浏览器层合成与页面性能优化

一个web页面由多层构成的

比如掘金：

浏览器渲染页面

在编写页面中，我们要知道浏览器如何处理 HTML、JavaScript 和 CSS。需要了解并注意五个主要区域，这些我们拥有控制权的部分，也是像素至屏幕管道中的关键点。

每一步简介

JavaScript。 一般来说，我们会使用 JavaScript 来实现一些视觉变化的效果。比如用 jQuery 的 animate 函数做一个动画、对一个数据集进行排序或者往页面里添加一些 DOM 元素等。当然，除了 JavaScript，还有其他一些常用方法也可以实现视觉变化效果，比如：CSS Animations、Transitions 和 Web Animation API。
样式计算。 此过程是根据匹配选择器（例如 .headline 或 .nav > .nav__item）计算出哪些元素应用哪些 CSS 规则的过程。从中知道规则之后，将应用规则并计算每个元素的最终样式。
布局。 在知道对一个元素应用哪些规则之后，浏览器即可开始计算它要占据的空间大小及其在屏幕的位置。网页的布局模式意味着一个元素可能影响其他元素，例如元素的宽度一般会影响其子元素的宽度以及树中各处的节点，因此对于浏览器来说，布局过程是经常发生的。
绘制。 绘制是填充像素的过程。它涉及绘出文本、颜色、图像、边框和阴影，基本上包括元素的每个可视部分。绘制一般是在多个表面（通常称为层）上完成的。
合成。 由于页面的各部分可能被绘制到多层，由此它们需要按正确顺序绘制到屏幕上，以便正确渲染页面。对于与另一元素重叠的元素来说，这点特别重要，因为一个错误可能使一个元素错误地出现在另一个元素的上层。

ps： 当然，不是每一步更改都会遵循上图这个流程。

每一步不是必经的

比如：

更改了元素的布局相关的属性：width, height, 位置... 那么浏览器就会检查其他元素，自动 重排一次 。
更改了元素的 color, 阴影... 不会影响页面的布局，那么浏览器就会跳过布局。这就是我们平常说的：重排一定引起重绘，重绘不一定引起重排。
如果更改了一个既不会布局，也不会绘制的属性，那么浏览器直接跳到最后一步，不得不说，这是最高效的

使用 csstriggers 可以详细看到 css 属性改变时触发的流程。

如何提升绘制的性能

尽量使用影响较少的属性

举个🌰：

<div class="box box1">1</div>
<div class="box box2"> 2 </div>
  <script>
  const box1 = document.querySelector('.box1');
  setTimeout(() => {
     box1.style.display = 'none'
  }, 3000);
  </script>

我们可以看到，box1 和 box2 都绿（重绘）了一次，说明 box1 的变化影响了 box2。那这个属性变化的代价是比较大的。

假如是我让 box1 的位置向右移动 60px，我们做如下更改：

document.querySelector('.box1').style.transform = 'translateX(60px)';

现在 box2的位置不受影响，直观地看到 box2是没被绿（重绘）的。

提升为合成层（Compositing Layers）

我们在上一步做了优化，box2 已经不受影响，但是box1 依然被重绘，那能不能在优化呢。答案是能的。 left 这个属性的改变会造成的影响是：

layout -> painted -> composited

这个流程可以在 csstriggers 看到。

那现在我们要找到一个 css 属性，既能让元素位移，又能造成的影响最小。
答案是有的： transform：影响最小，直接到达最后一步 Composite。做如下更改：

box1.style.transform = 'translateX(60px)'

好像事与愿违。box1, box2 都被重绘了。
这里因为： 他们都在一个层上，一个元素的变化也影响了其他元素。浏览器会联合需要绘制的区域，而导致整个屏幕重绘。
为了直接到达最后一步 Composite。其实这里有个条件： 更改属性所在的元素应处于其自身的合成层，如果没在，我们可以提升为合成层` 这样就不会影响其他元素，而能减少绘制区域。

提升为合成层的原因有一下几种

这里我大概罗列了这么多

video
有 3D transform
backface-visibility 为 hidden
对 opacity、transform、fliter、backdropfilter 应用了 animation 或者 transition（需要是 active 的 animation 或者 transition，当 animation 或者 transition 效果未开始或结束后，提升合成层也会失效）
will-change 设置为 opacity、transform、top、left、bottom、right（其中 top、left 等需要设置明确的定位属性，如 relative 等）
重叠原因

在 box1 上面做如下更改：

will-change: transform;

再次观察效果：

大功告成：

box1 不在重绘了
box2 不受影响我们可以查看最终的分层效果：

和 ps 里面的图层差不多，每一个图层叠加在一起组成我们看到的网页。

好处

提升为合成层简单说来有以下几点好处：

合成层的位图，会交由 GPU 合成，比 CPU 处理要快
当需要 repaint 时，只需要 repaint 本身，不会影响到其他的层
对于 transform 和 opacity 效果，不会触发 layout 和 paint

建议：
由于 transition animation 也有提升层的作用，所以动画可以优先考虑 css3 动画。

物极必反

图层越多越好吗？当然不是。提升合成层也得 消耗额外的内存和管理资源，
正所谓切勿提前优化.
正如MDN所说: 如果你的页面在性能方面没什么问题，则不要添加 will-change 属性来榨取一丁点的速度。 will-change 的设计初衷是作为最后的优化手段，用来尝试解决现有的性能问题.

参考

前端性能优化之 Composite
關鍵轉譯路徑 Critical Rendering Path
will-change
坚持仅合成器的属性和管理层计数

最后

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