这里面有好几个方面的问题。
1. 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。
2. 对 React 的 Virtual DOM 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 Virtual DOM,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 vs. Virtual DOM 的重绘性能消耗:
- innerHTML: render html string O(template size) + 重新创建所有 DOM 元素 O(DOM size)
- Virtual DOM: render Virtual DOM + diff O(template size) + 必要的 DOM 更新 O(DOM change)
Virtual DOM 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 Virtual DOM 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 Virtual DOM:它保证了 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。
3. MVVM vs. Virtual DOM
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:Angular 的脏检查使得任何变动都有固定的 O(watcher count) 的代价;Knockout/Vue/Avalon 都采用了依赖收集,在 js 和 DOM 层面都是 O(change):
脏检查:scope digest O(watcher count) + 必要 DOM 更新 O(DOM change)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 Virtual DOM 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:
dbmon (注意 Angular 默认版本无优化,优化过的在下面)
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。
4. 性能比较也要看场合
在比较性能的时候,要分清楚初始渲染、小量数据更新、大量数据更新这些不同的场合。Virtual DOM、脏检查 MVVM、数据收集 MVVM 在不同场合各有不同的表现和不同的优化需求。Virtual DOM 为了提升小量数据更新时的性能,也需要针对性的优化,比如 shouldComponentUpdate 或是 immutable data。
初始渲染:Virtual DOM > 脏检查 >= 依赖收集小量数据更新:依赖收集 >> Virtual DOM + 优化 > 脏检查(无法优化) > Virtual DOM 无优化大量数据更新:脏检查 + 优化 >= 依赖收集 + 优化 > Virtual DOM(无法/无需优化)>> MVVM 无优化
不要天真地以为 Virtual DOM 就是快,diff 不是免费的,batching 么 MVVM 也能做,而且最终 patch 的时候还不是要用原生 API。在我看来 Virtual DOM 真正的价值从来都不是性能,而是它 1) 为函数式的 UI 编程方式打开了大门;2) 可以渲染到 DOM 以外的 backend
,比如 ReactNative。
5. 总结
以上这些比较,更多的是对于框架开发研究者提供一些参考。主流的框架 + 合理的优化,足以应对绝大部分应用的性能需求。如果是对性能有极致需求的特殊情况,其实应该牺牲一些可维护性采取手动优化:比如 Atom 编辑器在文件渲染的实现上放弃了 React 而采用了自己实现的 tile-based rendering;又比如在移动端需要 DOM-pooling 的虚拟滚动,不需要考虑顺序变化,可以绕过框架的内置实现自己搞一个。
<!DOCTYPE html>
<html ng-app="test">
<head>
<title>Performance Comparison for Knockout, Angular and React</title>
<link href="//cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/twitter-bootstrap/3.3.1/css/bootstrap.css" rel="stylesheet" />
<style type="text/css">
* { box-sizing:border-box; }
body { padding:30px 0; }
h2 { margin:0; margin-bottom:25px; }
h3 { margin:0; padding:0; margin-bottom:12px; }
.test-data { margin-bottom:3px; }
.test-data span { padding:3px 10px; background:#EEE; width:100%; float:left; cursor:pointer; }
.test-data span:hover { background:#DDD; }
.test-data span.selected { background:#3F7AD9; color:white; }
.time { font-weight:bold; height:26px; line-height:26px; vertical-align:middle; display:inline-block; cursor:pointer; text-decoration:underline; }
</style>
<script type="text/javascript" src="//cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/knockout/3.2.0/knockout-min.js"></script>
<script type="text/javascript" src="//cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/angular.js/1.3.3/angular.min.js"></script>
<script type="text/javascript" src="//cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/react/0.12.1/react.js"></script>
<script type="text/javascript">
console.timeEnd("build");
document.addEventListener("DOMContentLoaded", function() {
_knockout();
_react();
_raw();
});
_angular();
function _buildData(count) {
count = count || 1000;
var adjectives = ["pretty", "large", "big", "small", "tall", "short", "long", "handsome", "plain", "quaint", "clean", "elegant", "easy", "angry", "crazy", "helpful", "mushy", "odd", "unsightly", "adorable", "important", "inexpensive", "cheap", "expensive", "fancy"];
var colours = ["red", "yellow", "blue", "green", "pink", "brown", "purple", "brown", "white", "black", "orange"];
var nouns = ["table", "chair", "house", "bbq", "desk", "car", "pony", "cookie", "sandwich", "burger", "pizza", "mouse", "keyboard"];
var data = [];
for (var i = 0; i < count; i++)
data.push({id: i+1, label: adjectives[_random(adjectives.length)] + " " + colours[_random(colours.length)] + " " + nouns[_random(nouns.length)] });
return data;
}
function _random(max) {
return Math.round(Math.random()*1000)%max;
}
function _knockout() {
ko.applyBindings({
selected: ko.observable(),
data: ko.observableArray(),
select: function(item) {
this.selected(item.id);
},
run: function() {
var data = _buildData(),
date = new Date();
this.selected(null);
this.data(data);
document.getElementById("run-knockout").innerHTML = (new Date() - date) + " ms";
}
}, document.getElementById("knockout"));
}
