摘要：接下來深入的介紹幾種性能優化的小最小化重繪和重排既然重排重繪是會影響頁面的性能，尤其是糟糕的代碼更會將重排帶來的性能問題放大。前面有講到，當訪問諸如，這種屬性時，會沖破瀏覽器自有的優化通過隊列化修改和批量運行的方法，減少重排重繪版次。

前言，最近利用碎片時間拜讀了一下尼古拉斯的另一巨作《高性能JavaScript》，今天寫的文章從“老生常談”的頁面重繪和重排入手，去探究這兩個概念在頁面性能提升上的作用。

有經驗的大佬對這個概念一定不會陌生，“瀏覽器輸入URL發生了什么”。估計大家已經爛熟于心了，從計算機網絡到JS引擎，一路飛奔到瀏覽器渲染引擎。 經驗越多就能理解的越深。感興趣的同學可以看一下這篇文章，深度和廣度俱佳 從輸入 URL 到頁面加載的過程？如何由一道題完善自己的前端知識體系！

切回正題，我們繼續探討何為重排。瀏覽器下載完頁面所有的資源后，就要開始構建DOM樹，于此同時還會構建渲染樹(Render Tree)。（其實在構建渲染樹之前，和DOM樹同期會構建Style Tree。DOM樹與Style Tree合并為渲染樹）

DOM樹
表示頁面的結構

渲染樹
表示頁面的節點如何顯示

一旦渲染樹構建完成，就要開始繪制（paint）頁面元素了。當DOM的變化引發了元素幾何屬性的變化，比如改變元素的寬高，元素的位置，導致瀏覽器不得不重新計算元素的幾何屬性，并重新構建渲染樹，這個過程稱為“重排”。完成重排后，要將重新構建的渲染樹渲染到屏幕上，這個過程就是“重繪”。簡單的說，重排負責元素的幾何屬性更新，重繪負責元素的樣式更新。而且，重排必然帶來重繪，但是重繪未必帶來重排。比如，改變某個元素的背景，這個就不涉及元素的幾何屬性，所以只發生重繪。

上面已經提到了，重排發生的根本原理就是元素的幾何屬性發生了改變，那么我們就從能夠改變元素幾何屬性的角度入手

添加或刪除可見的DOM元素

元素位置改變

元素本身的尺寸發生改變

內容改變

頁面渲染器初始化

瀏覽器窗口大小發生改變

重繪和重排的開銷是非常昂貴的，如果我們不停的在改變頁面的布局，就會造成瀏覽器耗費大量的開銷在進行頁面的計算，這樣的話，我們頁面在用戶使用起來，就會出現明顯的卡頓。現在的瀏覽器其實已經對重排進行了優化，比如如下代碼：

var div = document.querySelector(".div");
div.style.width = "200px";
div.style.background = "red";
div.style.height = "300px";

比較久遠的瀏覽器，這段代碼會觸發頁面2次重排，在分別設置寬高的時候，觸發2次，當代的瀏覽器對此進行了優化，這種思路類似于現在流行的MVVM框架使用的虛擬DOM，對改變的DOM節點進行依賴收集，確認沒有改變的節點，就進行一次更新。但是瀏覽器針對重排的優化雖然思路和虛擬DOM接近，但是還是有本質的區別。大多數瀏覽器通過隊列化修改并批量執行來優化重排過程。也就是說上面那段代碼其實在現在的瀏覽器優化下，只構成一次重排。
但是還是有一些特殊的元素幾何屬性會造成這種優化失效。比如：

offsetTop, offsetLeft，...

scrollTop, scrollLeft, ...

clientTop, clientLeft, ...

getComputedStyle() (currentStyle in IE)

為什么造成優化失效呢？仔細看這些屬性，都是需要實時回饋給用戶的幾何屬性或者是布局屬性，當然不能再依靠瀏覽器的優化，因此瀏覽器不得不立即執行渲染隊列中的“待處理變化”，并隨之觸發重排返回正確的值。
接下來深入的介紹幾種性能優化的小TIPS

既然重排&重繪是會影響頁面的性能，尤其是糟糕的JS代碼更會將重排帶來的性能問題放大。既然如此，我們首先想到的就是減少重排重繪。

考慮下面這個例子：

// javascript
var el = document.querySelector(".el");
el.style.borderLeft = "1px";
el.style.borderRight = "2px";
el.style.padding = "5px";

這個例子其實和上面那個例子是一回事兒，在最糟糕的情況下，會觸發瀏覽器三次重排。然鵝更高效的方式就是合并所有的改變一次處理。這樣就只會修改DOM節點一次，比如改為使用cssText屬性實現：

var el = document.querySelector(".el");
el.style.cssText = "border-left: 1px; border-right: 2px; padding: 5px";

沿著這個思路，聰明的老鐵一定就說了，你直接改個類名不也妥妥的。沒錯，還有一種減少重排的方法就是切換類名，而不是使用內聯樣式的cssText方法。使用切換類名就變成了這樣：

// css 
.active {
    padding: 5px;
    border-left: 1px;
    border-right: 2px;
}
// javascript
var el = document.querySelector(".el");
el.className = "active";

