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前言，最近利用碎片時間拜讀了一下尼古拉斯的另一巨作《高性能JavaScript》，今天寫的文章從“老生常談”的頁面重繪和重排入手，去探究這兩個概念在頁面性能提升上的作用。

一.重排 & 重繪

有經驗的大佬對這個概念一定不會陌生，“瀏覽器輸入URL發生了什么”。估計大家已經爛熟于心了，從計算機網絡到JS引擎，一路飛奔到瀏覽器渲染引擎。 經驗越多就能理解的越深。感興趣的同學可以看一下這篇文章，深度和廣度俱佳 從輸入 URL 到頁面加載的過程?如何由一道題完善自己的前端知識體系!

切回正題，我們繼續探討何為重排。瀏覽器下載完頁面所有的資源后，就要開始構建DOM樹，于此同時還會構建渲染樹(Render Tree)。(其實在構建渲染樹之前，和DOM樹同期會構建Style Tree。DOM樹與Style Tree合并為渲染樹)

• DOM樹

表示頁面的結構

• 渲染樹

表示頁面的節點如何顯示

一旦渲染樹構建完成，就要開始繪制(paint)頁面元素了。當DOM的變化引發了元素幾何屬性的變化，比如改變元素的寬高，元素的位置，導致瀏覽器不得不重新計算元素的幾何屬性，并重新構建渲染樹，這個過程稱為“重排”。完成重排后，要將重新構建的渲染樹渲染到屏幕上，這個過程就是“重繪”。簡單的說，重排負責元素的幾何屬性更新，重繪負責元素的樣式更新。而且，重排必然帶來重繪，但是重繪未必帶來重排。比如，改變某個元素的背景，這個就不涉及元素的幾何屬性，所以只發生重繪。

二. 重排觸發機制

上面已經提到了，重排發生的根本原理就是元素的幾何屬性發生了改變，那么我們就從能夠改變元素幾何屬性的角度入手

• 添加或刪除可見的DOM元素
• 元素位置改變
• 元素本身的尺寸發生改變
• 內容改變
• 頁面渲染器初始化
• 瀏覽器窗口大小發生改變

三. 如何進行性能優化

重繪和重排的開銷是非常昂貴的，如果我們不停的在改變頁面的布局，就會造成瀏覽器耗費大量的開銷在進行頁面的計算，這樣的話，我們頁面在用戶使用起來，就會出現明顯的卡頓?，F在的瀏覽器其實已經對重排進行了優化，比如如下代碼：

var div = document.querySelector('.div');  
div.style.width = '200px';  
div.style.background = 'red';  
div.style.height = '300px'; 

比較久遠的瀏覽器，這段代碼會觸發頁面2次重排，在分別設置寬高的時候，觸發2次，當代的瀏覽器對此進行了優化，這種思路類似于現在流行的MVVM框架使用的虛擬DOM，對改變的DOM節點進行依賴收集，確認沒有改變的節點，就進行一次更新。但是瀏覽器針對重排的優化雖然思路和虛擬DOM接近，但是還是有本質的區別。大多數瀏覽器通過隊列化修改并批量執行來優化重排過程。也就是說上面那段代碼其實在現在的瀏覽器優化下，只構成一次重排。

但是還是有一些特殊的元素幾何屬性會造成這種優化失效。比如：

• offsetTop, offsetLeft，...
• scrollTop, scrollLeft, ...
• clientTop, clientLeft, ...
• getComputedStyle() (currentStyle in IE)

為什么造成優化失效呢?仔細看這些屬性，都是需要實時回饋給用戶的幾何屬性或者是布局屬性，當然不能再依靠瀏覽器的優化，因此瀏覽器不得不立即執行渲染隊列中的“待處理變化”，并隨之觸發重排返回正確的值。

接下來深入的介紹幾種性能優化的小TIPS

3.1 最小化重繪和重排

既然重排&重繪是會影響頁面的性能，尤其是糟糕的JS代碼更會將重排帶來的性能問題放大。既然如此，我們首先想到的就是減少重排重繪。

3.1.1. 改變樣式

考慮下面這個例子：

// javascript  
var el = document.querySelector('.el');  
el.style.borderLeft = '1px';  
el.style.borderRight = '2px';  
el.style.padding = '5px'; 

這個例子其實和上面那個例子是一回事兒，在最糟糕的情況下，會觸發瀏覽器三次重排。然鵝更高效的方式就是合并所有的改變一次處理。這樣就只會修改DOM節點一次，比如改為使用cssText屬性實現：

var el = document.querySelector('.el');  
el.style.cssText = 'border-left: 1px; border-right: 2px; padding: 5px'; 

沿著這個思路，聰明的老鐵一定就說了，你直接改個類名不也妥妥的。沒錯，還有一種減少重排的方法就是切換類名，而不是使用內聯樣式的cssText方法。使用切換類名就變成了這樣：

// css  
.active {  
padding: 5px;  
border-left: 1px;  
border-right: 2px;  
}  
// javascript  
var el = document.querySelector('.el');  
el.className = 'active'; 

3.1.2 批量修改DOM

如果我們需要對DOM元素進行多次修改，怎么去減少重排和重繪的次數呢?有的同學又要說了，利用上面修改樣式的方法不就行了嗎?；剡^頭看一下造成頁面重排的幾個要點里，可以明確的看到，造成元素幾何屬性發生改變就會觸發重排，現在需要增加10個節點，必然涉及到DOM的修改，這個時候就需要利用批量修改DOM這種優化方式了，這里也能看到，改變樣式最小化重繪和重排這種優化方式適用于單個存在的節點。

批量修改DOM元素的核心思想是：

• 讓該元素脫離文檔流
• 對其進行多重改變
• 將元素帶回文檔中

打個比方，我們主機硬盤出現了故障，常見的辦法就是把硬盤卸下來，用專業的工具測試哪里有問題，待修復后再安裝上去。要是直接在主板上面用螺絲刀弄來弄去，估計主板一會兒也要壞了...

