浏览器回流和重绘

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浏览器渲染过程:

  • 浏览器解析HTML生成DOM树
  • 浏览器解析CSS生成CSSDOM树
  • DOM树和CSSDOM树合并构建渲染树
  • 计算元素的形状,位置,大小(回流)
  • 转化为屏幕上的实际像素(重绘)

当浏览器的网络线程收到HTML文档后,会产生一个渲染任务,并将其传递给渲染主线程的消息队列。 在事件循环机制的作用下,渲染主线程取出消息队列中的渲染任务,开启渲染流程。 整个渲染过程分为多个阶段,分别是:HTML解析,样式计算,布局,分层,绘制,分块,光栅化,画

  • 1、渲染【Parse】

渲染第一步是解析HTML:

解析过程中遇到CSS解析CSS,遇到JS执行JS。为了提高解析效率,浏览器在开始解析前,会启动一个预解析的线程,率先下载HTML中外部CSS文件和外部JS文件。

如果主线程解析到link位置,此时外部的CSS文件还没有下载解析好,主线程不会等待 ,继续解析后续的HTML。这是因为下载和解析CSS的工作是在预解析线程中进行的,这就是CSS不会阻塞HTML解析的根本原因。

如果主线程解析到script位置,会停止解析HTML,转而等待JS文件下载好,并将全局代码解析执行完成后,才能继续解析HTML。这是因为JS代码执行过程中可能修改当前DOM树,所以DOM树的生成必须暂停。这就是JS会阻塞HTML解析的根本原因。

第一步完成后,会得到DOM数和CSSOM树,浏览器的默认样式,内部样式,外部样式,行内样式均会包含在CSSOM树中。

  • 2、样式计算【Style】

主线程会遍历得到的DOM树,依次为树中的每个节点计算出它最终的样式,称之为Computed Style。在这一过程中,很多预设值会变成绝对值,比如red会变成rgb(255, 0, 0);相对单位会变成绝对单位,比如em会变成px。

这一步完成后,会得到一棵带有样式的DOM树。

  • 3、布局【Layout】

布局完成后会得到布局树

布局阶段会依次遍历DOM树的每一个节点,计算每个节点的几何信息。例如节点的宽高,相对包含块的位置。

大部分的时候,DOM数和布局树并非一一对应。

比如display:none的节点没有几何信息,因此不会生成布局树,又比如使用了伪元素选择器,虽然DOM树中不存在这些伪元素节点,但它们拥有几何信息,所以会生成布局树中。还有匿名行盒,匿名块盒等等都会导致DOM树和布局树无法一一对应。

  • 4、分层【Layer】

主线程会使用一套复杂的策略对整个布局树中进行分层。

分层的好处在于,将来某一个层改变后,仅会对该层进行后续处理,从而提升效率。

滚动条,堆叠上下文,transform。opacity等样式都会或多或少的影响分层结果,也可以通过will-change属性更大程度的影响分层结果。

  • 5、绘制【Paint】

主线程会为每个层单独产生绘制指令集,用于描述这一层的内容该如何画出来。

完成绘制后,主线程将每个图层的绘制信息交给合成线程,剩余工作将由合成线程完成。

  • 6、分块【Tiling】

合成线程首先对每个图层进行分块,将其划分为更多的小区域。

它会从线程池中拿取多个线程来完成分块工作。

分块完成后,进入光栅化阶段

  • 7、光栅化【Raster】

合成线程会将块信息交给GPU进程,以极高的速度完成光栅化。

GPU进程会开启多个线程来完成光栅化,并且优先处理靠近视口区域的块。

光栅化的结果,就是一块一块的位图。

  • 8、画【Draw】

合成线程拿到每个层,每个块的位图后,生成一个个quad【指引信息】。

指引会标识出每个位图应该画到屏幕的哪个位置,以及会考虑到旋转,缩放等变形。

变形生在合成线程,与渲染主线程无关,这就是transform效率高的本质原因。

合成线程会把quad【指引信息】提交给GPU进程,由GPU进程产生系统调用,提交给GPU硬件,完成最终的屏幕成像。

浏览器回流和重绘.png

  • 回流,重点在于“流”,倾向于结构调整,对性能影响更大【比如房子需要重新盖=>回流】
  • 重绘,重点在于“绘”,倾向于样式调整,对性能影响较小【比如房子只是装修=>重绘】

回流一定会触发重绘,而重绘不一定会回流

引起回流:

  • 首次渲染页面
  • 添加,删除元素
  • 改变元素大小(内外边距,边框,宽高)
  • 改变元素位置
  • 改变元素内容
  • 改变字体大小
  • 调整浏览器窗口大小
  • 查询某些属性或调用某些方法(clientWidth,getComputedStyle())

当访问以下属性或方法时,浏览器会执行回流和重绘返回正确的值:【尽量避免使用以下属性或方法】

clientTop,clientLeft,clientWidth,clientHeight

offsetTop,offsetLeft,offsetWidth,offsetHeight

scrollTop,scrollLeft,scrollWidth,scrollHeight

getComputedStyle()

getBoundingClientRect()

避免回流:

  • 避免频繁操作样式
    • 一次性改变style属性
    • 增减class属性
  • 避免频繁操作dom
    • 脱离文档流->修改->放回
    • 文档碎片(document.fragment)->dom操作->添加回文档
    • 隐藏dom->修改dom->显示dom
  • 避免多次访问会触发回流的属性或方法
  • 复杂动画
    • 使用绝对定位脱离文档流
  • 触发css3硬件加速
    • 使用不会引起回流重绘的css3属性
      • transform
      • opacity
      • filters
      • will-change