CSS `CSS Typed OM` `StyleSheet.replaceSync()` / `replace()` 运行时样式表更新性能

大家好，欢迎来到今天的CSS Typed OM性能优化小课堂。今天咱们聊聊StyleSheet.replaceSync()和replace()这对好兄弟，看看它们在运行时更新样式表时，谁更快，谁更猛，以及如何正确地使用它们，才能让你的网页飞起来！

开场白：样式表更新的那些事儿

咱们先来聊聊为啥要关注运行时样式表的更新性能。想象一下，你正在做一个酷炫的动态主题切换功能，或者一个实时编辑器，用户每改一个字，样式就要跟着变。如果样式表更新慢如蜗牛，用户体验可就惨了。他们会看到卡顿，看到闪烁，甚至直接崩溃。所以，优化样式表更新速度，是提升用户体验的关键一环。

正文：Typed OM，样式表的新姿势

在深入replaceSync()和replace()之前，我们先来认识一下CSS Typed OM（CSS 类型化对象模型）。这玩意儿是啥？简单来说，它就是CSSOM（CSS对象模型）的升级版。传统的CSSOM用字符串来表示CSS属性值，而Typed OM则用类型化的JavaScript对象来表示。

举个例子：

传统CSSOM	Typed OM
element.style.width = "100px";	element.attributeStyleMap.set("width", CSS.px(100));
element.style.backgroundColor = "rgb(255, 0, 0);	element.attributeStyleMap.set("backgroundColor", new CSSColorValue({r: 1, g: 0, b: 0}));

Typed OM的优势在于：

• 性能更高： 类型化的数据结构更容易被浏览器优化，避免了字符串解析的开销。
• 类型安全： 可以避免一些低级错误，比如把数字赋值给颜色属性。
• 可预测性： 行为更可预测，更容易调试。

主角登场：replaceSync() vs. replace()

现在，咱们的主角终于要登场了！StyleSheet.replaceSync()和StyleSheet.replace()都是用来替换样式表内容的，但它们的区别在于：

• replaceSync()： 同步方法，会立即替换样式表内容，阻塞主线程。
• replace()： 异步方法，会把替换操作放到微任务队列中，不会阻塞主线程。

代码说话：先来个简单的例子

// 创建一个样式表
const sheet = new CSSStyleSheet();

// 添加到文档
document.adoptedStyleSheets = [sheet];

// 同步替换
sheet.replaceSync(`body { background-color: red; }`);

// 异步替换
sheet.replace(`body { background-color: blue; }`)
  .then(() => {
    console.log("样式表已替换！");
  })
  .catch(error => {
    console.error("替换失败：", error);
  });

console.log("我先执行！"); // 如果用replaceSync，这句后执行

在这个例子中，如果使用replaceSync()，浏览器会立即替换样式表内容，然后执行console.log("我先执行！");。如果使用replace()，浏览器会把替换操作放到微任务队列中，所以console.log("我先执行！");会先执行，然后才是console.log("样式表已替换！");。

性能大比拼：谁更快？

理论上，replace()应该比replaceSync()更快，因为它不会阻塞主线程。但是，实际情况可能更复杂。

• replaceSync()： 简单粗暴，直接替换，适用于样式表内容较小，更新频率较低的场景。如果更新频率过高，会导致主线程卡顿，影响用户体验。
• replace()： 更加优雅，异步更新，不会阻塞主线程，适用于样式表内容较大，更新频率较高的场景。但是，异步操作会带来一些额外的开销，比如微任务队列的调度。

性能测试：真金不怕火炼

为了更直观地了解它们的性能差异，我们可以做一个简单的性能测试。

// 创建一个包含大量样式的样式表字符串
const largeStyleSheet = generateLargeStyleSheet(1000); // 假设这个函数生成一个包含1000条规则的样式表

// 测量replaceSync()的性能
const startTimeSync = performance.now();
sheet.replaceSync(largeStyleSheet);
const endTimeSync = performance.now();
const syncDuration = endTimeSync - startTimeSync;

console.log(`replaceSync() took ${syncDuration}ms`);

