《前端之路》之 网页生成的过程及对性能的影响

11: 网页生成的过程及对性能的影响

网页生成的过程

网页生成过程，大致可以分成五步

1. HTML代码转化为DOM

2. CSS代码转化成CSSOM（CSS Object Model）

3. 结合DOM和CSSOM，生成一棵渲染树（包含每个节点的视觉信息）

4. 生成布局（layout），即将所有渲染树的所有节点进行平面合成

5. 将布局绘制（paint）在屏幕上

在这五步里面，第一步到第三部都非常快，第四步和第五步很耗时。

重排和重绘

网页生成的时候，至少会渲染一次。而我们需要关注的是用户访问过程中，那些会导致网页重新渲染的行为：

· 修改DOM

· 修改样式表

· 用户事件（例如鼠标悬停，页面滚动，输入框输入文字等）

重新渲染，就涉及重排和重绘

重排（reflow）

即重新生成布局，重排必然导致重绘，如元素位置的改变，就会触发重排和重绘。

重绘（repaint）

即重新绘制，需要注意的是，重绘不一定需要重排，比如改变某个元素的颜色，就只会触发重绘，而不会触发重排。

对于性能的影响

重排和重绘会不断触发，这是不可避免的，但是它们非常消耗资源，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。

大部分浏览器通过队列化修改和批量显示优化重排版过程。然而有些操作会强迫刷新并要求所有计划改变的部分立刻应用。

本资料作为dom操作最佳实践的补充

刷新率

网页动画的每一帧（frame）都是一次重新渲染，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帧的频率，才能比较流畅。

而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。所以，如果网页能够做到每秒60帧，就会跟显示器同步刷新，达到最佳的视觉效果。这意味着，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16.66ms。

刷新率

FPS(frame per second)，即一秒之间能够完成多少次重新渲染

开发者工具的Timeline面板

通过JS代码实现 FPS 的检测

这个时候 我们拿 我去年写的 Vuejs 中文社区的网站。来试一试

VueJs 中文社区

打开控制台执行下面的代码：

// 返回是否 有 requestAnimationFrame 方法  1000ms 会执行 60 次
var rAF = function () {
    return (
        window.requestAnimationFrame ||
        window.webkitRequestAnimationFrame ||
        function (callback) {
            window.setTimeout(callback, 1000 / 60);
        }
    );
}();


var frame = 0;
var allFrameCount = 0;
var lastTime = Date.now();
var lastFameTime = Date.now();
  
var loop = function () {
    var now = Date.now();
    var fs = (now - lastFameTime);
    var fps = Math.round(1000 / fs);
  
    lastFameTime = now;
    // 不置 0，在动画的开头及结尾记录此值的差值算出 FPS
    allFrameCount++;
    frame++;
  
    if (now > 1000 + lastTime) {
        var fps = Math.round((frame * 1000) / (now - lastTime));
        console.log(`${new Date()} 1S内 FPS：`, fps);
        frame = 0;
        lastTime = now;
    };
  
    rAF(loop);
}

loop();

然后我们看到了如下的显示：

Mon Aug 13 2018 20:14:44 GMT+0800 (中国标准时间) 1S内 FPS： 60
Mon Aug 13 2018 20:14:45 GMT+0800 (中国标准时间) 1S内 FPS： 60
Mon Aug 13 2018 20:14:46 GMT+0800 (中国标准时间) 1S内 FPS： 55
Mon Aug 13 2018 20:14:47 GMT+0800 (中国标准时间) 1S内 FPS： 60
Mon Aug 13 2018 20:14:48 GMT+0800 (中国标准时间) 1S内 FPS： 60
Mon Aug 13 2018 20:14:49 GMT+0800 (中国标准时间) 1S内 FPS： 60
Mon Aug 13 2018 20:14:50 GMT+0800 (中国标准时间) 1S内 FPS： 58
Mon Aug 13 2018 20:14:51 GMT+0800 (中国标准时间) 1S内 FPS： 60
Mon Aug 13 2018 20:14:52 GMT+0800 (中国标准时间) 1S内 FPS： 60
Mon Aug 13 2018 20:14:53 GMT+0800 (中国标准时间) 1S内 FPS： 60
Mon Aug 13 2018 20:14:54 GMT+0800 (中国标准时间) 1S内 FPS： 56
Mon Aug 13 2018 20:14:55 GMT+0800 (中国标准时间) 1S内 FPS： 59

刚刚好 屏幕的刷新率就在 60 fps 左右， 很流畅。

写在最后

在现在 Vue 、Recat 、 Angular 三大框架盛行的当今，最原始的 浏览器渲染网页的时候就做哪些事情或许我们已经忘记了一些。

这篇文章也只是做一个基础的记忆，网页是如何进行渲染的，在这三大框架的下，虚拟DOM 的出现，对于网页加载有什么优势？

重排、重绘的时候就做哪些事情？ 页面渲染的性能瓶颈往往出现在哪里？ 我们如何能够减少这些性能消耗的操作？

这些疑问，都是这边文件做的一个解释。

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