瀏覽器的重繪repaints與重排reflows深入分析
在項目的交互或視覺評審中，前端同學常常會對一些交互效果質疑，提出這樣做不好那樣做不好。主要原因是這些效果通常會產生一系列的瀏覽器重繪和重排，需要 付出高昂的性能代價。那么，什么是瀏覽器的重繪和重排呢？二者何時發生以及如何權衡？如何在具體的開發過程中將重繪和重排引發的性能問題考慮進去？本文期 待可以部分解釋以上三個問題。
瀏覽器從下載文檔到顯示頁面的過程是個復雜的過程，這里包含了重繪和重排。各家瀏覽器引擎的工作原理略有差 別，但也有一定規則。簡單講，通常在文檔初次加載時，瀏覽器引擎會解析HTML文檔來構建DOM樹，之后根據DOM元素的幾何屬性構建一棵用于渲染的樹。 渲染樹的每個節點都有大小和邊距等屬性，類似于盒子模型（由于隱藏元素不需要顯示，渲染樹中并不包含DOM樹中隱藏的元素）。當渲染樹構建完成后，瀏覽器 就可以將元素放置到正確的位置了，再根據渲染樹節點的樣式屬性繪制出頁面。由于瀏覽器的流布局，對渲染樹的計算通常只需要遍歷一次就可以完成。但 table及其內部元素除外，它可能需要多次計算才能確定好其在渲染樹中節點的屬性，通常要花3倍于同等元素的時間。這也是為什么我們要避免使用 table做布局的一個原因。
重繪是一個元素外觀的改變所觸發的瀏覽器行為，例如改變vidibility、outline、背景色等屬性。瀏覽器會根據元素的新屬性重新繪制，使元素呈現新的外觀。重繪不會帶來重新布局，并不一定伴隨重排。
重排是更明顯的一種改變，可以理解為渲染樹需要重新計算。下面是常見的觸發重排的操作：
1. DOM元素的幾何屬性變化
當DOM元素的幾何屬性變化時，渲染樹中的相關節點就會失效，瀏覽器會根據DOM元素的變化重建構建渲染樹中失效的節點。之后，會根據新的渲染樹重新繪 制這部分頁面。而且，當前元素的重排也許會帶來相關元素的重排。例如，容器節點的渲染樹改變時，會觸發子節點的重新計算，也會觸發其后續兄弟節點的重排， 祖先節點需要重新計算子節點的尺寸也會產生重排。最后，每個元素都將發生重繪。可見，重排一定會引起瀏覽器的重繪，一個元素的重排通常會帶來一系列的反 應，甚至觸發整個文檔的重排和重繪，性能代價是高昂的。
2.DOM樹的結構變化
當DOM樹的 結構變化時，例如節點的增減、移動等，也會觸發重排。瀏覽器引擎布局的過程，類似于樹的前序遍歷，是一個從上到下從左到右的過程。通常在這個過程中，當前 元素不會再影響其前面已經遍歷過的元素。所以，如果在body最前面插入一個元素，會導致整個文檔的重新渲染，而在其后插入一個元素，則不會影響到前面的 元素。
3.獲取某些屬性
瀏覽器引擎可能會針對重排做了優化。比如Opera，它會等到有足夠 數量的變化發生，或者等到一定的時間，或者等一個線程結束，再一起處理，這樣就只發生一次重排。但除了渲染樹的直接變化，當獲取一些屬性時，瀏覽器為取得 正確的值也會觸發重排。這樣就使得瀏覽器的優化失效了。這些屬性包括：offsetTop、offsetLeft、 offsetWidth、offsetHeight、scrollTop、scrollLeft、scrollWidth、scrollHeight、 clientTop、clientLeft、clientWidth、clientHeight、getComputedStyle() (currentStyle in IE)。所以，在多次使用這些值時應進行緩存。
此外，改變元素的一些樣式，調整瀏覽器窗口大小等等也都將觸發重排。
開發中，比較好的實踐是盡量減少重排次數和縮小重排的影響范圍。例如：
1. 將多次改變樣式屬性的操作合并成一次操作。例如，
JS:：
- var changeDiv = document.getElementById('changeDiv');
- changeDiv.style.color = '#093';
- changeDiv.style.background = '#eee';
- changeDiv.style.height = '200px';
可以合并為：
CSS:
- div.changeDiv {
- background: #eee;
- color: #093;
- height: 200px;
- }
JS:
- document.getElementById('changeDiv').className = 'changeDiv';
2. 將需要多次重排的元素，position屬性設為absolute或fixed，這樣此元素就脫離了文檔流，它的變化不會影響到其他元素。例如有動畫效果的元素就最好設置為絕對定位。
3. 在內存中多次操作節點，完成后再添加到文檔中去。例如要異步獲取表格數據，渲染到頁面。可以先取得數據后在內存中構建整個表格的html片段，再一次性添加到文檔中去，而不是循環添加每一行。
4. 由于display屬性為none的元素不在渲染樹中，對隱藏的元素操作不會引發其他元素的重排。如果要對一個元素進行復雜的操作時，可以先隱藏它，操作完成后再顯示。這樣只在隱藏和顯示時觸發2次重排。
5. 在需要經常取那些引起瀏覽器重排的屬性值時，要緩存到變量。
在最近幾次面試中比較常問的一個問題：在前端如何實現一個表格的排序。如果應聘者的方案中考慮到了如何減少重繪和重排的影響，將是使人滿意的方案。
