文檔對象模型（DOM）是一個獨立 于特定語言的應用程序接口。在瀏覽器中，DOM接口是以JavaScript語言實現的，通過JavaScript來操作瀏覽器頁面中的元素，這使得 DOM成為了JavaScript中重要的組成部分。在富客戶端網頁應用中，界面上UI的更改都是通過DOM操作實現的，并不是通過傳統的刷新頁面實現 的。盡管DOM提供了豐富接口供外部調用，但DOM操作的代價很高，頁面前端代碼的性能瓶頸也大多集中在DOM操作上，所以前端性能優化的一個主要的關注 點就是DOM操作的優化。DOM操作優化的總原則是盡量減少DOM操作。

[[132313]]

在討論DOM操作的最佳性能實踐之前，先來看看DOM操作為什么會影響性能。在瀏覽器中，DOM的實現和ECMAScript的實現是分離的。比如 在IE中，ECMAScrit的實現在jscript.dll中，而DOM的實現在mshtml.dll中；在Chrome中使用WebKit中的 WebCore處理DOM和渲染，但ECMAScript是在V8引擎中實現的，其他瀏覽器的情況類似。所以通過JavaScript代碼調用DOM接 口，相當于兩個獨立模塊的交互。相比較在同一模塊中的調用，這種跨模塊的調用其性能損耗是很高的。但DOM操作對性能影響最大其實還是因為它導致了瀏覽器 的重繪（repaint）和重排（reflow）。

為了讓大家能更深刻地理解重繪和重排對性能的影響，這里需要簡單敘述一下瀏覽器的渲染原理（如果想詳細了解瀏覽器的工作原理，請參照文章《瀏覽器的工作原理：新式網絡瀏覽器幕后揭秘》 ）。從下載文檔到渲染頁面的過程中，瀏覽器會通過解析HTML文檔來構建DOM樹，解析CSS產生CSS規則樹。JavaScript代碼在解析過程中， 可能會修改生成的DOM樹和CSS規則樹。之后根據DOM樹和CSS規則樹構建渲染樹，在這個過程中CSS會根據選擇器匹配HTML元素。渲染樹包括了每 個元素的大小、邊距等樣式屬性，渲染樹中不包含隱藏元素及head元素等不可見元素。最后瀏覽器根據元素的坐標和大小來計算每個元素的位置，并繪制這些元 素到頁面上。重繪指的是頁面的某些部分要重新繪制，比如顏色或背景色的修改，元素的位置和尺寸并沒用改變；重排則是元素的位置或尺寸發生了改變，瀏覽器需 要重新計算渲染樹，導致渲染樹的一部分或全部發生變化。渲染樹重新建立后，瀏覽器會重新繪制頁面上受影響的元素。重排的代價比重繪的代價高很多，重繪會影 響部分的元素，而重排則有可能影響全部的元素。如下的這些DOM操作會導致重繪或重排：

• 增加、刪除和修改可見DOM元素

• 頁面初始化的渲染

• 移動DOM元素

• 修改CSS樣式，改變DOM元素的尺寸

• DOM元素內容改變，使得尺寸被撐大

• 瀏覽器窗口尺寸改變

• 瀏覽器窗口滾動

可以看出，這些操作都是DOM操作中比較常見的。現代瀏覽器會針對重排或重繪做性能優化，比如，把DOM操作積累一批后統一做一次重排或重繪。但在有些情況下，瀏覽器會立即重排或重繪。比如請求如下的DOM元素布局信息：offsetTop/Left/Width/Height、scrollTop/Left/Width/Height、clientTop/Left/Width/Height、getComputedStyle()或 currentStyle。因為這些值都是動態計算的，所以瀏覽器需要盡快完成頁面的繪制，然后計算返回值，從而打亂了重排或重繪的優化。

