JavascriptのパフォーマンスTip - Read.then(write)

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概要

2018/11/12~13 にサンフランシスコで Chrome Dev Summit 2018 が開催されました。 当日のセッションの様子は YouTube 上でライブストリームされ、アーカイブも残っています。 この記事では個人的に特に面白かった、"Smooth Moves: Rendering at the Speed of Right ®"セッションの中の"Read.then(write)"というパフォーマンス Tip を紹介したいと思います。

英語がわかる人は該当のセッションを直接聞いた方が早いと思うので記事最下部に埋め込んである動画を視聴することをおすすめします。

ブラウザのレンダリングフレーム

Javascript で要素のスタイルを変えたり子要素を追加したりすると、ブラウザ上の要素の見た目も変わります。単純で当たり前のことのように思えますが、実際にブラウザが裏側で行っている処理はそこまで単純ではありません。

CSS をある程度知っていたりパフォーマンスチューニングをしたことのある人なら知っているとは思いますが、要素を画面上に描画するためにはいくつかのステップがあります。よく知らない人はここでわかりやすく説明されているので参照してください。

この記事ではレンダリングのサイクルに関しては知っているものとして話を進めます。

Forced Layout

基本的に Javascript で Layout に関するプロパティを変更したり、子要素を追加したりすると、Script から Composite までの処理がストレートに走ります。

foo.style.width = "10px";

console.log("foo");

// --- Script終わり ---

// Style()
// Layout()
// Paint()
// Composite()

しかし、Layout に関する変更(A)を加えた後に Layout に関する値(B)を取得しようとした場合、B の値は A を行った結果である必要があります。これを実現するため、ブラウザは Script をペンドして Style と Layout を行うことになります。

foo.style.width = "100%";

// Style()
// ForcedLayout()

console.log(foo.clientWidth); // width=100%で計算された値である必要がある

console.log("foo");

// --- Script終わり ---

// Paint()
// Composite()

この、強制的に走ってしまう Style と Layout(ForcedLayout)はメインスレッドをブロックして行われるため、パフォーマンスに悪影響を与えてしまいます。

そして何よりも最悪なのが、この後に再度変更する処理がある場合です。 この場合は ForcedLayout によって計算されたレイアウトを破棄して再度計算する必要があるため、また Style と Layout を行うことになります。

foo.style.width = "100%";

// Style()
// ForcedLayout()

console.log(foo.clientWidth);

foo.style.width = "50vh"; // 先に計算されたLayoutを破棄(Invaliadte)してしまう

console.log("foo");

// --- Script終わり ---

// Style()
// ForcedLayout()
// Paint()
// Composite()

Read.then(write)

このように、ForcedLayout を使うとレンダリングパフォーマンスが落ちてしまうため、先に値を取得し、その後に変更を行うようにすることでレンダリングをスムーズに行うことができます。セッションの中ではこれを"Read.then(write)"として小見出しにしていました。

昨今のフロントエンドでは DOM を直接操作する機会はかなり少なくなりました。しかしそれでも、スクロール処理を書いたり、hacky な処理を行うために DOM に触る際にはレイアウト系プロパティ/メソッドをいじることになります。そういった場合に、このRead.then(write)を意識しておくと不必要なパフォーマンス低下を避けることができたり、チューニングの際に頭を悩ませる必要が少なくなります。

セッション動画

CDS2018 での該当セッションの動画です(英語)。キャプションは自動生成ではなく手動生成のため、英語が読めるなら内容は理解できるかと思います。