深入理解浏览器的各种刷新规则

作为Web开发者，深入理解当下主流浏览器的刷新规则以及刷新机制可以令我们更好地开发出高效、流畅、友好的Web应用。本篇攻略将详细讲解浏览器的各种刷新规则，内容包括：

• 浏览器渲染过程
• 刷新、重绘和合成
• DOM树的修改和重排
• 重排和重绘的性能问题

本篇攻略默认读者已经熟悉HTML、CSS和JavaScript的基础知识。读者们可以选择自己感兴趣的部分开始阅读。

浏览器渲染过程

浏览器将网页展示给用户的过程可以被描述为以下几个步骤：

1. 构建DOM树
2. 构建CSSOM树
3. 将DOM树和CSSOM树组合成渲染树
4. 布局渲染树
5. 绘制渲染树

其中，DOM树和CSSOM树都是由浏览器解析HTML和CSS文件生成的文档对象模型和CSS对象模型。

刷新、重绘和合成

刷新

当某个网页的HTML或CSS发生变化时，Web浏览器需要做出响应并重新渲染该网页。浏览器会通知用户界面进行刷新，这时候屏幕会出现白屏闪烁的短暂间隙，待重新渲染完毕后，网页才会恢复正常。

重绘

当渲染树中的某些元素需要更新属性，但是这些属性并不影响元素在文档流中的位置时，浏览器不需要重新构建布局树，而是会直接更新这些元素的渲染结果。这个过程叫做重绘。

合成

合成是指将多个层合成为一张整体的过程。在现代浏览器中，网页渲染过程会将渲染树中的所有节点进行分层，每层之间相互独立，浏览器通过合成多层得到最终的网页图像。

DOM树的修改和重排

更改DOM树和CSSOM树会引起网页进行重排和重绘等操作，这些过程会影响网页渲染的性能。当DOM树或CSSOM树被修改时，浏览器需要重新构建布局树和渲染树。重排和重绘会导致用户界面出现白屏和闪烁等不必要的信息。

修改DOM元素

修改某个DOM元素的属性时，会发生以下的流程：

1. 浏览器将该DOM元素标记为“脏”元素；
2. 浏览器根据该元素影响到的节点更新布局树；
3. 浏览器更新该元素的渲染树并绘制到屏幕上。

重排和重绘的性能问题

重排和重绘会造成性能问题，因为浏览器需要重新计算布局，重新构建渲染树，甚至需要将结果提交给GPU以进行合成。这些过程都会消耗更多的时间和资源。

为了避免重排和重绘，我们需要尽可能减少DOM的修改次数，合并多次修改为一次修改，并使用CSS3的GPU加速等技术将动画等效果交由GPU来处理。

示例说明

以下示例可以帮助我们更好地了解重排和重绘的性能问题。

示例1

在使用JavaScript修改DOM元素样式时，由于修改后需要重新计算布局，这个过程会引起浏览器进行重排。在该示例中，我们通过循环将300个DIV元素的left属性进行修改，每次修改重新触发了一次布局计算，整个过程耗时约为10秒。

<div id="container">
    <div class="box"></div>
    <div class="box"></div>
    <!-- more boxes -->
</div>

<script>
    var leftPos = 0;

    // 获取所有的.box元素
    var boxes = document.querySelectorAll('.box');

    setInterval(function() {
        for (var i = 0; i < boxes.length; i++) {
            boxes[i].style.left = leftPos + 'px';
        }

        leftPos++;

        // 避免left超过屏幕最大宽度
        if (leftPos > window.innerWidth) {
            leftPos = 0;
        }
    }, 16);
</script>

示例2

在该示例中，我们通过修改DOM元素的class类名，实现对元素外观的修改。由于修改后不需要重新布局，但是需要重新绘制，这个过程会引起浏览器进行重绘。在该示例中，我们通过点击DIV来动态修改DIV的颜色。

<div id="container">
    <div class="box"></div>
    <div class="box"></div>
    <!-- more boxes -->
</div>

<script>
    // 获取所有的.box元素
    var boxes = document.querySelectorAll('.box');

    for (var i = 0; i < boxes.length; i++) {
        boxes[i].addEventListener('click', function() {
            this.classList.toggle('red');
        });
    }
</script>

<style>
    .box {
        height: 100px;
        width: 100px;
        background: blue;
        float: left;
        margin-right: 10px;
    }

    .red {
        background: red;
    }
</style>

在以上示例中，点击.div元素修改其颜色时，浏览器只需要对元素进行重绘操作，整个过程比较流畅。