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高效前端之再探頁(yè)面渲染優(yōu)化

2021-4-2    前端達(dá)人

首先仍然不得不提的是 “在客戶(hù)端拿到 HTML 后的處理”:

  • 從上到下解析 HTML 文檔生成DOM樹(shù);
  • 加載解析樣式構(gòu)建CSSOM樹(shù);
  • 加載并執(zhí)行JavaScript代碼;
  • 根據(jù)DOM樹(shù)和CSSOM樹(shù),生成 render 樹(shù);
  • 渲染;
  • 布局;
  • 繪制

我們可能很多次聽(tīng)到過(guò):“要盡可能地減少重排和重繪,因?yàn)樗鼈儠?huì)影響瀏覽器性能。”
但,為什么呢?

事實(shí)上,一個(gè)頁(yè)面是由許多層級(jí)組成的(就像千層餅一樣) —— 這里的“層級(jí)”指的是“ DOM 元素渲染層(Layer)”。一個(gè)頁(yè)面在構(gòu)建完 render tree 到展現(xiàn)在我們面前還經(jīng)歷了一個(gè)“特別的流程”:

  1. 瀏覽器會(huì)先獲取DOM樹(shù)并依據(jù)樣式將其分割成多個(gè)獨(dú)立的渲染層
  2. CPU 將每一層繪制進(jìn)位圖中
  3. 將位圖作為紋理上傳至 GPU(顯卡)繪制
  4. GPU 將所有的渲染層緩存并復(fù)合多個(gè)渲染層最終形成我們的圖像(如果下次上傳的渲染層沒(méi)有發(fā)生變化,GPU 就不需要對(duì)其進(jìn)行重新繪制)

(:從上面的步驟我們可以知道:布局是CPU處理的,而繪制是由GPU完成的。
就像這張圖說(shuō)的(from Firefox的3D View插件的頁(yè)面Layers層級(jí)圖)
layer-index

問(wèn)題就發(fā)生在上面所說(shuō)流程的第2、4步中。大家試想一下:如果我們把那些會(huì)發(fā)生復(fù)雜運(yùn)動(dòng)/變化或一直發(fā)生大量重排重繪的元素提起出來(lái),單獨(dú)放在一個(gè)渲染層觸發(fā),那它就不會(huì)連累其他元素了!

那什么情況下會(huì)觸發(fā)渲染層呢?
比如 video 、WebGL 、Canvas 、CSS3 3D 、CSS濾鏡 、z-index大于某個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)的值 的元素都會(huì)觸發(fā)新的Layer —— 這里要理解一點(diǎn):它并不單單指 z-index!這里極力推薦張?chǎng)涡翊蟠蟮倪@一篇文章:深入理解CSS中的層疊上下文和層疊順序
比較簡(jiǎn)單的方法是,給元素加上下面的樣式:

transform: translateZ(0); backface-visibility: hidden; 
  • 1
  • 2

我們把容易觸發(fā)重排重繪的元素單獨(dú)觸發(fā)渲染層,讓它與那些“靜態(tài)”元素隔離,讓 GPU 分擔(dān)更多的渲染工作,我們通常把這樣的措施成為硬件加速,或者是 GPU 加速。大家之前肯定聽(tīng)過(guò)這個(gè)說(shuō)法 —— 就比如CSS中的 will-change 。

不論是重排還是重繪,都會(huì)阻塞瀏覽器。要提高網(wǎng)頁(yè)性能,就要降低重排和重繪的頻率和成本,近可能少地觸發(fā)重新渲染。正如我們上面提到的:重排是由 CPU 處理的,而重繪是由 GPU 處理的,CPU 的處理效率遠(yuǎn)不及 GPU,并且重排一定會(huì)引發(fā)重繪,而重繪不一定會(huì)引發(fā)重排。所以在性能優(yōu)化工作中,我們更應(yīng)當(dāng)著重減少重排的發(fā)生。


還有什么可以?xún)?yōu)化的?

  1. CSS 屬性讀寫(xiě)分離:瀏覽器沒(méi)次對(duì)元素樣式進(jìn)行讀操作時(shí),都必須進(jìn)行一次重新渲染(重排 + 重繪),所以我們?cè)谑褂?JS 對(duì)元素樣式進(jìn)行讀寫(xiě)操作時(shí),最好將兩者分離開(kāi),先讀后寫(xiě),避免出現(xiàn)兩者交叉使用的情況
  2. 通過(guò)切換 class 或者 style.csstext 屬性去批量操作元素樣式
  3. DOM 元素離線(xiàn)更新:當(dāng)對(duì) DOM 進(jìn)行相關(guān)操作時(shí),例、appendChild 等都可以使用 documentFragment 對(duì)象進(jìn)行離屏操作,帶元素“組裝”完成后再一次插入頁(yè)面,或者使用 display:none 對(duì)元素隱藏,在元素“消失”后進(jìn)行相關(guān)操作,然后再顯示出來(lái)
  4. visibility: hidden 是個(gè)好東西,它既有display的隱藏,又有opacity的占位。而且它還支持移動(dòng)動(dòng)畫(huà)
  5. 圖片在渲染前指定大小:因?yàn)?img 元素是內(nèi)聯(lián)元素,所以在加載圖片后會(huì)改變寬高,嚴(yán)重的情況會(huì)導(dǎo)致整個(gè)頁(yè)面重排,所以最好在渲染前就指定其大小,或者讓其脫離文檔流

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