浏览器的回流和重绘

浏览器的渲染过程

从上面这个图上，我们可以看到，浏览器渲染过程如下

1. 解析HTML生成DOM树，解析CSS生成CSSOM树
2. 将DOM树和CSSOM树结合生成渲染树renderTree
3. Layout(回流): 根据生成的渲染树，进行回流(Layout)，得到节点的几何信息（位置，大小）
4. Painting(重绘): 根据渲染树以及回流得到的几何信息，得到节点的绝对像素
5. Display:将像素发送给GPU，展示在页面上。

生成渲染树(RenderTree)

为了构建渲染树，浏览器主要完成了以下工作

1. 从DOM树的根节点开始遍历每个可见节点。
2. 对于每个可见的节点，找到CSSOM树中对应的规则，并应用它们。
3. 根据每个可见节点以及其对应的样式，组合生成渲染树。

第一步中，既然说到了要遍历可见的节点，那么我们得先知道，什么节点是不可见的。不可见的节点包括：

1. 一些不会渲染输出的节点，比如script、meta、link等。
2. 一些通过css进行隐藏的节点。比如display:none。注意，利用visibility和opacity隐藏的节点，还是会显示在渲染树上的。只有display:none的节点才不会显示在渲染树上。

回流(Layout)

前面我们通过构造渲染树，我们将可见DOM节点以及它对应的样式结合起来，可是我们还需要计算它们在设备视口(viewport)内的确切位置和大小，这个计算的阶段就是回流。
为了弄清每个对象在网站上的确切大小和位置，浏览器从渲染树的根节点开始遍历,而在回流这个阶段，我们就需要根据视口具体的宽度，将其转为实际的像素值

重绘(Painting)

通过回流(Layout)阶段，我们知道了所有的可见节点的样式和具体的几何信息(位置、大小)，那么我们就可以将渲染树的每个节点都转换为屏幕上的实际像素，这个阶段就叫做重绘节点。

何时发生回流重绘

回流阶段是计算节点的几何信息和位置，那么当页面布局或者几何信息发生改变时，就需要回流。

1. 添加或者删除可见的DOM元素
2. 元素的位置、尺寸发生变化
3. 页面开始渲染的时候(这肯定避免不了)
4. 浏览器的视口尺寸大小发生改变(因为回流是根据浏览器视口的大小来计算元素的位置和尺寸大小)

注意：回流一定会触发重绘，而重绘(非几何信息的样式发生改变)不一定会回流, reflow回流的成本开销要高于repaint重绘，一个节点的回流往往回导致子节点以及同级节点的回流；

根据改变的范围和程度，渲染树中或大或小的部分需要重新计算，有些改变会触发整个页面的重排，比如，滚动条出现的时候或者修改了根节点。

基于回流(Layout)、重绘(Painting)的优化方法

避免扰乱现代浏览器的优化机制

在现代浏览器的中，由于每次回流、重绘的时候，都需要额外的计算消耗，因此会通过队列化修改，并批量执行来优化这一过程。浏览器会将修改操作放入队列里面，直到过了一段时间或者达到一个阈值，才清空队列。

但是当你获取布局信息时，会强制刷新队列，例如:

offsetTop、offsetLeft、offsetWidth、offsetHeight

scrollTop、scrollLeft、scrollWidth、scrollHeight

clientTop、clientLeft、clientWidth、clientHeight

getComputedStyle()

getBoundingClientRect()

上面这些方法，都需要获取最新的布局信息，所以浏览器会强制刷新队列并执行回流、重绘，来获取最新的信息。
因此我们在修改样式的时候，应该尽量避免使用上面的属性、方法，如果非要使用，可以先缓存起来然后一起获取。

CSS的修改方式

考虑以下代码

const el = document.getElementById('el')
el.style.padding = 'xxx'
el.style.margin = 'xxx'
el.style.border = 'xxx'

这里元素的几何信息有三次被修改了，但是现代浏览器会将起缓存起来，但是如果这期间有通过前面列出来的属性、方法访问位置信息的话就会触发三次回流、重绘。所以还是建议通过cssText或者class的方法一次性修改。

el.style.cssText += 'border-left: 1px; border-right: 2px; padding: 5px;';
// 或者
el.className += 'xxx';

批量修改DOM

当我们需要对DOM进行一系列修改的时候，可以通过以下几种方式减少回流重绘次数：

• 隐藏元素，应用修改，重新显示

function appendDataToElement (appendToElement, data) { 
    let li;
    for ( let i = 0; i < data.length; i++) {
     li = document.createElement('li');
     li.textContent = 'text';
     appendToElement.appendChild(li);    
    }
}

const ul = document.getElementById('list');
ul.style.display = 'none'; // 首先脱离文档流
appendDataToElement(ul, data);
ul.style.display = 'block'; // 操作完以后再可见

• 使用文档片段(document fragment)在当前DOM之外构建一个子树，再把它拷贝回文档。

const ul = document.getElementById('list');
const fragment = document.createDocumentFragment()
appendDataToElement(fragment , data);
ul.appendChild(fragment )

独立图层

一个图层的回流和重绘只会在该图层当中进行，不会影响其他图层，所以有必要的时候，可以将某些元素放到单独的图层。

例如对于复杂动画效果，由于会经常的引起回流重绘，因此，我们可以使用绝对定位，让它脱离文档流， 成为一个单独的图层。否则会引起父元素以及后续元素频繁的回流。但是因该尽量少量使用图层，因为图层的合成是特别消耗性能，一个页面当中不能有过多的图层, 在使用了图层之后需要进行前后对比

会自动建立图层的情况:

• 3d或者透视变换、过渡css属性
• 使用<video>节点
• <canvas>
• flash
• 多透明度做 css动画

其他优化

• 用translate替代top改变: top会触发回流，而前者不会
• 用opacity替代visibility： 前者回流重绘都不会触发(前提是它单独在一个图层)，后者两个都会触发
• 不要使用table布局，table的可能很小的一个改动会造成回流，很影响性能，应该尽量使用 div。
• 动画实现的速度选择:
• 对于动画新建图层
• 启用GPU硬件加速: 使用transform:translateZ(0) 、transform:translate3d(0,0,0)来开启GPU硬件加速

CSS 与 JS 是这样阻塞 DOM 解析和渲染的

通过<script>与<link>引入外部资源，当解析到该标签的时候，会进行下载。

1. CSS脚本的加载不会阻塞 DOM 解析过程，但是会阻塞渲染过程(painting)
2. JS脚本的加载与执行会阻塞 DOM 解析过程, 但是不会阻塞后续资源的加载
3. JS脚本的加载中，如果你确定没必要阻塞 DOM 解析的话，不妨按需要加上 defer 或者 async 属性，此时脚本下载的过程中是不会阻塞 DOM 解析的。
4. 浏览器遇到 <script>且没有 defer 或 async 属性的标签时，为了为<script>标签内部的js提供最新的信息，会触发页面的回流、重绘过程。
5. 如果前面 CSS 资源尚未加载完毕时，浏览器会等待它加载完毕之后再执行脚本。即 css 不阻塞 js 的加载，但阻塞它的执行。

所以<script>最好放底部(防止阻塞DOM解析)。<link>最好放头部(为渲染过程提供样式)。如果头部同时有<script>与<link>的情况下，最好将<script>放在<link>上面(为了防止CSS脚本加载时间过长，使js等待时间也很长)dd