介绍回流与重绘（Reflow & Repaint），以及如何进行优化?

前言

回流与重绘对于前端来说可以说是非常重要的知识点了，我们不仅需要知道什么是回流与重绘，还需要知道如何进行优化。一个页面从加载到完成，首先是构建DOM树，然后根据DOM节点的几何属性形成render树(渲染树)，当渲染树构建完成，页面就根据DOM树开始布局了，渲染树也根据设置的样式对应的渲染这些节点。在这个过程中，回流与DOM树，渲染树有关，重绘与渲染树有关。

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页面渲染过程

解析HTML构建DOM Tree
解析CSS构建CSSOM Tree
构建渲染树（Render Tree），渲染树只包含渲染网页所需的节点

为构建渲染树，浏览器大体上完成了下列工作:

从 DOM 树的根节点开始遍历每个可见节点。
- 某些节点不可见（例如脚本标记、元标记等），因为它们不会体现在渲染输出中，所以会被忽略。
- 某些节点通过 CSS 隐藏（例如display: none），因此在渲染树中也会被忽略。
对于每个可见节点，为其找到适配的 CSSOM 规则并应用它们。
发射可见节点，连同其内容和计算的样式。

Note: 请注意 visibility: hidden 与 display: none 是不一样的。前者隐藏元素，但元素仍占据着布局空间（即将其渲染成一个空框），而后者 (display: none) 将元素从渲染树中完全移除，元素既不可见，也不是布局的组成部分。

最终输出的渲染同时包含了屏幕上的所有可见内容及其样式信息。有了渲染树，我们就可以进入“布局”阶段。

布局计算每个DOM对象的精确位置和大小
渲染（绘制，合成），使用最终渲染树将像素渲染到屏幕上

有关页面渲染的过程可以看我之前的文章：超详细讲解页面加载过程，这里我们把重点放在重绘与回流上。

什么是回流（Reflow）与重绘（Repaint）？

回流（Reflow）

当渲染树render tree中的一部分(或全部)因为元素的规模尺寸，布局，隐藏等改变而需要重新构建。这就称为回流(reflow)。每个页面至少需要一次回流，就是在页面第一次加载的时候，这时候是一定会发生回流的，因为要构建render tree。在回流的时候，浏览器会使渲染树中受到影响的部分失效，并重新构造这部分渲染树，完成回流后，浏览器会重新绘制受影响的部分到屏幕中，该过程称为重绘。

简单来说，回流就是计算元素在设备内的确切位置和大小并且重新绘制

回流的代价要远大于重绘。并且回流必然会造成重绘，但重绘不一定会造成回流。

重绘（Repaint）

当渲染树render tree中的一些元素需要更新样式，但这些样式属性只是改变元素的外观，风格，而不会影响布局的，比如background-color。则就叫称为重绘(repaint)。

简单来说，重绘就是将渲染树节点转换为屏幕上的实际像素，不涉及重新布局阶段的位置与大小计算

为什么不建议频繁操作DOM？

我们都知道操作DOM其实是非常耗性能的，所以我们不仅要避免去操作DOM，还要减少访问DOM的次数。

因为在浏览器中，DOM和JS的实现，并不是在同一个引擎中完成的。DOM是属于渲染引擎中的东⻄，⽽JS⼜是JS引擎中的东⻄。当我们通过JS操作DOM的时候，就涉及到了两个线程之间的通信，那么势必会带来⼀些性能上的损耗。操作DOM次数⼀多，也就等同于⼀直在进⾏线程之间的通信，并且操作DOM可能还会带来重绘回流的情况，所以也就导致了性能上的问题。

把DOM和JavaScript各自想象成一个岛屿，它们之间用收费桥梁连接。

--《高性能JavaScript》

何时会发生回流（Reflow）与重绘（Repaint）？

会导致回流的操作：

页面首次渲染（无法避免且开销最大的一次）
浏览器窗口大小发生改变（resize事件）
元素尺寸或位置发生改变（边距、宽高、边框等）
元素内容变化（文字数量或图片大小等等）
元素字体大小变化（font-size）
添加或者删除可见的DOM元素
激活CSS伪类（例如：:hover）
查询某些属性或调用某些方法

