先回顾下前一篇文章高性能JavaScript DOM编程,主要提了两点优化,一是尽量减少DOM的访问,而把运算放在ECMAScript这一端,二是尽量缓存局部变量,比如length等等,最后介绍了两个新的API querySelector()以及querySelectorAll(),在做组合选择的时候可以大胆使用。而本文主要讲的是DOM编程可能最耗时的地方,重排和重绘。
1、什么是重排和重绘
浏览器下载完页面中的所有组件——HTML标记、JavaScript、CSS、图片之后会解析生成两个内部数据结构——DOM树和渲染树。
DOM树表示页面结构,渲染树表示DOM节点如何显示。DOM树中的每一个需要显示的节点在渲染树种至少存在一个对应的节点(隐藏的DOM元素disply值为none 在渲染树中没有对应的节点)。渲染树中的节点被称为“帧”或“盒",符合CSS模型的定义,理解页面元素为一个具有填充,边距,边框和位置的盒子。一旦DOM和渲染树构建完成,浏览器就开始显示(绘制)页面元素。
当DOM的变化影响了元素的几何属性(宽或高),浏览器需要重新计算元素的几何属性,同样其他元素的几何属性和位置也会因此受到影响。浏览器会使渲染树中受到影响的部分失效,并重新构造渲染树。这个过程称为重排。完成重排后,浏览器会重新绘制受影响的部分到屏幕,该过程称为重绘。由于浏览器的流布局,对渲染树的计算通常只需要遍历一次就可以完成。但table及其内部元素除外,它可能需要多次计算才能确定好其在渲染树中节点的属性,通常要花3倍于同等元素的时间。这也是为什么我们要避免使用table做布局的一个原因。
并不是所有的DOM变化都会影响几何属性,比如改变一个元素的背景色并不会影响元素的宽和高,这种情况下只会发生重绘。
2、重排和重绘的代价究竟多大
重排和重绘的代价有多大?我们再回到前文那个过桥的例子上,细心的你可能会发现了,千倍的时间差并不是由于“过桥”一手造成的,每次“过桥”其实都伴随着重排和重绘,而耗能的绝大部分也正是在这里!
var times = 15000; // code1 每次过桥+重排+重绘 console.time(1); for(var i = 0; i < times; i++) { document.getElementById('myDiv1').innerHTML += 'a'; } console.timeEnd(1); // code2 只过桥 console.time(2); var str = ''; for(var i = 0; i < times; i++) { var tmp = document.getElementById('myDiv2').innerHTML; str += 'a'; } document.getElementById('myDiv2').innerHTML = str; console.timeEnd(2); // code3 console.time(3); var _str = ''; for(var i = 0; i < times; i++) { _str += 'a'; } document.getElementById('myDiv3').innerHTML = _str; console.timeEnd(3); // 1: 2874.619ms // 2: 11.154ms // 3: 1.282ms
数据是不会撒谎的,看到了吧,多次访问DOM对于重排和重绘来说,耗时简直不值一提了。
3、重排何时发生
很显然,每次重排,必然会导致重绘,那么,重排会在哪些情况下发生?
1、添加或者删除可见的DOM元素
2、元素位置改变
3、元素尺寸改变
4、元素内容改变(例如:一个文本被另一个不同尺寸的图片替代)
5、页面渲染初始化(这个无法避免)
6、浏览器窗口尺寸改变
这些都是显而易见的,或许你已经有过这样的体会,不间断地改变浏览器窗口大小,导致UI反应迟钝(某些低版本IE下甚至直接挂掉),现在你可能恍然大悟,没错,正是一次次的重排重绘导致的!
4、渲染树变化的排队和刷新
思考下面代码:
var ele = document.getElementById('myDiv'); ele.style.borderLeft = '1px'; ele.style.borderRight = '2px'; ele.style.padding = '5px';
乍一想,元素的样式改变了三次,每次改变都会引起重排和重绘,所以总共有三次重排重绘过程,但是浏览器并不会这么笨,它会把三次修改“保存”起来(大多数浏览器通过队列化修改并批量执行来优化重排过程),一次完成!但是,有些时候你可能会(经常是不知不觉)强制刷新队列并要求计划任务立即执行。获取布局信息的操作会导致队列刷新,比如:
1.offsetTop, offsetLeft, offsetWidth, offsetHeight
2.scrollTop, scrollLeft, scrollWidth, scrollHeight
3.clientTop, clientLeft, clientWidth, clientHeight
4.getComputedStyle() (currentStyle in IE)
将上面的代码稍加修改:
var ele = document.getElementById('myDiv'); ele.style.borderLeft = '1px'; ele.style.borderRight = '2px'; // here use offsetHeight // ... ele.style.padding = '5px';
因为offsetHeight属性需要返回最新的布局信息,因此浏览器不得不执行渲染队列中的“待处理变化”并触发重排以返回正确的值(即使队列中改变的样式属性和想要获取的属性值并没有什么关系),所以上面的代码,前两次的操作会缓存在渲染队列中待处理,但是一旦offsetHeight属性被请求了,队列就会立即执行,所以总共有两次重排与重绘。所以尽量不要在布局信息改变时做查询。
5、最小化重排和重绘
我们还是看上面的这段代码:
var ele = document.getElementById('myDiv'); ele.style.borderLeft = '1px'; ele.style.borderRight = '2px'; ele.style.padding = '5px';
三个样式属性被改变,每一个都会影响元素的几何结构,虽然大部分现代浏览器都做了优化,只会引起一次重排,但是像上文一样,如果一个及时的属性被请求,那么就会强制刷新队列,而且这段代码四次访问DOM,一个很显然的优化策略就是把它们的操作合成一次,这样只会修改DOM一次:
var ele = document.getElementById('myDiv'); // 1. 重写style ele.style.cssText = 'border-left: 1px; border-right: 2px; padding: 5px;'; // 2. add style ele.style.cssText += 'border-;eft: 1px;' // 3. use class ele.className = 'active';
6、fragment元素的应用
看如下代码,考虑一个问题:
<ul id='fruit'> <li> apple </li> <li> orange </li> </ul>
如果代码中要添加内容为peach、watermelon两个选项,你会怎么做?
var lis = document.getElementById('fruit'); var li = document.createElement('li'); li.innerHTML = 'apple'; lis.appendChild(li); var li = document.createElement('li'); li.innerHTML = 'watermelon'; lis.appendChild(li);
很容易想到如上代码,但是很显然,重排了两次,怎么破?前面我们说了,隐藏的元素不在渲染树中,太棒了,我们可以先把id为fruit的ul元素隐藏(display=none),然后添加li元素,最后再显示,但是实际操作中可能会出现闪动,原因这也很容易理解。这时,fragment元素就有了用武之地了。
var fragment = document.createDocumentFragment(); var li = document.createElement('li'); li.innerHTML = 'apple'; fragment.appendChild(li); var li = document.createElement('li'); li.innerHTML = 'watermelon'; fragment.appendChild(li); document.getElementById('fruit').appendChild(fragment);
文档片段是个轻量级的document对象,它的设计初衷就是为了完成这类任务——更新和移动节点。文档片段的一个便利的语法特性是当你附加一个片断到节点时,实际上被添加的是该片断的子节点,而不是片断本身。只触发了一次重排,而且只访问了一次实时的DOM。
7、让元素脱离动画流
用展开/折叠的方式来显示和隐藏部分页面是一种常见的交互模式。它通常包括展开区域的几何动画,并将页面其他部分推向下方。
一般来说,重排只影响渲染树中的一小部分,但也可能影响很大的部分,甚至整个渲染树。浏览器所需要重排的次数越少,应用程序的响应速度就越快。因此当页面顶部的一个动画推移页面整个余下的部分时,会导致一次代价昂贵的大规模重排,让用户感到页面一顿一顿的。渲染树中需要重新计算的节点越多,情况就会越糟。
使用以下步骤可以避免页面中的大部分重排:
使用绝对位置定位页面上的动画元素,将其脱离文档流
让元素动起来。当它扩大时,会临时覆盖部分页面。但这只是页面一个小区域的重绘过程,不会产生重排并重绘页面的大部分内容。
当动画结束时恢复定位,从而只会下移一次文档的其他元素
总结
重排和重绘是DOM编程中耗能的主要原因之一,平时涉及DOM编程时可以参考以下几点:
尽量不要在布局信息改变时做查询(会导致渲染队列强制刷新)
同一个DOM的多个属性改变可以写在一起(减少DOM访问,同时把强制渲染队列刷新的风险降为0)
如果要批量添加DOM,可以先让元素脱离文档流,操作完后再带入文档流,这样只会触发一次重排(fragment元素的应用)
将需要多次重排的元素,position属性设为absolute或fixed,这样此元素就脱离了文档流,它的变化不会影响到其他元素。例如有动画效果的元素就最好设置为绝对定位。
以上就是高性能JavaScript 重排与重绘的全部介绍内容,大家可以结合上一篇高性能JavaScript DOM编程(1)一起学习,
希望这两篇文章可以帮到大家,解决大家这方面的疑惑。