DOM操作帶來的頁面重繪或重排是不可避免的，但可以遵循一些最佳實踐來降低由于重排或重繪帶來的影響。如下是一些具體的實踐方法：

1. 合并多次的DOM操作為單次的DOM操作

最常見頻繁進行DOM操作的是頻繁修改DOM元素的樣式，代碼類似如下：

element.style.borderColor = '#f00';
element.style.borderStyle = 'solid';
element.style.borderWidth = '1px';

這種編碼方式會因為頻繁更改DOM元素的樣式，觸發頁面多次的重排或重繪，上面介紹過，現代瀏覽器針對這種情況有性能的優化，它會合并DOM操作，但并不是所有的瀏覽器都存在這樣的優化。推薦的方式是把DOM操作盡量合并，如上的代碼可以優化為：

// 優化方案1
element.style.cssText += 'border: 1px solid #f00;';
// 優化方案2
element.className += 'empty';

示例的代碼有兩種優化的方案，都做到了把多次的樣式設置合并為一次設置。方案2比方案1稍微有一些性能上的損耗，因為它需要查詢CSS類。但方案2的維護性最好，這在上一章曾經討論過。很多時候，如果性能問題并不突出，選擇編碼方案時需要優先考慮的是代碼的維護性。

類似的操作還有通過innerHTML接口修改DOM元素的內容。不要直接通過此接口來拼接HTML代碼，而是以字符串方式拼接好代碼后，一次性賦值給DOM元素的innerHTML接口。

2. 把DOM元素離線或隱藏后修改

把DOM元素從頁面流中脫離或隱藏，這樣處理后，只會在DOM元素脫離和添加時，或者是隱藏和顯示時才會造成頁面的重繪或重排，對脫離了頁面布局流的DOM元素操作就不會導致頁面的性能問題。這種方式適合那些需要大批量修改DOM元素的情況。具體的方式主要有三種：

（1）使用文檔片段

文檔片段是一個輕量級的document對象，并不會和特定的頁面關聯。通過在文檔片段上進行DOM操作，可以降低DOM操作對頁面性能的影響，這 種方式是創建一個文檔片段，并在此片段上進行必要的DOM操作，操作完成后將它附加在頁面中。對頁面性能的影響只存在于最后把文檔片段附加到頁面的這一步 操作上。代碼類似如下：

var fragment = document.createDocumentFragment();
// 一些基于fragment的大量DOM操作
...
document.getElementById('myElement').appendChild(fragment);

（2）通過設置DOM元素的display樣式為none來隱藏元素

這種方式是通過隱藏頁面的DOM元素，達到在頁面中移除元素的效果，經過大量的DOM操作后恢復元素原來的display樣式。對于這類會引起頁面重繪或重排的操作，就只有隱藏和顯示DOM元素這兩個步驟了。代碼類似如下：

var myElement = document.getElementById('myElement');
myElement.style.display = 'none';
// 一些基于myElement的大量DOM操作
...
myElement.style.display = 'block';

（3）克隆DOM元素到內存中

這種方式是把頁面上的DOM元素克隆一份到內存中，然后再在內存中操作克隆的元素，操作完成后使用此克隆元素替換頁面中原來的DOM元素。這樣一來，影響性能的操作就只是最后替換元素的這一步操作了，在內存中操作克隆元素不會引起頁面上的性能損耗。代碼類似如下：

var old = document.getElementById('myElement');
var clone = old.cloneNode(true);
// 一些基于clone的大量DOM操作
...
old.parentNode.replaceChild(clone, old);

在現代的瀏覽器中，因為有了DOM操作的優化，所以應用如上的方式后可能并不能明顯感受到性能的改善。但是在仍然占有市場的一些舊瀏覽器中，應用以上這三種編碼方式則可以大幅提高頁面渲染性能。

3. 設置具有動畫效果的DOM元素的position屬性為fixed或absolute

把頁面中具有動畫效果的元素設置為絕對定位，使得元素脫離頁面布局流，從而避免了頁面頻繁的重排，只涉及動畫元素自身的重排了。這種做法可以提高動 畫效果的展示性能。如果把動畫元素設置為絕對定位并不符合設計的要求，則可以在動畫開始時將其設置為絕對定位，等動畫結束后恢復原始的定位設置。在很多的 網站中，頁面的頂部會有大幅的廣告展示，一般會動畫展開和折疊顯示。如果不做性能的優化，這個效果的性能損耗是很明顯的。使用這里提到的優化方案，則可以 提高性能。

