JavaScript内核与高级编程之：`JavaScript` 的 `CSS-in-JS`：其在 `JavaScript` 中的运行时开销。 - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

嘿，各位前端的弄潮儿们，今天咱们来聊聊一个有点争议，但又不得不面对的话题：CSS-in-JS，以及它在JavaScript中的运行时开销。

开场白：CSS-in-JS，爱恨交织的甜蜜负担

CSS-in-JS，简单来说，就是把CSS样式写到JavaScript代码里。听起来是不是有点“反直觉”？毕竟，我们一直被教导要“关注点分离”，CSS负责样式，JS负责逻辑。但CSS-in-JS的出现，并非无缘无故，它试图解决传统CSS的一些痛点：

全局命名冲突： CSS的全局作用域很容易导致样式覆盖，尤其是在大型项目中。
样式复用困难： CSS的复用机制（例如mixin）相对繁琐，难以实现组件级别的样式复用。
动态样式处理： 需要根据组件状态动态改变样式时，CSS操作起来比较麻烦。
构建流程复杂： 传统的CSS预处理器（例如Sass、Less）需要额外的构建步骤。

于是乎，CSS-in-JS应运而生，它通过JavaScript的能力，为CSS赋予了更强大的灵活性和组件化能力。然而，就像所有美好的事物一样，CSS-in-JS也并非完美无瑕。它的一个主要争议点就是：运行时开销。

第一幕：运行时开销，究竟是什么鬼？

所谓运行时开销，指的是代码在运行期间所消耗的资源，例如CPU时间、内存占用等。对于CSS-in-JS来说，运行时开销主要体现在以下几个方面：

样式计算： CSS-in-JS需要在运行时计算样式，这会占用CPU资源。
样式注入： 计算好的样式需要注入到DOM中，这涉及到DOM操作，也会带来性能损耗。
内存占用： CSS-in-JS会生成大量的JavaScript对象来存储样式，这会占用内存。
额外的JavaScript依赖： 引入CSS-in-JS库本身也会增加JavaScript的体积。

等等，先别急着把CSS-in-JS打入冷宫。运行时开销是一个相对的概念，它的影响程度取决于具体的应用场景和实现方式。下面，咱们来详细剖析一下CSS-in-JS的运行时开销，看看它到底有多“可怕”。

第二幕：拆解运行时开销的“潘多拉魔盒”

为了更直观地了解CSS-in-JS的运行时开销，咱们以一个简单的例子为例，对比一下使用CSS-in-JS和传统CSS的性能差异。

场景： 创建一个包含100个按钮的列表，每个按钮的样式需要根据其状态（例如是否选中）动态改变。

传统CSS实现：

<style>
  .button {
    padding: 10px 20px;
    border: 1px solid #ccc;
    background-color: #fff;
    cursor: pointer;
  }

  .button.selected {
    background-color: #eee;
  }
</style>

<script>
  const container = document.getElementById('container');
  for (let i = 0; i < 100; i++) {
    const button = document.createElement('button');
    button.classList.add('button');
    button.textContent = `Button ${i + 1}`;
    button.addEventListener('click', () => {
      button.classList.toggle('selected');
    });
    container.appendChild(button);
  }
</script>

CSS-in-JS实现（以styled-components为例）：

import styled from 'styled-components';

const StyledButton = styled.button`
  padding: 10px 20px;
  border: 1px solid #ccc;
  background-color: #fff;
  cursor: pointer;

  ${props => props.selected && `
    background-color: #eee;
  `}
`;

function App() {
  const [selectedButtons, setSelectedButtons] = React.useState([]);

  const toggleSelected = (index) => {
      setSelectedButtons(prev => {
          if (prev.includes(index)) {
              return prev.filter(i => i !== index);
          } else {
              return [...prev, index];
          }
      });
  };

  return (
    <div>
      {[...Array(100)].map((_, index) => (
        <StyledButton
          key={index}
          selected={selectedButtons.includes(index)}
          onClick={() => toggleSelected(index)}
        >
          Button {index + 1}
        </StyledButton>
      ))}
    </div>
  );
}

接下来，咱们可以用浏览器的性能分析工具（例如Chrome DevTools）来测量两种实现方式的性能指标，例如：

渲染时间： 页面初始渲染所需的时间。
交互响应时间： 点击按钮后，样式改变所需的时间。
内存占用： 页面运行期间所占用的内存。

通过对比这些指标，我们可以更客观地评估CSS-in-JS的运行时开销。

重点来了！

通常情况下，CSS-in-JS在初始渲染时可能会比传统CSS稍慢一些，因为需要进行额外的样式计算和注入。但是，在交互响应方面，CSS-in-JS的性能可能会更好，因为它可以避免频繁的DOM操作。

至于内存占用，CSS-in-JS可能会比传统CSS稍高一些，因为它需要存储大量的JavaScript对象。但是， современных браузерах обычно достаточно эффективно справляются с управлением памятью.