// 测量replace()的性能
const startTimeAsync = performance.now();
sheet.replace(largeStyleSheet)
  .then(() => {
    const endTimeAsync = performance.now();
    const asyncDuration = endTimeAsync - startTimeAsync;
    console.log(`replace() took ${asyncDuration}ms`);
  })
  .catch(error => {
    console.error("替换失败：", error);
  });

function generateLargeStyleSheet(ruleCount) {
  let stylesheet = '';
  for (let i = 0; i < ruleCount; i++) {
    stylesheet += `.rule-${i} { color: #${Math.floor(Math.random() * 16777215).toString(16)}; font-size: ${Math.floor(Math.random() * 30) + 10}px; }n`;
  }
  return stylesheet;
}

通过这个测试，我们可以看到replaceSync()和replace()在不同情况下的性能表现。通常情况下，当样式表比较大时，replace()的优势会更加明显。

案例分析：动态主题切换

假设我们要做一个动态主题切换功能，用户可以随时切换不同的主题。我们可以使用replace()来异步更新样式表，避免阻塞主线程。

const themeSwitcher = document.getElementById("theme-switcher");
const sheet = new CSSStyleSheet();
document.adoptedStyleSheets = [sheet];

themeSwitcher.addEventListener("change", (event) => {
  const theme = event.target.value;
  let stylesheet = '';

  switch (theme) {
    case "light":
      stylesheet = `body { background-color: white; color: black; }`;
      break;
    case "dark":
      stylesheet = `body { background-color: black; color: white; }`;
      break;
    default:
      stylesheet = `body { background-color: white; color: black; }`;
  }

  sheet.replace(stylesheet)
    .then(() => {
      console.log(`主题已切换到 ${theme}！`);
    })
    .catch(error => {
      console.error("主题切换失败：", error);
    });
});

在这个例子中，当用户切换主题时，我们会使用replace()来异步更新样式表。这样可以保证用户界面不会卡顿，即使样式表内容较大。

最佳实践：如何选择？

那么，在实际开发中，我们应该如何选择replaceSync()和replace()呢？

• 样式表大小： 如果样式表内容较小（比如只有几行代码），可以使用replaceSync()。
• 更新频率： 如果更新频率较低（比如用户点击按钮才会更新），可以使用replaceSync()。
• 用户体验： 如果对用户体验要求较高，即使样式表内容较小，也应该使用replace()。

总结一下：

特性	replaceSync()	replace()
同步/异步	同步	异步
阻塞主线程	是	否
适用场景	样式表小，更新频率低	样式表大，更新频率高，对用户体验要求高
性能	简单粗暴，直接替换	更加优雅，异步更新

性能优化技巧：锦上添花

除了选择合适的API之外，我们还可以使用一些其他的性能优化技巧来提升样式表更新速度。

• 减少样式规则数量： 尽量减少样式规则的数量，避免使用过于复杂的选择器。
• 使用CSS变量： 使用CSS变量可以减少重复代码，提高代码的可维护性。
• 避免强制重排： 避免在JavaScript中读取会导致强制重排的属性，比如offsetWidth、offsetHeight等。
• 使用CSS Containment： CSS Containment可以限制样式的影响范围，提高渲染性能。

注意事项：踩坑指南

在使用replace()时，需要注意以下几点：

• 错误处理： replace()返回一个Promise，需要处理可能出现的错误。
• 微任务队列： 异步操作会把替换操作放到微任务队列中，可能会导致一些意想不到的行为。
• 兼容性： CSSStyleSheet.replace()和CSSStyleSheet.replaceSync()的兼容性还不是很好，需要进行兼容性处理。

结尾：让你的网页飞起来！

好了，今天的CSS Typed OM性能优化小课堂就到这里了。希望通过今天的讲解，大家能够更好地理解replaceSync()和replace()的性能差异，并能够正确地使用它们，让你的网页飞起来！记住，性能优化是一个持续的过程，需要不断地学习和实践。加油！