摘要：接下來深入的介紹幾種性能優(yōu)化的小最小化重繪和重排既然重排重繪是會影響頁面的性能，尤其是糟糕的代碼更會將重排帶來的性能問題放大。前面有講到，當(dāng)訪問諸如，這種屬性時(shí)，會沖破瀏覽器自有的優(yōu)化通過隊(duì)列化修改和批量運(yùn)行的方法，減少重排重繪版次。

前言，最近利用碎片時(shí)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(gè)概念在頁面性能提升上的作用。

有經(jīng)驗(yàn)的大佬對這個(gè)概念一定不會陌生，“瀏覽器輸入U(xiǎn)RL發(fā)生了什么”。估計(jì)大家已經(jīng)爛熟于心了，從計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)到JS引擎，一路飛奔到瀏覽器渲染引擎。 經(jīng)驗(yàn)越多就能理解的越深。感興趣的同學(xué)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(xù)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(gòu)建DOM樹，于此同時(shí)還會構(gòu)建渲染樹(Render Tree)。（其實(shí)在構(gòu)建渲染樹之前，和DOM樹同期會構(gòu)建Style Tree。DOM樹與Style Tree合并為渲染樹）

DOM樹
表示頁面的結(jié)構(gòu)

渲染樹
表示頁面的節(jié)點(diǎn)如何顯示

一旦渲染樹構(gòu)建完成，就要開始繪制（paint）頁面元素了。當(dāng)DOM的變化引發(fā)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(dǎo)致瀏覽器不得不重新計(jì)算元素的幾何屬性，并重新構(gòu)建渲染樹，這個(gè)過程稱為“重排”。完成重排后，要將重新構(gòu)建的渲染樹渲染到屏幕上，這個(gè)過程就是“重繪”。簡單的說，重排負(fù)責(zé)元素的幾何屬性更新，重繪負(fù)責(zé)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(gè)元素的背景，這個(gè)就不涉及元素的幾何屬性，所以只發(fā)生重繪。

上面已經(jīng)提到了，重排發(fā)生的根本原理就是元素的幾何屬性發(fā)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(fā)生改變

內(nèi)容改變

頁面渲染器初始化

瀏覽器窗口大小發(fā)生改變

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(fèi)大量的開銷在進(jìn)行頁面的計(jì)算，這樣的話，我們頁面在用戶使用起來，就會出現(xiàn)明顯的卡頓。現(xiàn)在的瀏覽器其實(shí)已經(jīng)對重排進(jìn)行了優(yōu)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(yuǎn)的瀏覽器，這段代碼會觸發(fā)頁面2次重排，在分別設(shè)置寬高的時(shí)候，觸發(fā)2次，當(dāng)代的瀏覽器對此進(jìn)行了優(yōu)化，這種思路類似于現(xiàn)在流行的MVVM框架使用的虛擬DOM，對改變的DOM節(jié)點(diǎn)進(jìn)行依賴收集，確認(rèn)沒有改變的節(jié)點(diǎn)，就進(jìn)行一次更新。但是瀏覽器針對重排的優(yōu)化雖然思路和虛擬DOM接近，但是還是有本質(zhì)的區(qū)別。大多數(shù)瀏覽器通過隊(duì)列化修改并批量執(zhí)行來優(yōu)化重排過程。也就是說上面那段代碼其實(shí)在現(xiàn)在的瀏覽器優(yōu)化下，只構(gòu)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(yōu)化失效。比如：

offsetTop, offsetLeft，...

scrollTop, scrollLeft, ...

clientTop, clientLeft, ...

getComputedStyle() (currentStyle in IE)

為什么造成優(yōu)化失效呢？仔細(xì)看這些屬性，都是需要實(shí)時(shí)回饋給用戶的幾何屬性或者是布局屬性，當(dāng)然不能再依靠瀏覽器的優(yōu)化，因此瀏覽器不得不立即執(zhí)行渲染隊(duì)列中的“待處理變化”，并隨之觸發(fā)重排返回正確的值。
接下來深入的介紹幾種性能優(yōu)化的小TIPS

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。

考慮下面這個(gè)例子：

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

這個(gè)例子其實(shí)和上面那個(gè)例子是一回事兒，在最糟糕的情況下，會觸發(fā)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(jié)點(diǎn)一次，比如改為使用cssText屬性實(shí)現(xiàn)：