function _angular(data) {
angular.module("test", []).controller("controller", function($scope) {
$scope.run = function() {
var data = _buildData(),
date = new Date();
$scope.selected = null;
$scope.$$postDigest(function() {
document.getElementById("run-angular").innerHTML = (new Date() - date) + " ms";
});
$scope.data = data;
};
$scope.select = function(item) {
$scope.selected = item.id;
};
});
}
function _react() {
var Class = React.createClass({
select: function(data) {
this.props.selected = data.id;
this.forceUpdate();
},
render: function() {
var items = [];
for (var i = 0; i < this.props.data.length; i++) {
items.push(React.createElement("div", { className: "row" },
React.createElement("div", { className: "col-md-12 test-data" },
React.createElement("span", { className: this.props.selected === this.props.data[i].id ? "selected" : "", onClick: this.select.bind(null, this.props.data[i]) }, this.props.data[i].label)
)
));
}
return React.createElement("div", null, items);
}
});
var runReact = document.getElementById("run-react");
runReact.addEventListener("click", function() {
var data = _buildData(),
date = new Date();
React.render(new Class({ data: data, selected: null }), document.getElementById("react"));
runReact.innerHTML = (new Date() - date) + " ms";
});
}
function _raw() {
var container = document.getElementById("raw"),
template = document.getElementById("raw-template").innerHTML;
document.getElementById("run-raw").addEventListener("click", function() {
var data = _buildData(),
date = new Date(),
html = "";
for (var i = 0; i < data.length; i++) {
var render = template;
render = render.replace("{{className}}", "");
render = render.replace("{{label}}", data[i].label);
html += render;
}
container.innerHTML = html;
var spans = container.querySelectorAll(".test-data span");
for (var i = 0; i < spans.length; i++)
spans[i].addEventListener("click", function() {
var selected = container.querySelector(".selected");
if (selected)
selected.className = "";
this.className = "selected";
});
document.getElementById("run-raw").innerHTML = (new Date() - date) + " ms";
});
}
ko.observableArray.fn.reset = function(values) {
var array = this();
this.valueWillMutate();
ko.utils.arrayPushAll(array, values);
this.valueHasMutated();
};
</script>
</head>
<body ng-controller="controller">
<div class="container">
<div class="row">
<div class="col-md-12">
<h2>Performance Comparison for React, Angular and Knockout</h2>
</div>
</div>
<div class="col-md-3">
<div class="row">
<div class="col-md-7">
<h3>React</h3>
</div>
<div class="col-md-5 text-right time" id="run-react">Run</div>
</div>
<div id="react"></div>
</div>
<div class="col-md-3">
<div class="row">
<div class="col-md-7">
<h3>Angular</h3>
</div>
<div class="col-md-5 text-right time" id="run-angular" ng-click="run()">Run</div>
</div>
<div>
<div class="row" ng-repeat="item in data">
<div class="col-md-12 test-data">
<span ng-class="{ selected: item.id === $parent.selected }" ng-click="select(item)">{{item.label}}</span>
</div>
</div>
</div>
</div>
<div id="knockout" class="col-md-3">
<div class="row">
<div class="col-md-7">
<h3>Knockout</h3>
</div>
<div class="col-md-5 text-right time" id="run-knockout" data-bind="click: run">Run</div>
</div>
<div data-bind="foreach: data">
<div class="row">
<div class="col-md-12 test-data">
<span data-bind="click: $root.select.bind($root, $data), text: $data.label, css: { selected: $data.id === $root.selected() }"></span>
</div>
</div>
</div>
</div>
<div class="col-md-3">
<div class="row">
<div class="col-md-7">
<h3>Raw</h3>
</div>
<div class="col-md-5 text-right time" id="run-raw">Run</div>
</div>
<div id="raw"></div>
</div>
</div>
<script type="text/html" id="raw-template">
<div class="row">
<div class="col-md-12 test-data">
<span class="{{className}}">{{label}}</span>
</div>
</div>
</script>
</body>
</html>
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钢盔a 1楼
2022-07-14 22:41:56
写的不错,可惜是cccv的
钢盔a
楼中楼:12022-07-14 22:57:32
钢盔a
楼中楼:22022-07-14 23:02:48
钢盔a
楼中楼:32022-07-14 23:03:07
钢盔a
楼中楼:42022-07-14 23:04:31
钢盔a
楼中楼:52022-07-14 23:06:42
测试普通用户 回复 钢盔a
楼中楼:62022-07-14 23:20:38
屋子里有妖怪! 回复 钢盔a
楼中楼:72022-07-17 13:55:37
得得得
blank 回复 钢盔a
楼中楼:82022-07-31 08:27:19
# 8888
钢盔a 2楼
2022-07-14 22:42:21
屋子里有妖怪!
楼中楼:12022-07-17 14:00:20
屋子里没有妖怪! 回复 屋子里有妖怪!
楼中楼:22022-07-17 14:24:29
🐰 3楼
2022-08-08 03:36:33
雨散云飞 4楼
2023-05-26 09:06:20
非常不错的文章