[為什么說DOM操作很慢](http://www.cnblogs.com/yuzhongwusan/articles/5275933.html) 一直都聽說DOM很慢，要盡量少的去操作DOM，于是就想進一步去探究下為什么大家都會這樣說，在網上學習了一些資料，這邊整理出來。 首先，DOM對象本身也是一個js對象，所以嚴格來說，并不是操作這個對象慢，而是說操作了這個對象后，會觸發一些瀏覽器行為，比如布局（layout）和繪制（paint）。下面主要先介紹下這些瀏覽器行為，闡述一個頁面是怎么最終被呈現出來的，另外還會從代碼的角度，來說明一些不好的實踐以及一些優化方案。 ##瀏覽器是如何呈現一張頁面的 一個瀏覽器有許多模塊，其中負責呈現頁面的是渲染引擎模塊，比較熟悉的有WebKit和Gecko等，這里也只會涉及這個模塊的內容。 先用文字大致闡述下這個過程： * 解析HTML，并生成一棵DOM tree * 解析各種樣式并結合DOM tree生成一棵Render tree * 對Render tree的各個節點計算布局信息，比如box的位置與尺寸 * 根據Render tree并利用瀏覽器的UI層進行繪制 其中DOM tree和Render tree上的節點并非一一對應，比如一個"`display:none"`的節點就只會存在于DOM tree上，而不會出現在Render tree上，因為這個節點不需要被繪制。  上圖是Webkit的基本流程，在術語上和Gecko可能會有不同，這里貼上Gecko的流程圖，不過文章下面的內容都會統一使用Webkit的術語。  影響頁面呈現的因素有許多，比如link的位置會影響首屏呈現等。但這里主要集中討論與layout相關的內容。 paint是一個耗時的過程，然而layout是一個更耗時的過程，我們無法確定layout一定是自上而下或是自下而上進行的，甚至一次layout會牽涉到整個文檔布局的重新計算。 但是layout是肯定無法避免的，所以我們主要是要最小化layout的次數。 ##什么情況下瀏覽器會進行layout 在考慮如何最小化layout次數之前，要先了解什么時候瀏覽器會進行layout。 layout（reflow）一般被稱為布局，這個操作是用來計算文檔中元素的位置和大小，是渲染前重要的一步。在HTML第一次被加載的時候，會有一次layout之外，js腳本的執行和樣式的改變同樣會導致瀏覽器執行layout，這也是本文的主要要討論的內容。 一般情況下，瀏覽器的layout是lazy的，也就是說：在js腳本執行時，是不會去更新DOM的，任何對DOM的修改都會被暫存在一個隊列中，在當前js的執行上下文完成執行后，會根據這個隊列中的修改，進行一次layout。 然而有時希望在js代碼中立刻獲取最新的DOM節點信息，瀏覽器就不得不提前執行layout，這是導致DOM性能問題的主因。 如下的操作會打破常規，并觸發瀏覽器執行layout： * 通過js獲取需要計算的DOM屬性 * 添加或刪除DOM元素 * resize瀏覽器窗口大小 * 改變字體 * css偽類的激活，比如:hover * 通過js修改DOM元素樣式且該樣式涉及到尺寸的改變 我們來通過一個例子直觀的感受下： ~~~ // Read var h1 = element1.clientHeight; // Write (invalidates layout) element1.style.height = (h1 * 2) + 'px'; // Read (triggers layout) var h2 = element2.clientHeight; // Write (invalidates layout) element2.style.height = (h2 * 2) + 'px'; // Read (triggers layout) var h3 = element3.clientHeight; // Write (invalidates layout) element3.style.height = (h3 * 2) + 'px'; ~~~ clientHeight，這個屬性是需要計算得到的，于是就會觸發瀏覽器的一次layout。我們來利用chrome（v47.0）的開發者工具看下（截圖中的timeline record已經經過篩選，僅顯示layout）：  上面的例子中，代碼首先修改了一個元素的樣式，接下來讀取另一個元素的`clientHeight`屬性，由于之前的修改導致當前DOM被標記為臟，為了保證能準確的獲取這個屬性，瀏覽器會進行一次layout（我們發現chrome的開發者工具良心的提示了我們這個性能問題）。 優化這段代碼很簡單，預先讀取所需要的屬性，在一起修改即可。 ~~~ // Read var h1 = element1.clientHeight; var h2 = element2.clientHeight; var h3 = element3.clientHeight; // Write (invalidates layout) element1.style.height = (h1 * 2) + 'px'; element2.style.height = (h2 * 2) + 'px'; element3.style.height = (h3 * 2) + 'px'; ~~~ 看下這次的情況： 下面再介紹一些其他的優化方案。 ##最小化layout的方案 上面提到的一個批量讀寫是一個，主要是因為獲取一個需要計算的屬性值導致的，那么哪些值是需要計算的呢？ 這個鏈接里有介紹大部分需要計算的屬性：[http://gent.ilcore.com/2011/03/how-not-to-trigger-layout-in-webkit.html](http://gent.ilcore.com/2011/03/how-not-to-trigger-layout-in-webkit.html) 再來看看別的情況： ###面對一系列DOM操作 針對一系列DOM操作（DOM元素的增刪改），可以有如下方案： * documentFragment * display: none * cloneNode 比如（僅以documentFragment為例）： ~~~ var fragment = document.createDocumentFragment(); for (var i=0; i < items.length; i++){ var item = document.createElement("li"); item.appendChild(document.createTextNode("Option " + i); fragment.appendChild(item); } list.appendChild(fragment); ~~~ 這類優化方案的核心思想都是相同的，就是先對一個不在Render tree上的節點進行一系列操作，再把這個節點添加回Render tree，這樣無論多么復雜的DOM操作，最終都只會觸發一次layout。 ###面對樣式的修改 針對樣式的改變，我們首先需要知道并不是所有樣式的修改都會觸發layout，因為我們知道layout的工作是計算RenderObject的尺寸和大小信息，那么我如果只是改變一個顏色，是不會觸發layout的。 這里有一個網站[CSS triggers](http://csstriggers.com/)，詳細列出了各個CSS屬性對瀏覽器執行layout和paint的影響。 像下面這種情況，和上面講優化的部分是一樣的，注意下讀寫即可。 ~~~ elem.style.height = "100px"; // mark invalidated elem.style.width = "100px"; elem.style.marginRight = "10px"; elem.clientHeight // force layout here ~~~ 但是要提一下動畫，這邊講的是js動畫，比如： ~~~ function animate (from, to) { if (from === to) return requestAnimationFrame(function () { from += 5 element1.style.height = from + "px" animate(from, to) }) } animate(100, 500) ~~~ 動畫的每一幀都會導致layout，這是無法避免的，但是為了減少動畫帶來的layout的性能損失，可以將動畫元素絕對定位，這樣動畫元素脫離文本流，layout的計算量會減少很多。 ###使用requestAnimationFrame 任何可能導致重繪的操作都應該放入`requestAnimationFrame` 在現實項目中，代碼按模塊劃分，很難像上例那樣組織批量讀寫。那么這時可以把寫操作放在`requestAnimationFrame`的callback中，統一讓寫操作在下一次paint之前執行。 ~~~ // Read var h1 = element1.clientHeight; // Write requestAnimationFrame(function() { element1.style.height = (h1 * 2) + 'px'; }); // Read var h2 = element2.clientHeight; // Write requestAnimationFrame(function() { element2.style.height = (h2 * 2) + 'px'; }); ~~~  可以很清楚的觀察到Animation Frame觸發的時機，MDN上說是在paint之前觸發，不過我估計是在js腳本交出控制權給瀏覽器進行DOM的invalidated check之前執行。 ##其他注意點 除了由于觸發了layout而導致性能問題外，這邊再列出一些其他細節： 緩存選擇器的結果，減少DOM查詢。這里要特別提下HTMLCollection。HTMLCollection是通過`document.getElementByTagName`得到的對象類型，和數組類型很類似但是每次獲取這個對象的一個屬性，都相當于進行一次DOM查詢： ~~~ var divs = document.getElementsByTagName("div"); for (var i = 0; i < divs.length; i++){ //infinite loop document.body.appendChild(document.createElement("div")); } ~~~ 比如上面的這段代碼會導致無限循環，所以處理HTMLCollection對象的時候要做些緩存。 另外，減少DOM元素的嵌套深度并優化css，去除無用的樣式對減少layout的計算量有一定幫助。 在DOM查詢時，`querySelector`和`querySelectorAll`應該是最后的選擇，它們功能最強大，但執行效率很差，如果可以的話，盡量用其他方法替代。 下面兩個jsperf的鏈接，可以對比下性能。 　　1）[https://jsperf.com/getelementsbyclassname-vs-queryselectorall/162](https://jsperf.com/getelementsbyclassname-vs-queryselectorall/162) 　　2）[http://jsperf.com/getelementbyid-vs-queryselector/218](http://jsperf.com/getelementbyid-vs-queryselector/218) ##自己對View層的想法 上面的內容理論方面的東西偏多，從實踐的角度來看，上面討論的內容，正好是View層需要處理的事情。已經有一個庫FastDOM來做這個事情，不過它的代碼是這樣的： ~~~ fastdom.read(function() { console.log('read'); }); fastdom.write(function() { console.log('write'); }); ~~~ 問題很明顯，會導致`callback hell`，并且也可以預見到像FastDOM這樣的imperative的代碼缺乏擴展性，關鍵在于用了`requestAnimationFrame`后就變成了異步編程的問題了。要讓讀寫狀態同步，那必然需要在DOM的基礎上寫個Wrapper來內部控制異步讀寫，不過都到了這份上，感覺可以考慮直接上React了...... 總之，盡量注意避免上面說到的問題，但如果用庫，比如[jQuery](http://lib.csdn.net/base/22 "jQuery知識庫")的話，layout的問題出在庫本身的抽象上。像React引入自己的組件模型，用過virtual DOM來減少DOM操作，并可以在每次state改變時僅有一次layout，我不知道內部有沒有用`requestAnimationFrame`之類的，感覺要做好一個View層就挺有難度的，之后準備學學React的代碼。希望自己一兩年后會過來再看這個問題的時候，可以有些新的見解。