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关于回流(reflows)与重绘(repaints),我已经在twitterdelicious上发布,但是并没有在演讲中提到或是以文章形式发布。

第一次让我开始思考关于回流(reflows)与重绘(repaints)的问题是在和ParisWeb上的Mr. Glazman做一个firey交换的时候。我可能有一些顽固,但是我确实听了他的一些理论。Stoyan和我开始讨论如何量化这个问题。

展望性能社区,除了一些典型的黑盒实验外,需要与浏览器厂商有更多的合作。对于性能,浏览器制造者知道哪些是重要的,哪些是不相干的。Opera列出“reflow和repaint是减缓JavaScript的三大主要原因之一”一文,所以其肯定值得一看。// zxx: Firefox浏览器相关内容可以看这里;Safari可以看这里

让我们从一些背景资料开始,当一个元素的外观的可见性visibility发生改变的时候,重绘(repaint)也随之发生,但是不影响布局。类似的例子包括:outline, visibility, or background color。根据Opera浏览器,重绘的代价是高昂的,因为浏览器必须验证DOM树上其他节点元素的可见性。而回流更是性能的关键因为其变化涉及到部分页面(或是整个页面)的布局。一个元素的回流导致了其所有子元素以及DOM中紧随其后的祖先元素的随后的回流。

例如:

<body>
<div class="error">
<h4>我的组件</h4>
<p><strong>错误:</strong>错误的描述…</p>
<h5>错误纠正</h5>
<ol>
<li>第一步</li>
<li>第二步</li>
</ol>
</div>
</body>

在上面的HTML片段中,对该段落(<p>标签)回流将会引发强烈的回流,因为它是一个子节点。这也导致了祖先的回流(div.error和body – 视浏览器而定)。此外,h5和ol也会有简单的回流,因为其在DOM中在回流元素之后。就Opera而言,大部分的回流将导致页面的重新渲染。

Opera原文:Reflows are very expensive in terms of performance, and is one of the main causes of slow DOM scripts, especially on devices with low processing power, such as phones. In many cases, they are equivalent to laying out the entire page again.

既然它们对性能影响如此可怕,那什么会导致回流呢?

不幸的是,很多的东西,其中一些还与CSS的书写特别相关。

  1. 调整窗口大小(Resizing the window)
  2. 改变字体(Changing the font)
  3. 增加或者移除样式表(Adding or removing a stylesheet)
  4. 内容变化,比如用户在input框中输入文字(Content changes, such as a user typing text in
    an input box)
  5. 激活 CSS 伪类,比如 :hover (IE 中为兄弟结点伪类的激活)(Activation of CSS pseudo classes such as :hover (in IE the activation of the pseudo class of a sibling))
  6. 操作 class 属性(Manipulating the class attribute)
  7. 脚本操作 DOM(A script manipulating the DOM)
  8. 计算 offsetWidth 和 offsetHeight 属性(Calculating offsetWidth and offsetHeight)  根据此可以实现一个jquery插件,让元素回流并重绘。ex. el.style.left=20px; a = el.offsetHeight;el.style.left=22px;
  9. 设置 style 属性的值 (Setting a property of the style attribute)

Mozilla关于回流的文章罗列了导致回流的要点以及何时可以减少他们。

如何避免回流或将它们对性能的影响降到最低?

注意:这里我限定了自己只能讨论CSS对回流的影响,如果您是一位JavaScript程序员,我是推荐您读一下我的reflow链接(zxx: 原作者收藏标记的一些关于reflow的一些文章或页面链接),有一些非常好的东西,没有直接关系到CSS。

  1. 如果想设定元素的样式,通过改变元素的 class 名 (尽可能在 DOM 树的最末端)(Change classes on the element you wish to style (as low in the dom tree as possible))
  2. 避免设置多项内联样式(Avoid setting multiple inline styles)
  3. 应用元素的动画,使用 position 属性的 fixed 值或 absolute 值(Apply animations to elements that are position fixed or absolute)
  4. 权衡平滑和速度(Trade smoothness for speed)
  5. 避免使用table布局(Avoid tables for layout)
  6. 避免使用CSS的JavaScript表达式 (仅 IE 浏览器)(Avoid JavaScript expressions in the CSS (IE only))

尽可能在DOM树的最末端改变class

回流可以自上而下,或自下而上的回流的信息传递给周围的节点。回流是不可避免的,但可以减少其影响。尽可能在DOM树的里面改变class,可以限制了回流的范围,使其影响尽可能少的节点。例如,你应该避免通过改变对包装元素类去影响子节点的显示。面向对象的CSS始终尝试获得它们影响的类对象(DOM节点或节点),但在这种情况下,它已尽可能的减少了回流的影响,增加性能优势。

