渲染机制

浏览器的渲染机制一般分为以下几个步骤

  1. 处理 HTML 并构建 DOM 树。
  2. 处理 CSS 构建 CSSOM 树。
  3. 将 DOM 与 CSSOM 合并成一个渲染树。
  4. 根据渲染树来布局，计算每个节点的位置。
  5. 调用 GPU 绘制，合成图层，显示在屏幕上。

渲染机制 - 图1

在构建 CSSOM 树时，会阻塞渲染，直至 CSSOM 树构建完成。并且构建 CSSOM 树是一个十分消耗性能的过程，所以应该尽量保证层级扁平，减少过度层叠，越是具体的 CSS 选择器，执行速度越慢。

当 HTML 解析到 script 标签时，会暂停构建 DOM，完成后才会从暂停的地方重新开始。也就是说，如果你想首屏渲染的越快，就越不应该在首屏就加载 JS 文件。并且 CSS 也会影响 JS 的执行，只有当解析完样式表才会执行 JS，所以也可以认为这种情况下，CSS 也会暂停构建 DOM。

渲染机制 - 图2

渲染机制 - 图3

Load 和 DOMContentLoaded 区别

Load 事件触发代表页面中的 DOM，CSS，JS，图片已经全部加载完毕。

DOMContentLoaded 事件触发代表初始的 HTML 被完全加载和解析，不需要等待 CSS，JS，图片加载。

图层

一般来说，可以把普通文档流看成一个图层。特定的属性可以生成一个新的图层。不同的图层渲染互不影响，所以对于某些频繁需要渲染的建议单独生成一个新图层，提高性能。但也不能生成过多的图层，会引起反作用。

通过以下几个常用属性可以生成新图层

  • 3D 变换：translate3d、translateZ
  • will-change
  • video、iframe 标签
  • 通过动画实现的 opacity 动画转换
  • position: fixed

重绘（Repaint）和回流（Reflow）

重绘和回流是渲染步骤中的一小节，但是这两个步骤对于性能影响很大。

  • 重绘是当节点需要更改外观而不会影响布局的，比如改变 color 就叫称为重绘
  • 回流是布局或者几何属性需要改变就称为回流。

回流必定会发生重绘，重绘不一定会引发回流。回流所需的成本比重绘高的多，改变深层次的节点很可能导致父节点的一系列回流。

所以以下几个动作可能会导致性能问题：

  • 改变 window 大小
  • 改变字体
  • 添加或删除样式
  • 文字改变
  • 定位或者浮动
  • 盒模型

很多人不知道的是，重绘和回流其实和 Event loop 有关。

  1. 当 Event loop 执行完 Microtasks 后，会判断 document 是否需要更新。因为浏览器是 60Hz 的刷新率，每 16ms 才会更新一次。
  2. 然后判断是否有 resize 或者 scroll ，有的话会去触发事件，所以 resize 和 scroll 事件也是至少 16ms 才会触发一次，并且自带节流功能。
  3. 判断是否触发了 media query
  4. 更新动画并且发送事件
  5. 判断是否有全屏操作事件
  6. 执行 requestAnimationFrame 回调
  7. 执行 IntersectionObserver 回调，该方法用于判断元素是否可见，可以用于懒加载上，但是兼容性不好
  8. 更新界面
  9. 以上就是一帧中可能会做的事情。如果在一帧中有空闲时间，就会去执行 requestIdleCallback 回调。

以上内容来自于 HTML 文档

减少重绘和回流

  • 使用 translate 替代 top

    1. <div class="test"></div>
    2. <style>
    3.     .test {
    4.         position: absolute;
    5.         top: 10px;
    6.         width: 100px;
    7.         height: 100px;
    8.         background: red;
    9.     }
    10. </style>
    11. <script>
    12.     setTimeout(() => {
    13.         // 引起回流
    14.         document.querySelector('.test').style.top = '100px'
    15.     }, 1000)
    16. </script>

  • 使用 visibility 替换 display: none ，因为前者只会引起重绘，后者会引发回流（改变了布局）

  • 把 DOM 离线后修改，比如：先把 DOM 给 display:none (有一次 Reflow)，然后你修改100次，然后再把它显示出来

  • 不要把 DOM 结点的属性值放在一个循环里当成循环里的变量

    for(let i = 0; i < 1000; i++) {
    // 获取 offsetTop 会导致回流，因为需要去获取正确的值
    console.log(document.querySelector('.test').style.offsetTop)
}

  • 不要使用 table 布局，可能很小的一个小改动会造成整个 table 的重新布局

  • 动画实现的速度的选择，动画速度越快，回流次数越多，也可以选择使用 requestAnimationFrame

  • CSS 选择符从右往左匹配查找，避免 DOM 深度过深

  • 将频繁运行的动画变为图层，图层能够阻止该节点回流影响别的元素。比如对于 video 标签，浏览器会自动将该节点变为图层。

    渲染机制 - 图4