表格：CSS-in-JS vs 传统CSS (性能对比)

指标	传统CSS	CSS-in-JS (styled-components)
初始渲染时间	较快	稍慢
交互响应时间	可能较慢	较快
内存占用	较低	可能较高

注意： 以上结论并非绝对，具体的性能差异取决于具体的应用场景、CSS-in-JS库的实现方式以及浏览器环境。

第三幕：如何优化CSS-in-JS的运行时开销？

既然CSS-in-JS存在运行时开销，那么我们该如何优化呢？别慌，办法总是有的。

选择合适的CSS-in-JS库： 不同的CSS-in-JS库在性能方面存在差异。例如，styled-components在运行时生成CSS，而emotion则可以在构建时提取CSS，从而减少运行时开销。选择合适的库可以有效提升性能。
- styled-components: 运行时生成CSS，灵活性高，但性能可能稍逊。
- emotion: 既可以在运行时生成CSS，也可以在构建时提取CSS，性能更优。
- jss: 一个更底层的CSS-in-JS库，提供了更多的控制权，但也需要更多的配置。
避免过度使用动态样式： 动态样式是CSS-in-JS的优势，但过度使用会导致大量的样式计算，从而增加运行时开销。尽量将静态样式提取出来，只对需要动态改变的部分使用CSS-in-JS。

利用CSS变量（Custom Properties）： CSS变量可以在运行时动态改变样式，但不会触发重新渲染。合理利用CSS变量可以减少CSS-in-JS的运行时开销。

const StyledButton = styled.button`
  --bg-color: #fff;
  padding: 10px 20px;
  border: 1px solid #ccc;
  background-color: var(--bg-color);
  cursor: pointer;

  ${props => props.selected && `
    --bg-color: #eee;
  `}
`;

使用shouldComponentUpdate或React.memo： 对于React组件，可以使用shouldComponentUpdate或React.memo来避免不必要的重新渲染。这可以减少CSS-in-JS的样式计算和注入次数。
```
const StyledButton = styled.button`...`;

const MemoizedButton = React.memo(StyledButton);

function MyComponent() {
  return <MemoizedButton />;
}
```
服务端渲染 (SSR) 和静态站点生成 (SSG): 通过在服务器端或者构建时生成 CSS，可以显著减少客户端的运行时开销。很多 CSS-in-JS 库都支持 SSR 和 SSG。
代码分割 (Code Splitting): 将 CSS-in-JS 代码分割成更小的块，只在需要时加载，可以减少初始加载时间和内存占用。Webpack 等打包工具可以帮助实现代码分割。
缓存: 对已经计算过的样式进行缓存，避免重复计算。一些 CSS-in-JS 库会自动进行缓存，也可以手动实现缓存机制。

第四幕：CSS-in-JS的适用场景，以及需要警惕的“坑”

CSS-in-JS并非万能的，它有自己的适用场景。在以下情况下，CSS-in-JS可能是一个不错的选择：

组件化开发： 需要高度组件化的项目，CSS-in-JS可以更好地实现组件级别的样式封装和复用。
动态样式需求： 需要根据组件状态动态改变样式的场景，CSS-in-JS可以提供更灵活的解决方案。
大型项目： 大型项目容易出现全局命名冲突，CSS-in-JS可以有效避免这个问题。

但是，在以下情况下，使用CSS-in-JS可能需要谨慎考虑：

小型项目： 小型项目可能不需要CSS-in-JS的复杂性，传统CSS可能更简单直接。
性能敏感的应用： 对于性能要求极高的应用，CSS-in-JS的运行时开销可能会成为瓶颈。
需要高度可维护性的项目： CSS-in-JS可能会增加代码的复杂性，降低可维护性。

需要警惕的“坑”：

过度封装： 不要为了使用CSS-in-JS而过度封装样式，这会导致代码难以理解和维护。
滥用动态样式： 动态样式是CSS-in-JS的优势，但滥用会导致性能问题。
忽略可访问性： 在使用CSS-in-JS时，不要忽略可访问性，确保样式能够正确地呈现给不同的用户群体。

第五幕：总结与展望

CSS-in-JS是一个充满争议但又极具潜力的技术。它试图解决传统CSS的一些痛点，并为CSS赋予了更强大的灵活性和组件化能力。然而，CSS-in-JS也存在运行时开销，需要在实际应用中进行权衡和优化。

未来，随着CSS-in-JS技术的不断发展，我们可以期待它在性能、可维护性等方面取得更大的突破，从而更好地服务于前端开发。

最后，记住一句真理：没有银弹！选择哪种方案，取决于你的具体需求和权衡。 祝各位在前端的道路上越走越远，早日成为技术大牛！

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