避免设置多层内联样式

我们都知道与DOM交互很慢。我们尝试在一种无形的DOM树片段组进行更改,然后整个改变应用到DOM上时仅导致了一个回流。同样,通过style属性设置样式导致回流。避免设置多级内联样式,因为每个都会造成回流,样式应该合并在一个外部类,这样当该元素的class属性可被操控时仅会产生一个reflow。

动画效果应用到position属性为absolute或fixed的元素上

动画效果应用到position属性为absolute或fixed的元素上,它们不影响其他元素的布局,所它他们只会导致重新绘制,而不是一个完整回流。这样消耗会更低。

牺牲平滑度换取速度

Opera还建议我们牺牲平滑度换取速度,其意思是指您可能想每次1像素移动一个动画,但是如果此动画及随后的回流使用了100%的CPU,动画就会看上去是跳动的,因为浏览器正在与更新回流做斗争。动画元素每次移动3像素可能在非常快的机器上看起来平滑度低了,但它不会导致CPU在较慢的机器和移动设备中抖动。

避免使用table布局

避免使用table布局。可能您需要其它些避免使用table的理由,在布局完全建立之前,table经常需要多个关口,因为table是个和罕见的可以影响在它们之前已经进入的DOM元素的显示的元素。想象一下,因为表格最后一个单元格的内容过宽而导致纵列大小完全改变。这就是为什么所有的浏览器都逐步地不支持table表格的渲染(感谢Bill Scott提供)。然而有另外一个原因为什么表格布局时很糟糕的主意,根据Mozilla,即使一些小的变化将导致表格(table)中的所有其他节点回流。

Jenny Donnelly, YUI 数据表格 widget的所有者,建议使用数据表格的固定布局以便更有效的布局算法,任何表格-布局的值除了”auto”将引发一个固定布局,根据CSS2.1规范,这将允许表格一行一行的呈递。Quirksmode显示,大部分的浏览器对表格布局属性支持良好。

In this manner, the user agent can begin to lay out the table once the entire first row has been received. Cells in subsequent rows do not affect column widths. Any cell that has content that overflows uses the ‘overflow’ property to determine whether to clip the overflow content.

固定布局, CSS 2.1 规范

This algorithm may be inefficient since it requires the user agent to have access to all the content in the table before determining the final layout and may demand more than one pass.

自动布局, CSS 2.1 规范

避免使用CSS的JavaScript表达式

这项规则较过时,但确实是个好的主意。主要的原因,这些表现是如此昂贵,是因为他们每次重新计算文档,或部分文档、回流。正如我们从所有的很多事情看到的:引发回流,它可以每秒产生成千上万次。当心!
另一篇有关reflow的翻译
 

回流(reflow)这个名词指的是网络浏览器为了重新渲染部分或全部的文档而重新计算文档中元素的位置和几何结构的过程。因为回流(reflow)在浏览器中属于一种用户主导的模块化操作,所以知道如何去改进回流(reflow)时间以及知道各种文档属性(DOM节点深度,css的渲染效率,各种各样的样式改变)对回流(reflow)时间的影响对于开发人员讲是很有帮助的。有时候,即使仅仅回流一个单一的元素,也可能要求它的父元素以及任何跟随它的元素也产生回流。

有大量的用户行为以及潜在的DHTML改变会触发回流(reflow)。例如,改变浏览器窗口的大小,使用一些JavaScript方法,包括计算样式,对DOM进行元素的添加或删除,或是改变元素的class等。值得注意的是有一些操作产生的回流(reflow)时间可能要比你原先预想的要多——您可以参考下面这张史蒂芬•桑德斯(Steve Souders)的“更快的网站(Even Faster Web Sites)”一文中提到的图表。

从上边的表格我们可以清晰的看到并不是所有JavaScript改变的样式都会在浏览器中产生回流(reflow),所花费的回流(reflow)时间也是多样的。而且我们或多或少可以看到,现代浏览器在回流(reflow)时间上要做的更好一些。

借助Google,我们用各种方式测试了我们页面以及应用程序的速度,发现在界面上添加功能时回流是个至关重要必须考虑的因素,我们应尽最大努力传达生动的,交互的,愉悦的用户体验。

指导

以下是一些简单的指导方针可以帮助你页面上的回流(reflow)减到最小。

1.减少不必要的DOM深度。因为无论你改变DOM节点树上任何一个层级都会影响节点树的每个层级——从根结点一直到修改的子节点。不必要的节点深度将导致执行回流时花费更多的时间。
2. 精简css,去除没有用处的css
3. 如果你想让复杂的表现发生改变,例如动画效果,那么请在这个流动线之外实现它。使用position-absolute或position-fixed来实现它。
4. 避免不必要的复杂的css选择符,尤其是使用子选择器,或消耗更多的CPU去做选择器匹配。

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