DOM 操作性能优化：批量更新与减少回流重绘

好的，各位观众老爷，各位技术大拿，欢迎来到老码农的“DOM操作性能优化：批量更新与减少回流重绘”专场！今天咱们不搞高深莫测的理论，就用大白话聊聊怎么让你的网页跑得飞起，告别卡顿，拥抱丝滑！

先别急着打瞌睡，我保证这堂课绝对有料有趣，让你听完之后，感觉自己就像给网页打了一针“肾上腺素”，性能蹭蹭往上涨！

开场白：DOM，你的爱恨情仇

说起DOM，各位前端er们的心情估计跟我差不多，那是爱恨交织啊！爱它的无所不能，恨它的拖泥带水。DOM（Document Object Model）是浏览器提供的API，允许我们用JavaScript来操控网页上的元素，增删改查，无所不能。但是，频繁的DOM操作就像一个慢性病，慢慢地拖垮你的网页性能。

你想想，你辛辛苦苦写的代码，结果用户打开网页，半天刷不出来，还卡得要死，这体验简直糟糕透顶！用户分分钟关掉网页，去竞争对手那里了。所以，DOM操作优化，刻不容缓！

第一幕：DOM操作的“罪与罚”

为啥DOM操作这么耗性能呢？这就要从浏览器的渲染机制说起了。简单来说，浏览器渲染网页的过程可以分为以下几个步骤：

1. 解析HTML： 浏览器拿到HTML代码，把它解析成DOM树。
2. 解析CSS： 浏览器拿到CSS代码，把它解析成CSSOM树。
3. 渲染树构建： 浏览器把DOM树和CSSOM树结合起来，构建渲染树（Render Tree）。渲染树只包含需要显示的节点。
4. 布局（Layout/Reflow）： 浏览器根据渲染树计算每个节点的位置和大小。
5. 绘制（Paint/Repaint）： 浏览器把渲染树上的节点绘制到屏幕上。

重点来了！每次你修改了DOM，浏览器都要重新进行布局和绘制，这个过程就叫做回流（Reflow）和重绘（Repaint）。

• 回流： 影响范围最大，意味着重新计算整个文档的布局，就像你重新装修了整个房子，所有的家具都要重新摆放。
• 重绘： 影响范围较小，只需要重新绘制受影响的部分，就像你给墙刷了一层新油漆，只需要重新粉刷墙面。

回流必然引起重绘，而重绘不一定会引起回流。所以，减少回流是性能优化的重中之重。

举个栗子：

你有一个列表，需要添加100个列表项。如果你每次添加一个列表项都进行一次DOM操作，那么浏览器就要进行100次回流和重绘！这简直就是噩梦！

第二幕：批量更新，化零为整

既然频繁的DOM操作是性能杀手，那我们就想办法减少DOM操作的次数。批量更新就是一种常用的技巧，它可以把多次DOM操作合并成一次，从而减少回流和重绘的次数。

方法一：DocumentFragment

DocumentFragment是一个轻量级的DOM节点，它存在于内存中，不会直接渲染到页面上。我们可以先把要添加的元素添加到DocumentFragment中，然后再一次性地把DocumentFragment添加到DOM树中。

代码示例：

const ul = document.getElementById('myList');
const fragment = document.createDocumentFragment();

for (let i = 0; i < 100; i++) {
  const li = document.createElement('li');
  li.textContent = `Item ${i + 1}`;
  fragment.appendChild(li);
}

ul.appendChild(fragment);

解释：

• 我们创建了一个DocumentFragment对象。
• 在循环中，我们创建了100个li元素，并把它们添加到DocumentFragment中。
• 最后，我们把DocumentFragment添加到ul元素中。

这样，我们就把100次DOM操作合并成了一次，大大提高了性能。

方法二：字符串拼接

如果只是简单的文本内容，我们可以使用字符串拼接的方式来生成HTML代码，然后一次性地把HTML代码添加到DOM树中。

代码示例：

const ul = document.getElementById('myList');
let html = '';

for (let i = 0; i < 100; i++) {
  html += `<li>Item ${i + 1}</li>`;
}

ul.innerHTML = html;

解释：

• 我们使用字符串拼接的方式生成了包含100个li元素的HTML代码。
• 然后，我们把HTML代码赋值给ul元素的innerHTML属性。

这种方法简单粗暴，但是要注意HTML代码的安全性，避免XSS攻击。

方法三：隐藏元素，集中修改

如果需要修改的元素已经存在于DOM树中，我们可以先把元素隐藏起来，然后进行修改，最后再显示出来。这样可以避免多次回流和重绘。

代码示例：

const element = document.getElementById('myElement');
element.style.display = 'none'; // 隐藏元素

// 进行大量的DOM操作
element.textContent = 'New Content';
element.style.color = 'red';
element.style.fontSize = '20px';

element.style.display = 'block'; // 显示元素

解释：

• 我们先把元素隐藏起来。
• 然后，我们进行大量的DOM操作。
• 最后，我们再把元素显示出来。

这种方法适用于需要修改大量属性的情况。

第三幕：减少回流重绘，步步为营

除了批量更新，还有一些其他的技巧可以帮助我们减少回流和重绘：

1. 避免频繁操作DOM样式： 尽量一次性修改多个样式属性，而不是一个一个修改。可以使用element.style.cssText或element.classList来批量修改样式。

