浅谈DOM的操作以及性能优化问题

什么是DOM

DOM（Document Object Model，文档对象模型）是HTML和XML的编程接口，它将HTML和XML文档表示为树形结构，并提供了一套API用于访问和操作这个树形结构。

DOM的操作

在使用JavaScript操作DOM时，我们通常需要涉及到以下DOM操作：

获取DOM元素：通过document.getElementById()、document.getElementsByClassName()、document.getElementsByTagName()等方法获取指定的DOM元素。
修改DOM元素：通过设置DOM元素的属性、样式等来实现。
添加DOM元素：通过document.createElement()、element.appendChild()等方法动态添加DOM元素。
移除DOM元素：通过element.parentNode.removeChild(element)等方法移除指定DOM元素。

DOM的性能优化

操作DOM元素是一件非常消耗性能的事情，因此我们应当尽量减少DOM操作。以下是一些DOM操作的性能优化方案：

缓存DOM元素：尽量少使用查询DOM元素的方法，尤其是在循环中使用。应该将需要用到的DOM元素缓存到变量中，避免重复查询多余的DOM元素。
批量操作DOM元素：对于需要添加、更新、删除多个DOM元素的场景，最好将操作集中进行，而不是分别进行操作。比如，多个DOM元素添加到一个容器中，可以将它们先都创建好，然后一次性添加到容器中，而不是每添加一个就进行一次操作。
使用classList替代className：className是一个字符串，当你为一个元素设置它的className时，浏览器会强制渲染元素。而classList是一个DOMTokenList，可以添加、删除、切换元素的class属性，而不需要强制浏览器渲染元素。
避免使用table布局：table布局比div的布局消耗更多的性能，在CSS中最好应使用div来代替table。
使用事件委托：如果需要为多个DOM元素绑定相同的事件，不要分别给它们绑定事件，而是使用事件委托，将事件绑定到它们的父元素上。

重绘重排

当DOM元素的样式、结构发生变化时，浏览器会重新计算DOM节点的位置和尺寸，这个过程被称为重排（reflow）或回流。当浏览器完成重排后，会重新绘制页面，这个过程被称为重绘（repaint）。

重排和重绘是非常消耗性能的，因此我们应该尽量减少它们的发生次数。以下是一些减少重排和重绘的方案：

使用CSS3动画来替代JavaScript动画；使用CSS3的transform属性来实现位移、缩放等操作；使用opacity属性来实现元素的显示与隐藏等操作，这些方法不会引起重排和重绘。
避免频繁的DOM操作，尽量将操作集中进行。如果需要频繁的读取DOM元素的属性，可以将需要用到的属性缓存到变量中，避免多次读取。
避免使用table布局。
使用离线DOM操作：将需要进行多次操作的DOM元素先从页面中移除，完成操作后再重新添加到页面中，这样可以避免重排和重绘。
使用虚拟DOM：虚拟DOM是指将DOM的变化抽象成一个虚拟对象，通过比较新旧虚拟对象的差异来最小化DOM操作的次数。

示例

示例一

本示例通过对DOM操作次数的统计来说明批量操作DOM元素的性能优化。

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <title>DOM操作示例</title>
  <meta charset="utf-8">
</head>
<body>
  <button id="btn">批量修改</button>
  <ul id="list"></ul>
  <script>
    var startTime = +new Date(); // 记录开始时间

    var list = document.getElementById('list');
    var html = '';
    for (var i = 0; i < 1000; i++) {
      html += '<li>第' + (i + 1) + '个</li>';
    }
    list.innerHTML = html;

    document.getElementById('btn').addEventListener('click', function() {
      var startTime = +new Date(); // 记录开始时间

      for (var i = 0; i < 1000; i++) {
        var li = document.createElement('li');
        li.innerHTML = '修改后的第' + (i + 1) + '个';
        list.appendChild(li);
      }

      var endTime = +new Date(); // 记录结束时间
      console.log('操作DOM元素1000个：' + (endTime - startTime) + 'ms'); // 输出操作时间
    });
  </script>
</body>
</html>

在本示例中，我们首先动态生成了一个包含1000个li元素的ul，然后在点击按钮时，批量将1000个li的innerHTML修改成新的值，并添加到ul中。

在Chrome浏览器的控制台中，输出了操作DOM元素1000个的时间。在批量修改DOM元素前后，DOM操作次数的变化如下：

操作	操作次数
静态展示	1
修改innerHTML	1000

可以看到，批量修改DOM元素会引起大量的DOM操作，性能也会受到很大的影响。因此，在需要批量修改DOM元素时，应该尽量减少DOM操作次数。

示例二

本示例通过使用虚拟DOM技术来说明如何减少DOM操作次数。

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <title>虚拟DOM示例</title>
  <meta charset="utf-8">
</head>
<body>
  <button onclick="modify()">批量修改</button>
  <ul id="list"></ul>
  <script src="./virtual-dom.js"></script>
  <script>
    var startTime = +new Date(); // 记录开始时间

    var list = document.getElementById('list');
    var vList = [];
    for (var i = 0; i < 1000; i++) {
      vList.push(new VNode('li', {
        attrs: {
          'class': 'list-item'
        },
        children: ['第' + (i + 1) + '个']
      }));
    }

    patch(list, render(vList));

    window.modify = function() {
      var startTime = +new Date(); // 记录开始时间

      var newVList = [];
      for (var i = 0; i < 1000; i++) {
        newVList.push(new VNode('li', {
          attrs: {
            'class': 'list-item'
          },
          children: ['修改后的第' + (i + 1) + '个']
        }));
      }
      patch(list, render(newVList));

      var endTime = +new Date(); // 记录结束时间
      console.log('操作DOM元素1000个：' + (endTime - startTime) + 'ms'); // 输出操作时间
    };
  </script>
</body>
</html>

在本示例中，我们使用了一个虚拟DOM库来实现虚拟DOM的操作。在页面初始化时，我们使用虚拟DOM库创建了1000个li元素的虚拟节点并渲染到页面中。在点击按钮时，我们再次创建1000个li元素的虚拟节点并将其渲染到页面中，通过比较新旧虚拟节点的差异来最小化DOM操作的次数。

在Chrome浏览器的控制台中，输出了操作DOM元素1000个的时间。可以看到，使用虚拟DOM的方式比直接操作DOM元素的方式要快很多，而且操作次数只有两次（虚拟DOM渲染和更新）。

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