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

沿著這個(gè)思路，聰明的老鐵一定就說了，你直接改個(gè)類名不也妥妥的。沒錯(cuò)，還有一種減少重排的方法就是切換類名，而不是使用內(nèi)聯(lián)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";

如果我們需要對DOM元素進(jìn)行多次修改，怎么去減少重排和重繪的次數(shù)呢？有的同學(xué)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(gè)要點(diǎn)里，可以明確的看到，造成元素幾何屬性發(fā)生改變就會觸發(fā)重排，現(xiàn)在需要增加10個(gè)節(jié)點(diǎn)，必然涉及到DOM的修改，這個(gè)時(shí)候就需要利用批量修改DOM這種優(yōu)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(yōu)化方式適用于單個(gè)存在的節(jié)點(diǎn)。
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(jìn)行多重改變

將元素帶回文檔中

打個(gè)比方，我們主機(jī)硬盤出現(xiàn)了故障，常見的辦法就是把硬盤卸下來，用專業(yè)的工具測試哪里有問題，待修復(fù)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(jì)主板一會兒也要壞了...
這個(gè)過程引發(fā)倆次重排，第一步和第三步，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(fā)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(fēng)馬牛不相及的概念。

隱藏元素，進(jìn)行修改后，然后再顯示該元素

使用文檔片段創(chuàng)建一個(gè)子樹，然后再拷貝到文檔中

將原始元素拷貝到一個(gè)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)中，操作這個(gè)節(jié)點(diǎn)，然后覆蓋原始元素

看一下下面這個(gè)代碼示例：

// html

  
xiaomi
  
miui


// javascript 現(xiàn)在需要添加帶有如下信息的li節(jié)點(diǎn)
let data = [
  {
    name: "tom",
    url: "https://www.baidu.com",
  },
  {
      name: "ann",
      url: "https://www.techFE.com"
  }
]

首先，我們先寫一個(gè)通用的用于將新數(shù)據(jù)更新到指定節(jié)點(diǎn)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(yōu)化的情況下，每次插入新的節(jié)點(diǎn)都會造成一次重排（這幾部分我們都先討論重排，因?yàn)橹嘏攀切阅軆?yōu)化的第一步）。考慮這個(gè)場景，如果我們添加的節(jié)點(diǎn)數(shù)量眾多，而且布局復(fù)雜，樣式復(fù)雜，那么能想到的是你的頁面一定非常卡頓。我們利用批量修改DOM的優(yōu)化手段來進(jìn)行重構(gòu)
1）隱藏元素，進(jìn)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(fù)雜的，數(shù)量巨大的節(jié)點(diǎn)段落可以考慮這種方法。為啥使用display屬性呢，因?yàn)閐isplay為none的時(shí)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(qū)別

2）使用文檔片段創(chuàng)建一個(gè)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(gè)輕量級的document對象，它設(shè)計(jì)的目的就是用于更新，移動節(jié)點(diǎn)之類的任務(wù)，而且文檔片段還有一個(gè)好處就是，當(dāng)向一個(gè)節(jié)點(diǎn)添加文檔片段時(shí)，添加的是文檔片段的子節(jié)點(diǎn)群，自身不會被添加進(jìn)去。不同于第一種方法，這個(gè)方法并不會使元素短暫消失造成邏輯問題。上面這個(gè)例子，只在添加文檔片段的時(shí)候涉及到了一次重排。

3）將原始元素拷貝到一個(gè)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)中，操作這個(gè)節(jié)點(diǎn)，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?？偟膩碚f，使用文檔片段，可以操作更少的DOM（對比使用克隆節(jié)點(diǎn)），最小化重排重繪次數(shù)。

緩存布局信息這個(gè)概念，在《高性能JavaScript》DOM性能優(yōu)化中，多次提到類似的思想，比如我現(xiàn)在要得到頁面ul節(jié)點(diǎn)下面的100個(gè)li節(jié)點(diǎn)，最好的辦法就是第一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(dāng)訪問諸如offsetLeft，clientTop這種屬性時(shí)，會沖破瀏覽器自有的優(yōu)化————通過隊(duì)列化修改和批量運(yùn)行的方法，減少重排/重繪版次。所以我們應(yīng)該盡量減少對布局信息的查詢次數(shù)，查詢時(shí)，將其賦值給局部變量，使用局部變量參與計(jì)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(qiáng)制刷新渲染隊(duì)列以獲取最新的offsetLeft值。更好的辦法就是，將這個(gè)值保存下來，避免重復(fù)取值

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