如果我們需要對DOM元素進行多次修改，怎么去減少重排和重繪的次數呢？有的同學又要說了，利用上面修改樣式的方法不就行了嗎。回過頭看一下造成頁面重排的幾個要點里，可以明確的看到，造成元素幾何屬性發生改變就會觸發重排，現在需要增加10個節點，必然涉及到DOM的修改，這個時候就需要利用批量修改DOM這種優化方式了，這里也能看到，改變樣式最小化重繪和重排這種優化方式適用于單個存在的節點。
批量修改DOM元素的核心思想是：

讓該元素脫離文檔流

對其進行多重改變

將元素帶回文檔中

打個比方，我們主機硬盤出現了故障，常見的辦法就是把硬盤卸下來，用專業的工具測試哪里有問題，待修復后再安裝上去。要是直接在主板上面用螺絲刀弄來弄去，估計主板一會兒也要壞了...
這個過程引發倆次重排，第一步和第三步，如果沒有這兩步，可以想象一下，第二步每次對DOM的增刪都會引發一次重排。那么知道批量修改DOM的核心思想后，我們再了解三種可以使元素可以脫離文檔流的方法，注意，這里不使用css中的浮動&絕對定位，這是風馬牛不相及的概念。

隱藏元素，進行修改后，然后再顯示該元素

使用文檔片段創建一個子樹，然后再拷貝到文檔中

將原始元素拷貝到一個獨立的節點中，操作這個節點，然后覆蓋原始元素

看一下下面這個代碼示例：

// html

  
xiaomi
  
miui


// javascript 現在需要添加帶有如下信息的li節點
let data = [
  {
    name: "tom",
    url: "https://www.baidu.com",
  },
  {
      name: "ann",
      url: "https://www.techFE.com"
  }
]

首先，我們先寫一個通用的用于將新數據更新到指定節點的方法：

// javascript
function appendNode($node, data) {
  var a, li;
  
  for(let i = 0, max = data.length; i < max; i++) {
    a = document.createElement("a");
    li = document.createElement("li");
    a.href = data[i].url;
    
    a.appendChild(document.createTextNode(data[i].name));
    li.appendChild(a);
    $node.appendChild(li);
  }
}

首先我們忽視所有的重排因素，大家肯定會這么寫：

let ul = document.querySelector("#mylist");
appendNode(ul, data);

使用這種方法，在沒有任何優化的情況下，每次插入新的節點都會造成一次重排（這幾部分我們都先討論重排，因為重排是性能優化的第一步）。考慮這個場景，如果我們添加的節點數量眾多，而且布局復雜，樣式復雜，那么能想到的是你的頁面一定非常卡頓。我們利用批量修改DOM的優化手段來進行重構
1）隱藏元素，進行修改后，然后再顯示該元素

let ul = document.querySelector("#mylist");
ul.style.display = "none";
appendNode(ul, data);
ul.style.display = "block";

這種方法造成倆次重排，分別是控制元素的顯示與隱藏。對于復雜的，數量巨大的節點段落可以考慮這種方法。為啥使用display屬性呢，因為display為none的時候，元素就不在文檔流了，還不熟悉的老鐵，手動Google一下，display:none, opacity: 0, visibility: hidden的區別

2）使用文檔片段創建一個子樹，然后再拷貝到文檔中

let fragment = document.createDocumentFragment();
appendNode(fragment, data);
ul.appendChild(fragment);

我是比較喜歡這種方法的，文檔片段是一個輕量級的document對象，它設計的目的就是用于更新，移動節點之類的任務，而且文檔片段還有一個好處就是，當向一個節點添加文檔片段時，添加的是文檔片段的子節點群，自身不會被添加進去。不同于第一種方法，這個方法并不會使元素短暫消失造成邏輯問題。上面這個例子，只在添加文檔片段的時候涉及到了一次重排。

3）將原始元素拷貝到一個獨立的節點中，操作這個節點，然后覆蓋原始元素

let old = document.querySelector("#mylist");
let clone = old.cloneNode(true);
appendNode(clone, data);
old.parentNode.replaceChild(clone, old);

可以看到這種方法也是只有一次重排。總的來說，使用文檔片段，可以操作更少的DOM（對比使用克隆節點），最小化重排重繪次數。

緩存布局信息這個概念，在《高性能JavaScript》DOM性能優化中，多次提到類似的思想，比如我現在要得到頁面ul節點下面的100個li節點，最好的辦法就是第一次獲取后就保存起來，減少DOM的訪問以提升性能，緩存布局信息也是同樣的概念。前面有講到，當訪問諸如offsetLeft，clientTop這種屬性時，會沖破瀏覽器自有的優化————通過隊列化修改和批量運行的方法，減少重排/重繪版次。所以我們應該盡量減少對布局信息的查詢次數，查詢時，將其賦值給局部變量，使用局部變量參與計算。
看以下樣例：
將元素div向右下方平移，每次移動1px，起始位置100px, 100px。性能糟糕的代碼：

div.style.left = 1 + div.offsetLeft + "px";
div.style.top = 1 + div.offsetTop + "px";

這樣造成的問題就是，每次都會訪問div的offsetLeft，造成瀏覽器強制刷新渲染隊列以獲取最新的offsetLeft值。更好的辦法就是，將這個值保存下來，避免重復取值

current = div.offsetLeft;
div.style.left = 1 + ++current + "px";
div.style.top = 1 + ++current + "px";