這個過程引發倆次重排，***步和第三步，如果沒有這兩步，可以想象一下，第二步每次對DOM的增刪都會引發一次重排。那么知道批量修改DOM的核心思想后，我們再了解三種可以使元素可以脫離文檔流的方法，注意，這里不使用css中的浮動&絕對定位，這是風馬牛不相及的概念。

• 隱藏元素，進行修改后，然后再顯示該元素
• 使用文檔片段創建一個子樹，然后再拷貝到文檔中
• 將原始元素拷貝到一個獨立的節點中，操作這個節點，然后覆蓋原始元素

看一下下面這個代碼示例：

// html  
xiaomi 
miui 
// javascript 現在需要添加帶有如下信息的li節點  
let data = [  
{  
name: 'tom',  
url: 'https://www.baidu.com',  
},  
{  
name: 'ann',  
url: 'https://www.techFE.com'  
}  
] 

首先，我們先寫一個通用的用于將新數據更新到指定節點的方法：

// javascript  
function appendNode($node, data) {  
var a, li;  
for(let i = 0, max = data.length; i < max; i++) {  
a = document.createElement('a');  
li = document.createElement('li');  
a.href = data[i].url;  
a.appendChild(document.createTextNode(data[i].name));  
li.appendChild(a);  
$node.appendChild(li);  
}  
} 

首先我們忽視所有的重排因素，大家肯定會這么寫：

let ul = document.querySelector('#mylist');  
appendNode(ul, data); 

使用這種方法，在沒有任何優化的情況下，每次插入新的節點都會造成一次重排(這幾部分我們都先討論重排，因為重排是性能優化的***步)。考慮這個場景，如果我們添加的節點數量眾多，而且布局復雜，樣式復雜，那么能想到的是你的頁面一定非?？D。我們利用批量修改DOM的優化手段來進行重構

1)隱藏元素，進行修改后，然后再顯示該元素

let ul = document.querySelector('#mylist');  
ul.style.display = 'none';  
appendNode(ul, data);  
ul.style.display = 'block'; 

這種方法造成倆次重排，分別是控制元素的顯示與隱藏。對于復雜的，數量巨大的節點段落可以考慮這種方法。為啥使用display屬性呢，因為display為none的時候，元素就不在文檔流了，還不熟悉的老鐵，手動Google一下，display:none, opacity: 0, visibility: hidden的區別

2)使用文檔片段創建一個子樹，然后再拷貝到文檔中

let fragment = document.createDocumentFragment();  
appendNode(fragment, data);  
ul.appendChild(fragment); 

我是比較喜歡這種方法的，文檔片段是一個輕量級的document對象，它設計的目的就是用于更新，移動節點之類的任務，而且文檔片段還有一個好處就是，當向一個節點添加文檔片段時，添加的是文檔片段的子節點群，自身不會被添加進去。不同于***種方法，這個方法并不會使元素短暫消失造成邏輯問題。上面這個例子，只在添加文檔片段的時候涉及到了一次重排。

3)將原始元素拷貝到一個獨立的節點中，操作這個節點，然后覆蓋原始元素

let old = document.querySelector('#mylist');  
let clone = old.cloneNode(true);  
appendNode(clone, data);  
old.parentNode.replaceChild(clone, old); 

可以看到這種方法也是只有一次重排。總的來說，使用文檔片段，可以操作更少的DOM(對比使用克隆節點)，最小化重排重繪次數。

3.1.3 緩存布局信息

緩存布局信息這個概念，在《高性能JavaScript》DOM性能優化中，多次提到類似的思想，比如我現在要得到頁面ul節點下面的100個li節點，***的辦法就是***次獲取后就保存起來，減少DOM的訪問以提升性能，緩存布局信息也是同樣的概念。前面有講到，當訪問諸如offsetLeft，clientTop這種屬性時，會沖破瀏覽器自有的優化————通過隊列化修改和批量運行的方法，減少重排/重繪版次。所以我們應該盡量減少對布局信息的查詢次數，查詢時，將其賦值給局部變量，使用局部變量參與計算。

看以下樣例：

將元素div向右下方平移，每次移動1px，起始位置100px, 100px。性能糟糕的代碼：

div.style.left = 1 + div.offsetLeft + 'px';  
div.style.top = 1 + div.offsetTop + 'px'; 

這樣造成的問題就是，每次都會訪問div的offsetLeft，造成瀏覽器強制刷新渲染隊列以獲取***的offsetLeft值。更好的辦法就是，將這個值保存下來，避免重復取值

current = div.offsetLeft;  
div.style.left = 1 + ++current + 'px';  
div.style.top = 1 + ++current + 'px';