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[Java教程]对网页渲染的初步认识


老实说,这篇博客是看了园子里的OneAPM官方技术博客关于有关网页渲染,每个前端开发者都该知道的那点事来写的,真心觉得不错,对于想做前段开发的程序员来说,是不可不知知的知识。

 

浏览器是如何完成网页渲染的?

网页渲染时,浏览器的动作有:

  1. 根据来自服务器的html代码形成文档对象模型(DOM)
  2. 加载并解析样式,形成CSS对象
  3. 在文档对象模型和CSS对象模型之上,创建一棵由一组待生成渲染的对象组成的渲染树(在Webkit(典型代表是Google Chrome)中这些对象被称为渲染器或渲染对象,而在Gecko(典型代表是Firefox)中称之为“frame”。)渲染树反映了文档对象模型的结构,但是不包含诸如标签或含有display:none属性的不可见元素。在渲染树中,每一段文本字符串都表现为独立的渲染器。每一个渲染对象都包含与之对应的DOM对象,或者文本块,还加上计算过的样式。换言之,渲染树是一个文档对象模型的直观展示
  4. 对渲染树上的的每一个元素,计算它的坐标,称之为布局。浏览器采用一种流方法,布局一个元素只需通过一次,但是表格元素需要通过多次。
  5. 最后,渲染树上的元素最终展示在浏览器里,这一过程称为“painting”

当用户与网页交互,或者脚本程序改动修改网页时,前文提到的一些操作将会重复执行,因为网页的内在结构已经发生了改变。

重绘

  • 当改变那些不会影响元素在网页中的位置的元素样式时,譬如background-color(背景色), border-color(边框色), visibility(可见性),浏览器只会用新的样式将元素重绘一次(这就是重绘,或者说重新构造样式)

重排

当改变影响到文本内容或结构,或者元素位置时,重排或者说重新布局就会发生。那产生重排的条件有哪些呢?通常有以下几类:

  1. DOM操作(元素添加,删除,修改,或者元素顺序的改变);
  2. 内容变化,包括表单域内的文本改变;
  3. CSS属性的计算或改变;
  4. 添加或删除样式表;
  5. 更改“类”的属性;
  6. 浏览器窗口的操作(缩放,滚动);
  7. 伪类激活(:悬停)。

浏览器如何优化渲染?

  1. 浏览器尽可能将重绘/重构 限制在被改变元素的区域内。比如,对于位置固定或绝对的元素,其大小改变只影响元素本身及其子元素,然而,静态定位元素的大小改变会触发后续所有元素的重流。

  2. 另一种优化技巧是,在运行几段JavaScript代码时,浏览器会缓存这些改变,在代码运行完毕后再将这些改变经一次通过加以应用。举个例子,下面这段代码只会触发一个重构和重绘:
    var $body = $('body');$body.css('padding', '1px'); // reflow, repaint$body.css('color', 'red'); // repaint$body.css('margin', '2px'); // reflow, repaint// only 1 reflow and repaint will actually happen

  3. 然而,如前所述,改变元素的属性会触发强制性的重排。如果我们在上面的代码块中加入一行代码,用来访问元素的属性,就会发生这种现象。
    var $body = $('body');$body.css('padding', '1px');$body.css('padding'); // reading a property, a forced   reflow$body.css('color', 'red');$body.css('margin', '2px');

  4. 其结果就是,重排发生了两次。因此,你应该把访问元素属性的操作都组织在一起,从而优化网页性能。(你可以在JSBin查到更为详细的例子)

    有时,你必须触发一个强制性重排。比如,我们必须将同样的属性(比如左边距)两次赋值给同一个元素。起初,它应该设置为100px,且不带动效。接着,它必须通过过渡(transition)动效改变为50px。你现在可以在JSbin上学习这个例子,不过我会在这儿更详细地介绍它。

    首先,我们创建一个带过渡效果的CSS类:
    .has-transition {  -webkit-transition: margin-left 1s ease-out;-moz-transition: margin-left 1s ease-out;-o-transition: margin-left 1s ease-out;transition: margin-left 1s ease-out;}

  5. 然后继续执行:
    // our element that has a "has-transition" class by defaultvar $targetElem = $('#targetElemId');// remove the transition class$targetElem.removeClass('has-transition');// change the property expecting the transition to be   off, as the class is not there// anymore$targetElem.css('margin-left', 100);// put the transition class back$targetElem.addClass('has-transition');// change the property$targetElem.css('margin-left', 50);

  6. 然而,这个执行无法奏效。所有改变都被缓存,只在代码块末尾加以执行。我们需要的是强制性的重排,我们可以通过以下更改加以实现:
    // remove the transition class$(this).removeClass('has-transition');// change the property$(this).css('margin-left', 100);// trigger a forced reflow, so that changes in a   class/property get applied immediately$(this)[0].offsetHeight; // an example, other   properties would work, too// put the transition class back$(this).addClass('has-transition');// change the property$(this).css('margin-left', 50);

 

有关性能优化的实际建议

  1. 创建有效的HTML和CSS文件,不要忘记指明文档的编码方式。样式应该包含在标签内,脚本代码则应该加在标签末端。
  2. 尽量简化和优化CSS选择器(这种优化方式几乎被使用CSS预处理器的开发者统一忽视了)将嵌套程度保持在最低水平。以下是CSS选择器的性能排名(从最快者开始):
    1. 识别器:#id
    2. 类:.class
    3. 标签:div
    4. 相邻兄弟选择器:a + i
    5. 父类选择器:ul> li
    6. 通用选择器:*
    7. 属性选择:input[type="text"]
    8. 伪类和伪元素:a:hover
  3. 你应该记住,浏览器在处理选择器时依照从右到左的原则,因此最右端的选择器应该是最快的:#id或则.class:
    div * {...} // bad.list li {...} // bad.list-item {...} // good#list .list-item {...} // good

    1. 在你的脚本代码中,尽可能减少DOM操作。缓存所有东西,包括元素属性以及对象(如果它们被重用的话)。当进行复杂的操作时,使用“孤立”元素会更好,之后可以将其加到DOM中(所谓“孤立”元素是与DOM脱离,仅保存在内存中的元素)。

    2. 如果你使用jQuery来选择元素,请遵从jQuery选择器最佳实践方案。

    3. 为了改变元素的样式,修改“类”的属性是奏效的方法之一。执行这一改变时,处在DOM渲染树的位置越深越好(这还有助于将逻辑与表象脱离)。

    4. 尽量只给位置绝对或者固定的元素添加动画效果。

    5. 在使用滚动时禁用复杂的悬停动效(比如,在中添加一个额外的不悬停类)

更加优秀的参考:

  1. How browsers work?

  2. Rendering: repaint, reflow/relayout, restyle