一、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？网页的生成过程，大概可以分成五步

1.HTML代码转化成DOM
2.CSS代码转化成CSSOM（CSS Object Model）
3.结合DOM和CSSOM，生成一颗渲染树（包括每个节点的视觉信息）
4.生成布局（layout），即将渲染书树所有节点进行平面合成
5.将布局绘制（paint）在屏幕上

这五步里，第一步到第三步都非常快，耗时的是第四部和第五部

"生成布局(flow)"和"绘制(paint)"这两部，合称为"渲染(render)"

页面生成

二、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

• 修改DOM
• 修改CSS
• 用户事件（鼠标悬浮、页面滚动、输入框输入文字、改变窗口大小）

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“重绘”(repaint)

需要注意的是，“重绘”不一定需要“重排”，比如改变页面元素的颜色，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，比如改变一个网页的位置，就会同时出发“重排”和“重绘”，因为布局改变了

三、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，他们非常耗费资源，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

前面提到，DOM和CSS变动，都会触发重新渲染。但是，浏览器已经很智能了，会尽量把所有的变动集中在一起，排成一个队列，然后一次性执行，尽量避免多次重新渲染

div.style.color = "blue"
div.style.marginTop = "30px"

上面代码中，div元素两个样式变动，但是浏览器只会触发一次重排和重绘。
如果写的不好，就会触发两次重排和重绘

div.style.color = 'blue'
var margin = parseInt(div.style.marginTop)
div.style.marginTop = (margin + 10) + 'px'

上面代码对div元素设置颜色以后，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

一般来说，样式的写操作之后，如果有下面这些属性的读操作，都会引发浏览器立即重新渲染

• offsetTop/offsetLeft/offsetWidth/offsetHeight
• scrollTop/scrollLeft/scrollWidth/scrollHeight
• clientTop/clientLeft/clientWidth/clientHeight
• getComputedStyle()

所以，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.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";

一般的规则是

• 样式表越简单，重排和重绘就会越快
• 重排和重绘的DOM元素层级越高，成本就越高
• table元素的重排和重回成本，要高于div元素

四、提高性能的九个技巧

主要是为了降低浏览器重新渲染的频率和成本

第一条、读写操作分离 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，加入一个写操作
第二条、缓存样式 如果某个样式是通过重排的得到的，那么最好缓存结果。避免下一次泳道的时候，浏览器又要重排
第三条、class或csstext一次性修改样式 不要一条条地改变样式，而是通过改变class，或者csstext属性，一次性地修改样式

//bad 
var left = 10;
var top = 10;
div.style.left = left + 'px';
el.style.top  = top  + "px"

//good
div.className += "theClassName"

//good
div.style.cssText += ": left: " + left + "px; top: " + top + "px ;";

第四条、尽量使用离线DOM,而不是真实的DOM来改变元素样式比如，使用Document Fragment对象，完成后再把这个对象加入DOm。再比如，使用clodeNode()方法，在克隆的节点上进行操作，然后在用克隆的节点替换原始节点
第五条、灵活使用display:none 先将元素设为display:none（需要1次重排和重绘），然后对这个节点进行100次操作，最后再回复显示（需要1次重排和重绘）。这样一来，你就用两次重新渲染，取代了高达100次的重新渲染
第六条、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
第七条、必要时才设置display属性为可见 因为不可见的元素不应心重排和重绘。另外，visibility:hidden的元素之对重绘有影响，不影响重排
第八条、使用虚拟DOM的脚本库 React Vue
第九条、使用window.requestAnimationFrame()、window.requestIdleCallback()两个方法调节重新渲染（详见下文）

五、刷新率（FPS）

很多時候，密集的重新渲染是无法避免的，比如scroll事件回调函数和页面动画

网页动画的每一帧(frame)都是一个重新渲染,每秒低于24帧的动画，人眼就能感受到停顿。一般的网页动画，需要达到每秒30帧到60帧，才能比较流畅。比如能达到每秒70帧甚至80帧，就会及其流畅

如果想达到60帧的刷新率，就意味着JavaScript线程每个任务的耗时，必须少于16毫秒。一个解决办法是使用Web Worker,主线程只用于UI渲染，然后跟UI渲染不相干的任务，都放在Worker线程