   示例：

   // 糟糕的做法
   element.style.color = 'red';
   element.style.fontSize = '20px';
   element.style.fontWeight = 'bold';
   
   // 更好的做法
   element.style.cssText = 'color: red; font-size: 20px; font-weight: bold;';
   
   // 或者使用classList
   element.classList.add('red-text', 'bold-text'); //假设css里面定义了red-text和bold-text

2. 离线DOM操作： 类似DocumentFragment，先把DOM节点在内存中创建好，再添加到页面上。

3. 缓存DOM查询结果： 避免重复查询DOM节点。把查询结果缓存起来，下次直接使用缓存结果。

   示例：

   // 糟糕的做法
   for (let i = 0; i < 100; i++) {
     document.getElementById('myElement').textContent = `Item ${i + 1}`;
   }
   
   // 更好的做法
   const element = document.getElementById('myElement');
   for (let i = 0; i < 100; i++) {
     element.textContent = `Item ${i + 1}`;
   }

4. 避免使用table布局： table的渲染机制比较复杂，修改table的任何一部分都可能导致整个table重新布局。尽量使用div和CSS来布局。

5. 避免使用JavaScript计算样式： 尽量使用CSS来设置样式，避免使用JavaScript来计算样式。因为JavaScript计算样式会导致浏览器重新计算布局。

6. 使用requestAnimationFrame： 把DOM操作放到requestAnimationFrame的回调函数中执行，可以确保DOM操作在下一次浏览器重绘之前执行，从而减少回流和重绘的次数。

   示例：

   requestAnimationFrame(() => {
     // 执行DOM操作
     element.textContent = 'New Content';
   });

7. 使用will-change属性： will-change属性可以提前告诉浏览器哪些元素将会发生变化，浏览器可以提前进行优化。

   示例：

   .element {
     will-change: transform, opacity;
   }

   注意： 过度使用will-change属性可能会导致性能问题，只在需要优化的元素上使用。

第四幕：工具与调试，知己知彼

光说不练假把式，我们还需要一些工具来帮助我们分析和优化DOM操作性能。

1. Chrome DevTools： Chrome DevTools是前端开发者的必备工具。它可以帮助我们分析网页的性能瓶颈，包括回流和重绘的次数、耗时等。

   • Performance面板： 可以录制网页的运行过程，然后分析性能瓶颈。
   • Rendering面板： 可以查看哪些元素发生了回流和重绘。

2. Lighthouse： Lighthouse是一个自动化工具，可以分析网页的性能、可访问性、最佳实践等。它会给出一些优化建议，帮助我们提高网页的性能。

第五幕：框架与组件，事半功倍

现代前端框架（如React、Vue、Angular）都采用了虚拟DOM（Virtual DOM）技术，可以有效地减少DOM操作。

虚拟DOM：

虚拟DOM是一个轻量级的JavaScript对象，它代表了真实的DOM树。当我们修改数据时，框架会先修改虚拟DOM，然后比较新旧虚拟DOM的差异，最后只把需要修改的部分更新到真实的DOM树上。

这样可以避免频繁的DOM操作，提高性能。

组件化：

组件化可以把一个复杂的页面拆分成多个独立的组件，每个组件负责一部分功能。这样可以提高代码的可维护性和可重用性，也可以减少DOM操作的复杂性。

总结陈词：优化永无止境

各位，今天的“DOM操作性能优化：批量更新与减少回流重绘”专场就到这里了。希望大家能够学到一些实用的技巧，让你的网页跑得更快，更流畅！

记住，性能优化是一个持续不断的过程，需要我们不断学习、实践和总结。不要指望一蹴而就，要步步为营，才能最终取得胜利！💪

最后，送给大家一句老码农的忠告：代码写得好，Bug自然少；性能优化好，用户乐开怀！😄

表格：DOM操作优化技巧总结

优化技巧	优点	缺点	适用场景
DocumentFragment	减少DOM操作次数，提高性能	代码稍微复杂	批量添加大量DOM元素
字符串拼接	简单易用	HTML代码安全性需要注意，避免XSS攻击	简单的文本内容
隐藏元素集中修改	避免多次回流和重绘	需要隐藏元素	需要修改大量属性的情况
避免频繁操作DOM样式	减少回流和重绘	代码可读性可能降低	批量修改样式属性
缓存DOM查询结果	避免重复查询DOM节点，提高性能	需要维护缓存	多次使用同一个DOM节点
避免使用table布局	减少回流	需要重新设计布局	复杂的表格布局
使用requestAnimationFrame	确保DOM操作在下一次浏览器重绘之前执行，减少回流和重绘次数	需要理解requestAnimationFrame的用法	任何DOM操作
使用will-change属性	提前告诉浏览器哪些元素将会发生变化，浏览器可以提前进行优化	过度使用可能会导致性能问题	动画效果，transform，opacity等变化比较频繁的元素
虚拟DOM (React, Vue)	自动优化DOM操作，减少回流和重绘次数	学习成本较高	大型应用，需要频繁更新DOM
组件化	提高代码的可维护性和可重用性，减少DOM操作的复杂性	需要进行组件设计	大型应用，需要模块化开发

希望这份表格能帮助大家更好地理解和应用这些优化技巧！

最后，再次感谢大家的观看，祝大家编程愉快，永不加班！🎉