一些常用且会导致回流的属性和方法：

引起回流属性和方法	--	--	--
width	height	margin	padding
display	border-width	border	position
overflow	font-size	vertical-align	min-height
clientWidth	clientHeight	clientTop	clientLeft
offsetWidth	offsetHeight	offsetTop	offsetLeft
scrollWidth	scrollHeight	scrollTop	scrollLeft
scrollIntoView()	scrollTo()	getComputedStyle()
getBoundingClientRect()	scrollIntoViewIfNeeded()

为什么获取一些属性或调用方法也会导致回流？

因为以上属性和方法都需要返回最新的布局信息，因此浏览器不得不触发回流重绘来返回正确的值。

会导致重绘的属性

属性：	--	--	--
color	border-style	visibility	background
text-decoration	background-image	background-position	background-repeat
outline-color	outline	outline-style	border-radius
outline-width	box-shadow	background-size

具体可以在这个网站查找CSS Triggers

浏览器的优化机制

由于每次重排都会造成额外的计算消耗，因此大多数浏览器都会通过队列化修改并批量执行来优化重排过程。浏览器会将修改操作放入到队列里，直到过了一段时间或者操作达到了一个阈值，才会进行批量修改并清空队列。但是，在获取布局信息的时候，会强制刷新队列，比如当你访问以下属性或者使用以下方法：

clientTop、clientLeft、clientWidth、clientHeight
offsetTop、offsetLeft、offsetWidth、offsetHeight
scrollTop、scrollLeft、scrollWidth、scrollHeight
getComputedStyle()
getBoundingClientRect
具体可以访问这个网站：paulirish

以上属性和方法都需要返回最新的布局信息，因此浏览器不得不清空队列，触发回流重绘来返回正确的值。因此，我们在修改样式的时候，最好避免使用上面列出的属性，他们都会刷新渲染队列。

如何减少回流（Reflow）与重绘（Repaint）？（优化）

合并对`DOM`样式的修改，采用`css class`来修改

const el = document.querySelector('.box')

el.style.margin = '5px'

el.style.borderRadius = '12px'

el.style.boxShadow = '1px 3px 4px #ccc'

建议使用css class

.update{

  margin: 5px;

  border-dadius: 12px;

  box-shadow: 1px 3px 4px #ccc

}

const el = document.querySelector('.box')

el.classList.add('update')

如果需要对DOM进行多次访问，尽量使用局部变量缓存该DOM

避免使用table布局，可能很⼩的⼀个⼩改动会造成整个table的重新布局

CSS选择符从右往左匹配查找，避免节点层级过多

DOM离线处理，减少回流重绘次数

离线的DOM不属于当前DOM树中的任何一部分，这也就意味着我们对离线DOM处理就不会引起页面的回流与重绘。

使用display: none，上面我们说到了 (display: none) 将元素从渲染树中完全移除，元素既不可见，也不是布局的组成部分，之后在该DOM上的操作不会触发回流与重绘，操作完之后再将display属性改为显示，只会触发这一次回流与重绘。

提醒：visibility : hidden 的元素只对重绘有影响，不影响重排。

通过 documentFragment 创建一个 dom 文档片段,在它上面批量操作 dom，操作完成之后，再添加到文档中，这样只会触发一次重排。

const el = document.querySelector('.box')

const fruits = ['front', 'nanjiu', 'study', 'code'];

const fragment = document.createDocumentFragment();

fruits.forEach(item => {

  const li = document.createElement('li');

  li.innerHTML = item;

  fragment.appendChild(li);

});

el.appendChild(fragment);

克隆节点，修改完再替换原始节点

const el = document.querySelector('.box')

const fruits = ['front', 'nanjiu', 'study', 'code'];

const cloneEl = el.cloneNode(true)

fruits.forEach(item => {

  const li = document.createElement('li');

  li.innerHTML = item;

  cloneEl.appendChild(li);

});

el.parentElement.replaceChild(cloneEl,el)

DOM脱离普通文档流

使用absoult或fixed让元素脱离普通文档流，使用绝对定位会使的该元素单独成为渲染树中 body 的一个子元素，重排开销比较小，不会对其它节点造成太多影响。

CSS3硬件加速（GPU加速）

使用css3硬件加速，可以让transform、opacity、filters这些动画不会引起回流重绘。但是对于动画的其它属性，比如background-color这些，还是会引起回流重绘的，不过它还是可以提升这些动画的性能。

常见的触发硬件加速的css属性：

transform
opacity
filters
Will-change

将节点设置为图层

图层能够阻⽌该节点的渲染⾏为影响别的节点。⽐如对于video标签来说，浏览器会⾃动将该节点变为图层。