绘，重绘不一定导致重排。

每个页面初始化渲染时至少触发一次重排和重绘。

重排和重绘的代价都很高昂，频繁重排重绘，会破坏用户体验，让页面显示变迟缓。

所以我们要尽可能避免频繁触发重排和重绘，尤其是重排。

五、如何尽量避免重排重绘

1⃣️、浏览器对于重排和重绘的优化

浏览器会维护一个队列，把所有会引起重排、重绘的操作放入这个队列，等队列中的操作到了一定数量或者到了一定的时间间隔，浏览器就会 flush 队列，进行一个批处理。这样就会让多次的重排、重绘变成一次重排重绘。

但当你获取布局信息的操作的时候，例如 offsetTop 等方法，为了保证获取结果的准确性，就会打破浏览器的这种优化策略，强制浏览器提前 flush 队列。

2⃣️、css 中避免重排和重绘

• 减少重排范围，尽量将需要重排的内容固定在局部范围。
• 不要使用 table 布局，可能很小的一个改动会造成整个 table 的重新布局。不得已使用 table 的场景，可以设置 table-layout: auto; 或者 table-layout: fixed; 这样可以让 table 一行一行的渲染，同时可可以限制重排的影响范围。
• 集中修改样式。这样可以尽可能利用浏览器的优化机制，一次重排重绘就完成渲染。
• 避免设置多项内联样式。
• 如果想设定元素的样式，可以通过改变元素的 class 类名（尽可能在 DOM 树的最里层）。
• 将 DOM 离线。通过设置元素属性 display: none; 将其从页面上去掉，然后再进行后续操作，这些后续操作将不会出发重排重绘，最后通过 display 属性显示。另外，visibility: hidden 的元素只对重绘有影响，不影响重排。
• 使用 position: absolute / fixed; 脱离文档流。例如那些复杂的动画，对其设置 position: absolute / fixed; 尽可能地使元素脱离文档流，从而减少对其他元素的影响。
• 利用 transform translate 去代替 left top 的变换。
• 使用 css3 硬件加速，可以让 transform、opacity、filters 这些动画不会引起重排重绘。
• 避免使用 css 的 JavaScript 表达式。
• 将频繁重排或重绘的节点设置为图层。将节点设置为 video 或 iframe；为节点添加 will-change 属性。

3⃣️、js 中避免重排和重绘

• 减少直接操作 DOM 元素。不要一条一条地修改 DOM 的样式，改用 className 来控制。
• 分离读写操作。当需要 js 操作元素样式时，即将获取样式属性的操作集中执行，并缓存值，在需要设置样式属性时也集中处理，避免获取和设置的操作互相夹杂。因为获取、设置的操作都会引起重排。
• 动态插入多个节点时，可以使用文档碎片（DocumnetFragment），创建后一次插入，避免多次的渲染性能。DocumnetFragment 是一个保存多个元素的容器对象（保存在内存），当更新其中的一个或者多个元素时，页面不会更新。
• 不要把 DOM 节点的 offsetLeft 等属性值放在一个循环里当成循环里的变量。
• 使用 resize 事件时，做防抖和节流处理。