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提高Web页面性能的技巧

#译文#性能#性能优化
发布于 南北

现在动辄几兆大小的页面加载量，让性能优化成了不可避免的热门话题。WEB 应用越流畅，用户体验就会越好，继而带来更多的访问量。这也就是说，我们应该反省一下那些过度美化的 CSS3 动画和多重操作的 DOM 元素是否都考虑到了在性能方面的影响。在说性能优化之前，我们有必要理清浏览器视觉绘制方面的两个术语：

  • Repaint（重绘）：如果某些操作影响了 DOM 元素的可见性，但又没有影响布局，那么就会发生浏览器的重绘，比如 opacity，background-color,visibility 和 outline 属性。由于浏览器必须检查 DOM 中所有节点的可见性——某些图层或许会置于重绘元素的图层下面，所以重绘是一个非常繁重的逻辑。

  • Reflow（回流）：回流是一个更具破坏性的操作，它会让浏览器重新计算所有元素的坐标位置和尺寸大小。往往由于一个元素的变化，继而引起其子元素、父元素以及相邻元素的变化。

不管用户或者应用本身是否正在执行某些逻辑，这两种操作都会阻塞浏览器进程。极端情况下，一个 CSS 效果会降低 JavaScript 的执行速度。下面是触发回流事件的几种情境：

  • 添加、删除和修改可见的 DOM 元素
  • 添加、删除和修改部分 CSS 样式，比如修改元素的宽度，会影响其相邻元素的布局位置
  • CSS3 动画和过渡效果
  • 使用 offsetWidth 和 offsetHeight。这种情境很诡异，读取一个元素的 offsetWidth 和 offsetHeight 属性会触发回流
  • 用户行为，比如鼠标悬停、输入文本、调整窗口大小、修改字体样式等等

浏览器的底层实现各有不同，所以渲染页面的开销也各有轻重。好在我们有一些通常规则可以进行性能优化。

使用最佳实践所建议的布局技巧

虽然已经是 2015 了，但我还是要说不要使用行内联样式和 table 布局。

HTML 文档下载完成后，行内样式会触发一次额外的回流事件。解析器在解析 table 布局时需要计算大量的单元格的尺寸，所以是件很重的操作。由于单元格往往是根据表头宽度确定的，所以使用 table-layout: fixed 可以缓解部分性能消耗。

使用 Flexbox 布局也存在性能损失，因为在页面加载完成后，flex item 可能会发生位置和尺寸的变化。

精简 CSS 样式

样式越少，回流越快，此外，尽量不要使用过于复杂的选择器。这一问题尤其突出在使用类似 Bootstrap 框架的网站上。使用 Unused CSS,uCSS,grunt-uncss 和 gulp-uncss 等工具可以有效剔除无用样式。

精简 DOM 层级

精简 DOM 层级，指的是减少 DOM 树的级数已经每一分支上 DOM 元素的数量，结果就是层级越少、数量越少，回流越快。此外，如果无需考虑旧版本浏览器，应该尽量剔除无意义的包裹类标签和层级。

细粒度操作 DOM 树

操作 DOM 树时的粒度要尽可能细化，这有助于减弱局部 DOM 变化给整体带来的影响。

从文档流中移除复杂的动画效果

应该确保使用动画的元素脱离了文档流，使用 position: absolute 和 position: fixed 属性脱离文档流的元素会被浏览器创建一个新层来存放，这些图层上的修改不会影响其他图层上的元素。

巧用隐藏方式

使用 display: none; 隐藏的元素不会触发页面的重绘和回流事件，所以可以在这些元素隐藏期间配置样式，配置完成后再转换为可见状态。

批量更新元素

单词更新所有 DOM 元素的性能要优于多次更新。下面这段代码触发了三次页面回流：

var myelement = document.getElementById('myelement');
myelement.width = '100px';
myelement.height = '200px';
myelement.style.margin = '10px';

通过以下代码可以精简为一次页面回流事件，并且提高了代码的可维护性：

var myelement = document.getElementById('myelement');
myelement.classList.add('newstyles');

.newstyles {
    width: 100px;
    height: 200px;
    margin: 10px;
}

同理，我们还可以减少操作 DOM 的频率。假设我们要创建一个如下所示的无序列表：

批量更新元素

如果分次添加每一个 item 将会触发多次页面回流，简单而高效的方式是使用 DOM fargment 在内存中创建完整的 DOM 节点，然后一次性添加到 DOM 中：

var
    i, li,
    frag = document.createDocumentFragment(),
    ul = frag.appendChild(document.createElement('ul'));

for (i = 1; i <= 3; i++) {
    li = ul.appendChild(document.createElement('li'));
    li.textContent = 'item ' + i;
}

document.body.appendChild(frag);

约束元素变化的影响

这里的约束是指，尽量避免某个元素的变化引起大范围的变化。假设我们有一个 tab 选项卡的组件，选项卡内部的内容长短不一，这就导致了每个选项卡的高度不唯一。这一设计带来的问题就是每次切换选项卡时，周围的元素都要重新布局。我们可以通过一个固定高度来避免这一情况。

权衡流畅度和性能

一次移动一像素的位置看起来虽然很流畅，但对于某些低性能终端会是很大的压力。一次移动四像素降低帧速虽然看起来稍有些迟钝，但性能压力降低了。这就是需要我们权衡的地方：流畅度和性能。

使用开发者工具分析页面重绘

目前主流浏览器都在开发者工具中提供了监控页面重绘的功能。在 Blink/Webkit 内核的浏览器中，使用 Timeline 面板可以记录一个页面活动详情：

使用开发者工具分析页面重绘

下面是火狐开发者工具中的 TimeLine:

使用开发者工具分析页面重绘

在 IE 中这个功能被放置在了 UI Responsiveness 面板中：

使用开发者工具分析页面重绘

所有的浏览器都使用绿色来显示页面重绘和页面回流事件。上面的测试只是几个简单的示例，其中没有调用繁重的动画效果，所以布局渲染在总时间中占据了较大比重。减少页面回流和页面重绘，自然提高页面性能。

本文根据@Craig Buckler的《10 Ways to Minimize Reflows and Improve Performance》所译，整个译文带有我们自己的理解与思想，如果译得不好或有不对之处还请同行朋友指点。如需转载此译文，需注明英文出处：http://www.sitepoint.com/10-ways-minimize-reflows-improve-performance/。

南北

前端开发者，关注性能优化和动效设计，活跃于 Github @pinggod 、微博 @ping4god 和博客 pinggod.com，替身众多。如果你沉醉于 Kairosoft、午时三刻工作室的游戏，请来和我做朋友:)。

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