六 window.requestAnimationFrame(callback)

有一些JavaScript方法可以调节重新渲染，答复提高网页性能。

其中最重要的，就是window.requestAnimationFrame()方法。他可以将某些代码放到下一次重新渲染时执行

(1)分离多个读写操作

function doubleHeight(element) {
  var currentHeight = element.clientHeight;
  element.style.height = (currentHeight * 2) + 'px';
}
elements.forEach(doubleHeight);

上面的代码使用循环操作，是每个元素的高度都增加一倍。可是，每次循环都是，读操作后面跟着一个写操作。这会在短时间内触发大量的重新渲染，显然对于网页性能很不利
我们可以使用window.requestAnimationFrame()，让读操作和写操作分离，把所有写操作放到下一次重新渲染

function doubleHeight(element) {
  var currentHeight = element.clientHeight;
  window.requestAnimationFrame(function () {
    element.style.height = (currentHeight * 2) + 'px';
  });
}
elements.forEach(doubleHeight);

(2)页面滚动事件
页面滚动事件（scroll）的监听函数，就很适用window.requestAnimationFrame(),推迟到下一次重新渲染

$(window).on('scroll', function(){
     window.requestAnimationFrame(scrollHandler);
})

(3)网页动画
当然，最适用的场合还是网页动画。下面是一个旋转动画的例子，元素每一帧旋转1度

var rAF = window.requestAnimationFrame;

var degrees = 0;
function update() {
  div.style.transform = "rotate(" + degrees + "deg)";
  console.log('updated to degrees ' + degrees);
  degrees = degrees + 1;
  rAF(update);
}
rAF(update);

七、window.requestIdleCallback(callback，[option])

requestIdleCallback()指定只有当一帧的末尾有空闲时间，才会执行回调函数

requestIdleCallback(fn);

上面代码中，只有当前阵的运行时间小于16.16ms时，函数fn才会执行。否则，就推迟到下一阵，如果下一帧也没有空闲时间，就推迟到下下一帧，以此类推

它还可以接受第二个参数，表示指定的毫秒数。如果在指定的这段时间之内，每一帧都没有空闲时间，那么函数fn将会强制执行。

requestIdleCallback(fn, 5000)

上面的代码表示，函数fn最迟会在5000毫秒之后执行
函数fn可以接受一个deadline对象作为参数

requestIdleCallback(function someHeavyComputation(deadline) {
  while(deadline.timeRemaining() > 0) {
    doWorkIfNeeded();
  }

  if(thereIsMoreWorkToDo) {
    requestIdleCallback(someHeavyComputation);
  }
});

上面函数代码中，回调函数someHeavyComputation的参数是一个deadline对象
deadline对象有一个方法和一个属性：timeRemaing()和didTimeout

（1）timeRemaining() 方法
timeRemaining()方法返回当前帧还剩余的毫秒。这个方法只能读，不能写，而且会动态更新。因此可以不断检查一个属性，如果还有剩余时间的话，就不断执行某些服务。一旦这个属性等于0，就把任务分配到下一轮requestIdleCallback

（2）didTimeout属性
deadline对象的didTimeout属性会返回一个布尔值，表示指定的时间是否过期。这意味着，如果回调函数由于指定事件过期而出发，那么你会得到两个结果

• timeRemaining方法返回0
• didTimeout属性等于true

因此，如果回调函数执行了，无非是两种原因：当前帧有空闲时间，或者指定时间到了

function myNonEssentialWork (deadline) {
  while ((deadline.timeRemaining() > 0 || deadline.didTimeout) && tasks.length > 0)
    doWorkIfNeeded();

  if (tasks.length > 0)
    requestIdleCallback(myNonEssentialWork);
}

requestIdleCallback(myNonEssentialWork, 5000);

上面代码确保了，doWorkIfNeeded函数一定会在将来某个比较空闲的时候（或者在指定事件过期后）得到反复执行

参考连接

网页性能管理详解

拓展连接

2017全新Chrome Devtools Performance使用指南
css属性触发重排、重绘