4. 謹慎取得DOM元素的布局信息

前面討論過，獲取DOM的布局信息會有性能的損耗，所以如果存在重復調用，最佳的做法是盡量把這些值緩存在局部變量中。考慮如下的一個示例：

for (var i=0; i < len; i++) {
    myElements[i].style.top = targetElement.offsetTop + i*5 + 'px';
}

如上的代碼中，會在一個循環中反復取得一個元素的offsetTop值，事實上，在此代碼中該元素的offsetTop值并不會變更，所以會存在不必要的性能損耗。優化的方案是在循環外部取得元素的offsetTop值，相比較之前的方案，此方案只是調用了一遍元素的offsetTop值。更改后的代碼如下：

var targetTop = targetElement.offsetTop;
for (var i=0; i < len; i++) {
    myElements[i].style.top = targetTop+ i*5 + 'px';
}

另外，因為取得DOM元素的布局信息會強制瀏覽器刷新渲染樹，并且可能會導致頁面的重繪或重排，所以在有大批量DOM操作時，應避免獲取DOM元素 的布局信息，使得瀏覽器針對大批量DOM操作的優化不被破壞。如果需要這些布局信息，最好是在DOM操作之前就取得。考慮如下一個示例：

var newWidth = div1.offsetWidth + 10;
div1.style.width = newWidth + 'px';

var newHeight = myElement.offsetHeight + 10; // 強制頁面重排
myElement.style.height = newHeight + 'px'; // 又會重排一次

根據上面的介紹，代碼在遇到取得DOM元素的信息時會觸發頁面重新計算渲染樹，所以如上的代碼會導致頁面重排兩次，如果把取得DOM元素的布局信息提前，因為瀏覽器會優化連續的DOM操作，所以實際上只會有一次的頁面重排出現，優化后的代碼如下：

var newWidth = div1.offsetWidth + 10;
var newHeight = myElement.offsetHeight + 10;

div1.style.width = newWidth + 'px';
myElement.style.height = newHeight + 'px';

5. 使用事件托管方式綁定事件

在DOM元素上綁定事件會影響頁面的性能，一方面，綁定事件本身會占用處理時間，另一方面，瀏覽器保存事件綁定，所以綁定事件也會占用內存。頁面中 元素綁定的事件越多，占用的處理時間和內存就越大，性能也就相對越差，所以在頁面中綁定的事件越少越好。一個優雅的手段是使用事件托管方式，即利用事件冒 泡機制，只在父元素上綁定事件處理，用于處理所有子元素的事件，在事件處理函數中根據傳入的參數判斷事件源元素，針對不同的源元素做不同的處理。這樣就不 需要給每個子元素都綁定事件了，管理的事件綁定數量變少了，自然性能也就提高了。這種方式也有很大的靈活性，可以很方便地添加或刪除子元素，不需要考慮因 元素移除或改動而需要修改事件綁定。示例代碼如下：

// 獲取父節點，并添加一個click事件
document.getElementById('list').addEventListener("click",function(e) { // 檢查事件源元素 if(e.target && e.target.nodeName.toUpperCase == "LI") { // 針對子元素的處理 ...
    }
});

上述代碼中，只在父元素上綁定了click事件，當點擊子節點時，click事件會冒泡，父節點捕獲事件后通過e.target檢查事件源元素并做相應地處理。

在JavaScript中，事件綁定方式存在瀏覽器兼容問題，所以在很多框架中也提供了相似的接口方法用于事件托管。比如在jQuery中可以使用如下方式實現事件的托管（示例代碼來自jQuery官方網站）：

$( "table" ).on( "click", "td", function() { $( this ).toggleClass( "chosen" );
});