DOM性能瓶頸與Javascript性能優化

    這兩天比較閑，寫了兩篇關於JS性能缺陷與解決方案的文章（《JS特性性能缺陷及JIT的解決方案》，《Javascript垃圾回收淺析》），主要描述了untyped，GC帶來的問題與JIT引擎的解決方案。但相對於Js引擎的問題，我認為DOM導致的性能問題更值得關注。

 

一.Dom的性能瓶頸及原因

1. 為什么是DOM

    標准的xml/html的文本解析協議，常見的有DOM與SAX。在解析速度及內存占用上，SAX比DOM有優勢，但為什么瀏覽器選擇DOM解析html？

    （1）DOM VS SAX

    SAX提供一次性解析文本，不生成對象，Iterator模式訪問元素，event-based，PUSH模式觸發，簡單說：App需要向Parser注冊，當Parser遍歷xml時，觸發調用APP 。想深入體驗，用下javax.xml.parsers.SAXParser。這里說個題外話，改進版StAX是PULL模式，但這都不重要了，重要是：一次性文本解析，不生成對象。

    DOM解析文本后，生成DOM樹。即：一次性文本解析，生成對象。

    （2）瀏覽器選擇了DOM

    單次效率DOM不如SAX，但SAX不生成對象，瀏覽器很多操作很難滿足，比如：元素定位，元素樣式渲染……所以DOM是必然之選。

 

2. DOM的性能問題

    【1】核心問題

    當解析的html文件很大時，生成DOM樹占用內存較大，同時遍歷（不更新）元素耗時也更長。但這都不是重點，DOM的核心問題是：DOM修改導致的頁面重繪、重新排版！重新排版是用戶阻塞的操作，同時，如果頻繁重排，CPU使用率也會猛漲！

    DOM操作會導致一系列的重繪（repaint）、重新排版（reflow）操作。為了確保執行結果的准確性，所有的修改操作是按順序同步執行的。大部分瀏覽器都不會在JavaScript的執行過程中更新DOM。相應的，這些瀏覽器將對對 DOM的操作放進一個隊列，並在JavaScript腳本執行完畢以后按順序一次執行完畢。也就是說，在JavaScript執行的過程，直到發生重新排版，用戶一直被阻塞。

    一般的瀏覽器中（不含IE），repaint的速度遠快於reflow，所以避免reflow更重要。

    導致repaint、reflow的操作：

    * DOM元素的添加、修改（內容）、刪除( Reflow + Repaint)

    * 僅修改DOM元素的字體顏色（只有Repaint，因為不需要調整布局）

    * 應用新的樣式或者修改任何影響元素外觀的屬性

    * Resize瀏覽器窗口、滾動頁面

    * 讀取元素的某些屬性（offsetLeft、offsetTop、offsetHeight、offsetWidth、scrollTop/Left/Width/Height、clientTop/Left/Width/Height、getComputedStyle()、currentStyle(in IE)) 

    【2】其他

    某些Javascript框架中，CSS選擇器，如：var el = $('.hyddd');由於IE6、7不支持，所以Javascript框架必須通過遍歷整個DOM樹來尋找對象。

 

二. 針對DOM問題，Javascript的應對方案

1. 針對repaint、reflow，Nicholas 大叔在他的《Speed up your JavaScript, Part 4》做了詳細介紹，這里我也整理一下：

    解決問題的關鍵是：減少因DOM操作，引起的reflow。Nicholas總結了一些方法：

    【1】在DOM外，執行盡量多的變更操作。Demo：

// 不好的做法
for (var i=0; i < items.length; i++){
    var item = document.createElement("li");
    item.appendChild(document.createTextNode("Option " + i);
    list.appendChild(item);
}   

// 更好的做法
// 使用容器存放臨時變更， 最后再一次性更新DOM
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);

     【2】操作DOM前，先把DOM節點刪除或隱藏，因為隱藏的節點不會觸發重排。Demo如下：

list.style.display = "none";  
for (var i=0; i < items.length; i++){  
    var item = document.createElement("li");  
    item.appendChild(document.createTextNode("Option " + i);  
    list.appendChild(item);  
}  
list.style.display = "";  

    【3】一次性，修改樣式屬性。Demo如下：

// 不好的做法
// 這種做法會觸發多次重排
element.style.backgroundColor = "blue";  
element.style.color = "red";  
element.style.fontSize = "12em";

// 更好的做法是，把樣式都放在一個class下
.newStyle {  
    background-color: blue;  
    color: red;  
    font-size: 12em;  
}  
element.className = "newStyle";

    【4】使用緩存，緩存臨時節點。

// 不好的做法
document.getElementById("myDiv").style.left = document.getElementById("myDiv").offsetLeft +  
document.getElementById("myDiv").offsetWidth + "px";  

// 更好的做法
var myDiv = document.getElementById("myDiv");  
myDiv.style.left = myDiv.offsetLeft + myDiv.offsetWidth + "px";  

 

2. 針選擇其的問題，我只能說：沒辦法…… : (

 

三. 參考資源

1.《Web 2.0應用客戶端性能問題十大根源》

2. 《Speed up your JavaScript, Part 4》