Python和JavaScript在性能和效率方面的差异主要体现在:1)Python作为解释型语言,运行速度较慢,但开发效率高,适合快速原型开发;2)JavaScript在浏览器中受限于单线程,但在Node.js中可利用多线程和异步I/O提升性能,两者在实际项目中各有优势。

JavaScript起源于1995年,由布兰登·艾克创造,实现语言为C语言。1.C语言为JavaScript提供了高性能和系统级编程能力。2.JavaScript的内存管理和性能优化依赖于C语言。3.C语言的跨平台特性帮助JavaScript在不同操作系统上高效运行。

JavaScript在浏览器和Node.js环境中运行,依赖JavaScript引擎解析和执行代码。1)解析阶段生成抽象语法树(AST);2)编译阶段将AST转换为字节码或机器码;3)执行阶段执行编译后的代码。

Python和JavaScript的未来趋势包括:1.Python将巩固在科学计算和AI领域的地位,2.JavaScript将推动Web技术发展,3.跨平台开发将成为热门,4.性能优化将是重点。两者都将继续在各自领域扩展应用场景,并在性能上有更多突破。

Python和JavaScript在开发环境上的选择都很重要。1)Python的开发环境包括PyCharm、JupyterNotebook和Anaconda,适合数据科学和快速原型开发。2)JavaScript的开发环境包括Node.js、VSCode和Webpack,适用于前端和后端开发。根据项目需求选择合适的工具可以提高开发效率和项目成功率。

是的,JavaScript的引擎核心是用C语言编写的。1)C语言提供了高效性能和底层控制,适合JavaScript引擎的开发。2)以V8引擎为例,其核心用C 编写,结合了C的效率和面向对象特性。3)JavaScript引擎的工作原理包括解析、编译和执行,C语言在这些过程中发挥关键作用。

JavaScript是现代网站的核心,因为它增强了网页的交互性和动态性。1)它允许在不刷新页面的情况下改变内容,2)通过DOMAPI操作网页,3)支持复杂的交互效果如动画和拖放,4)优化性能和最佳实践提高用户体验。

C 和JavaScript通过WebAssembly实现互操作性。1)C 代码编译成WebAssembly模块,引入到JavaScript环境中,增强计算能力。2)在游戏开发中,C 处理物理引擎和图形渲染,JavaScript负责游戏逻辑和用户界面。


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