你遇到过性能很差的网页吗?这种网页响应非常缓慢,占用大量的CPU和内存,浏览起来常常有卡顿,页面的动画效果也不流畅。本文将详细介绍性能问题的出现原因,以及解决方法。

(1)网页生成的过程

要理解网页性能为什么不好,就要了解网页是怎么生成的。

网页性能管理详解_开发者工具

网页的生成过程,大致可以分成五步。

a,HTML代码转化成DOM
b,CSS代码转化成CSSOM(CSS Object Model)
c,结合DOM和CSSOM,生成一棵渲染树(包含每个节点的视觉信息)
d,生成布局(layout),即将所有渲染树的所有节点进行平面合成
e,将布局绘制(paint)在屏幕上

下图更清晰:

网页性能管理详解_窗口大小_02

这五步里面,第一步到第三步都非常快,耗时的是第四步和第五步。“生成布局”(flow)和”绘制”(paint)这两步,合称为”渲染“(render)。

(2)重排和重绘

        网页生成的时候,至少会渲染一次。用户访问的过程中,还会不断重新渲染。以下三种情况,会导致网页重新渲染。
a,修改DOM
b,修改样式表
c,用户事件(比如鼠标悬停、页面滚动、输入框键入文字、改变窗口大小等等)
       重新渲染,就需要重新生成布局和重新绘制。前者叫做”重排”(reflow),后者叫做”重绘”(repaint)。需要注意的是,”重绘”不一定需要”重排”,比如改变某个网页元素的颜色,就只会触发”重绘”,不会触发”重排”,因为布局没有改变。但是,”重排”必然导致”重绘”,比如改变一个网页元素的位置,就会同时触发”重排”和”重绘”,因为布局改变了。

(3)对于性能的影响

       重排和重绘会不断触发,这是不可避免的。但是,它们非常耗费资源,是导致网页性能低下的根本原因。提高网页性能,就是要降低”重排”和”重绘”的频率和成本,尽量少触发重新渲染。

 

div.style.color = 'blue';
div.style.marginTop = '30px';
上面代码中,div元素有两个样式变动,但是浏览器只会触发一次重排和重绘。但是下面的代码则会有两次重排和重绘
div.style.color = 'blue';
var margin = parseInt(div.style.marginTop);
div.style.marginTop = (margin + 10) + 'px';
上面代码对div元素设置背景色以后,第二行要求浏览器给出该元素的位置,所以浏览器不得不立即重排,可见代码的执行会直接影响到重排和重绘。从性能角度考虑,尽量不要把读操作和写操作,放在一个语句里面
// bad
div.style.left = div.offsetLeft + 10 + "px";
div.style.top = div.offsetTop + 10 + "px";

// good
var left = div.offsetLeft;
var top  = div.offsetTop;
div.style.left = left + 10 + "px";
div.style.top = top + 10 + "px";
(4)提高性能的技巧
       有一些技巧,可以降低浏览器重新渲染的频率和成本。

 

a,是上一节说到的,DOM 的多个读操作(或多个写操作),应该放在一起。不要两个读操作之间,加入一个写操作。

b,如果某个样式是通过重排得到的,那么最好缓存结果。避免下一次用到的时候,浏览器又要重排。

c,尽量使用离线DOM,而不是真实的网页DOM,来改变元素样式。比如,操作Document Fragment对象,完成后再把这个对象加入DOM。再比如,使用 cloneNode() 方法,在克隆的节点上进行操作,然后再用克隆的节点替换原始节点。

d,position属性为absolute或fixed的元素,重排的开销会比较小,因为不用考虑它对其他元素的影响。

e,只在必要的时候,才将元素的display属性为可见,因为不可见的元素不影响重排和重绘。另外,visibility : hidden 的元素只对重排有影响,不影响重绘。

f,使用 window.requestAnimationFrame()、window.requestIdleCallback() 这两个方法调节重新渲染(详见末尾的参考原文)

(5)刷新率

       一般的网页动画,需要达到每秒30帧到60帧的频率,才能比较流畅。如果能达到每秒70帧甚至80帧,就会极其流畅。大多数显示器的刷新频率是60Hz,为了与系统一致,以及节省电力,浏览器会自动按照这个频率,刷新动画。一秒之内进行60次重新渲染,每次重新渲染的时间不能超过16.66毫秒

(6)Chrome浏览器开发者工具的Timeline面板

       Timeline面板,是查看”刷新率”的最佳工具,使用图表可以查看到网页各个阶段的耗时

网页性能管理详解_重绘_03

 

蓝色:网络通信和HTML解析
黄色:JavaScript执行
紫色:样式计算和布局,即重排
绿色:重绘
哪种色块比较多,就说明性能耗费在那里。色块越长,问题越大。详细的用法参见末尾的参考原文
(7)可以使用window.performance 分析和监控网页性能的工具,详情见:http://web.jobbole.com/83432/