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    「转」VirtualDOM 真的比操作原生 DOM 快吗? · 看不见我的美 · 是你瞎了眼

    馬腊咯稽发表于 2019-05-23 00:00:00
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    「转」VirtualDOM 真的比操作原生 DOM 快吗?

    原生 DOM 操作 vs 通过框架封装操作

    这是一个性能 vs 可维护性的取舍。

    框架的意义在于为你掩盖底层的 DOM 操作,让你用更声明式的方式来描述你的目的,从而让你的代码更容易维护。

    没有任何框架可以比纯手动的优化 DOM 操作更快,因为框架的 DOM 操作层需要应对任何上层 API 可能产生的操作,它的实现必须是普适的。

    针对任何一个 BenchMark,我都可以写出比任何框架更快的手动优化,但是那有什么意义呢?在构建一个实际应用的时候,你难道为每一个地方都去做手动优化吗?出于可维护性的考虑,这显然不可能。

    框架给你的保证是,你在不需要手动优化的情况下,我依然可以给你提供过得去的性能。

    对 React 的 VirtualDOM 的误解

    React 从来没有说过“React 比原生操作 DOM 快”。

    React 的基本思维模式是每次有变动就整个重新渲染整个应用。如果没有 VirtualDOM,简单来想就是直接重置 innerHTML。

    很多人都没有意识到,在一个大型列表所有数据都变了的情况下,重置 innerHTML 其实是一个还算合理的操作。

    真正的问题是在“全部重新渲染”的思维模式下,即使只有一行数据变了,它也需要重置整个 innerHTML,这时候显然就有大量的浪费。

    我们可以比较一下 innerHTML 和 VirtualDOM 的重绘性能消耗:

    1. innerHTML: render html string + O(template size) + 重新创建所有 DOM 元素 O(DOM size);
    2. VirtualDOM: render VirtualDOM + diff O(template size) + 必要的 DOM 更新 O(DOM change)。

    VirtualDOM 的 render + diff 显然比渲染 html 字符串要慢,但是!它依然是纯 JS 层面的计算,比起后面的 DOM 操作来说,依然便宜了太多。

    可以看到,innerHTML 的总计算量不管是 JS 计算还是 DOM 操作都是和整个界面的大小相关,但 VirtualDOM 的计算量里面,只有 JS 计算和界面大小相关,DOM 操作是和数据的变动量相关的。

    前面说了,和 DOM 操作比起来,JS 计算是极其便宜的。这才是为什么要有 VirtualDOM:

    1. 不管你的数据变化多少,每次重绘的性能都可以接受;
    2. 你依然可以用类似 innerHTML 的思路去写你的应用。

    MVVM vs VirtualDOM

    相比起 React,其他 MVVM 系框架比如 Angular、Knockout 以及 Vue、Avalon 采用的都是数据绑定:通过 Directive/Binding 对象,观察数据变化并保留对实际 DOM 元素的引用,当有数据变化时进行对应的操作。

    MVVM 的变化检查是数据层面的,而 React 的检查是 DOM 结构层面的。

    MVVM 的性能也根据变动检测的实现原理有所不同:

    1. Angular 的脏检查使得任何变动都有固定的 O(watcher count) 的代价;
    2. Knockout/Vue/Avalon 都采用了依赖收集,在 JS 和 DOM 层面都是 O(change);
    3. 脏检查:scope digest O(watcher count) + 必要 DOM 更新 O(DOM change);
    4. 依赖收集:重新收集依赖 O(data change) + 必要 DOM 更新 O(DOM change)。

    可以看到,Angular 最不效率的地方在于任何小变动都有的和 watcher 数量相关的性能代价。但是!当所有数据都变了的时候,Angular 其实并不吃亏。依赖收集在初始化和数据变化的时候都需要重新收集依赖,这个代价在小量更新的时候几乎可以忽略,但在数据量庞大的时候也会产生一定的消耗。

    MVVM 渲染列表的时候,由于每一行都有自己的数据作用域,所以通常都是每一行有一个对应的 ViewModel 实例,或者是一个稍微轻量一些的利用原型继承的"scope"对象,但也有一定的代价。所以,MVVM 列表渲染的初始化几乎一定比 React 慢,因为创建 ViewModel/scope 实例比起 VirtualDOM 来说要昂贵很多。

    这里所有 MVVM 实现的一个共同问题就是在列表渲染的数据源变动时,尤其是当数据是全新的对象时,如何有效地复用已经创建的 ViewModel 实例和 DOM 元素。

    假如没有任何复用方面的优化,由于数据是“全新”的,MVVM 实际上需要销毁之前的所有实例,重新创建所有实例,最后再进行一次渲染!这就是为什么题目里链接的 Angular/Knockout 实现都相对比较慢。相比之下,React 的变动检查由于是 DOM 结构层面的,即使是全新的数据,只要最后渲染结果没变,那么就不需要做无用功。

    Angular 和 Vue 都提供了列表重绘的优化机制,也就是“提示”框架如何有效地复用实例和 DOM 元素。比如数据库里的同一个对象,在两次前端 API 调用里面会成为不同的对象,但是它们依然有一样的 uid。这时候你就可以提示 track by uid 来让 Angular 知道,这两个对象其实是同一份数据。那么原来这份数据对应的实例和 DOM 元素都可以复用,只需要更新变动了的部分。或者,你也可以直接 track by $index 来进行“原地复用”:直接根据在数组里的位置进行复用。

    在题目给出的例子里,如果 Angular 实现加上 track by $index 的话,后续重绘是不会比 React 慢多少的。甚至在 dbmonster 测试中,Angular 和 Vue 用了 track by $index 以后都比 React 快,顺道说一句,React 渲染列表的时候也需要提供 key 这个特殊 prop,本质上和 track-by 是一回事。

    参考

    • 网上都说操作真实 DOM 慢,但测试结果却比 React 更快,为什么?
    • 壹题


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