JavaScript 代码性能优化与调试技巧｜豆包MarsCode AI 刷题在现代 web 开发中，JavaScr

在现代 web 开发中，JavaScript 的应用愈发广泛，但随着项目复杂度的增加，代码性能问题也逐渐凸显出来。优化 JavaScript 代码以提高性能变得至关重要，这不仅能提升用户体验，还能让网页在各种设备上更加流畅地运行。本文将重点探讨通过减少重绘和重排、运用节流和防抖技术以及借助性能分析工具等方面来优化 JavaScript 代码性能的方法与技巧。

一、减少重绘和重排

（一）理解重绘和重排

重绘（Repaint）和重排（Reflow）是浏览器渲染页面时的两个关键概念。重绘是指当元素的外观（如颜色、背景等非布局相关属性）发生改变时，浏览器需要重新绘制该元素的过程。而重排则更为复杂，当元素的尺寸、位置、结构等影响布局的属性发生变化时，浏览器会重新计算页面的布局，这个过程就是重排。重排的开销通常比重绘大得多，因为它涉及到对整个页面布局的重新计算，并且可能引发一系列相关元素的重排和重绘，所以在代码优化中，减少重排和重绘的次数是提升性能的关键。

（二）优化策略

合并样式修改：避免频繁地逐个修改元素的样式属性，而是将多个样式修改合并到一次操作中。例如，不要像下面这样多次修改样式：

const element = document.getElementById('myElement');
element.style.backgroundColor = 'red';
element.style.width = '200px';
element.style.height = '100px';

可以通过修改元素的 class 属性，利用 CSS 类来一次性应用多个样式：

const element = document.getElementById('myElement');
element.className = 'newStyles';

在 CSS 文件中定义 .newStyles 类包含所需的所有样式规则：

.newStyles {
    background-color: red;
    width: 200px;
    height: 100px;
}

离线操作 DOM：对 DOM 的操作会引发重排和重绘，所以尽量减少在页面渲染过程中直接操作 DOM 的次数。可以先在内存中构建好需要修改的 DOM 结构，然后再一次性将其添加到页面中。比如，使用 DocumentFragment 创建一个文档片段，在其中操作元素，最后再将文档片段添加到页面的 DOM 树中：

const fragment = document.createDocumentFragment();
for (let i = 0; i < 10; i++) {
    const newElement = document.createElement('div');
    newElement.textContent = `Element ${i}`;
    fragment.appendChild(newElement);
}
document.body.appendChild(fragment);

这样就避免了多次单独添加元素到 document.body 而引发的多次重排。

使用 requestAnimationFrame：当需要进行动画效果或者频繁更新页面元素时，使用 requestAnimationFrame 函数来代替传统的定时器（如 setTimeout 或 setInterval）。requestAnimationFrame 会在浏览器下一次重绘之前调用回调函数，它能保证动画的流畅性，并且会智能地根据浏览器的刷新率来安排更新，避免不必要的重绘和重排。例如：

function animate() {
    // 进行元素的动画相关属性更新，如移动位置、改变大小等
    const element = document.getElementById('animatedElement');
    element.style.left = `${currentPosition}px`;
    currentPosition += 5;

    if (currentPosition < 500) {
        requestAnimationFrame(animate);
    }
}
requestAnimationFrame(animate);

二、使用节流和防抖技术

（一）节流（Throttle）

节流的原理是限制一个函数在一定时间内只能被调用一次，就像水龙头被节流一样，水流（函数调用）的速度被控制住了。在一些频繁触发的事件中，比如页面滚动事件或者鼠标移动事件，如果不加以控制，对应的处理函数会被频繁调用，消耗大量性能。例如，在页面滚动时实时获取滚动位置并进行一些计算和操作：

function handleScroll() {
    const scrollTop = window.pageYOffset;
    console.log(`当前滚动位置：${scrollTop}`);
    // 可能还有其他复杂的计算和操作
}
window.addEventListener('scroll', handleScroll);

上述代码在滚动过程中会不停地调用 handleScroll 函数，性能开销较大。使用节流函数来优化：

function throttle(func, delay) {
    let timer = null;
    return function() {
        if (!timer) {
            func.apply(this, arguments);
            timer = setTimeout(() => {
                timer = null;
            }, delay);
        }
    };
}

const throttledHandleScroll = throttle(handleScroll, 200);
window.addEventListener('scroll', throttledHandleScroll);

这样，handleScroll 函数在每 200 毫秒内最多只会被调用一次，有效减少了函数调用的频率，提升了性能。

（二）防抖（Debounce）

防抖则是在事件被触发后，等待一段时间（延迟时间），如果在这段时间内该事件没有再次被触发，才执行对应的处理函数。常用于一些输入框的搜索联想、窗口大小改变后的重新布局等场景。例如，在一个搜索输入框中，实时根据用户输入进行搜索请求：

function handleInput() {
    const inputValue = document.getElementById('searchInput').value;
    // 发送 AJAX 请求获取搜索结果
    console.log(`正在搜索：${inputValue}`);
}
document.getElementById('searchInput').addEventListener('input', handleInput);

这样每输入一个字符都会触发一次搜索请求，可能会造成不必要的网络开销和性能损耗。使用防抖函数优化：

function debounce(func, delay) {
    let timer = null;
    return function() {
        if (timer) {
            clearTimeout(timer);
        }
        timer = setTimeout(() => {
            func.apply(this, arguments);
            timer = null;
        }, delay);
    };
}

const debouncedHandleInput = debounce(handleInput, 300);
document.getElementById('searchInput').addEventListener('input', debouncedHandleInput);

这样，只有当用户停止输入超过 300 毫秒后，才会真正执行搜索操作，避免了频繁的请求，优化了性能。

三、使用性能分析工具

（一）Chrome 浏览器开发者工具

Chrome 浏览器自带了强大的开发者工具，其中的 “Performance”（性能）面板对于分析 JavaScript 代码性能非常有用。通过按下 F12 键打开开发者工具，切换到 “Performance” 面板后，可以录制页面的加载和交互过程。在录制期间，可以进行页面操作，如滚动、点击等，然后停止录制，开发者工具会展示出详细的时间线分析，包括各个 JavaScript 函数的执行时间、浏览器的重绘和重排情况、资源加载耗时等信息。可以通过这些数据直观地发现性能瓶颈所在，比如某个函数执行时间过长，或者某个操作引发了大量的重排，进而针对性地进行优化。

例如，在分析一个网页中 JavaScript 动画效果的性能时，通过 Performance 面板录制操作后，发现某个动画回调函数中存在复杂的计算逻辑，导致每一帧的渲染时间超出了浏览器的理想帧率范围，从而使动画出现卡顿。基于这个分析结果，就可以对该回调函数中的计算进行优化，减少不必要的运算，提升动画的流畅度。

（二）Lighthouse

Lighthouse 是一款由 Google 开发的开源的自动化工具，用于评估网页的性能、可访问性、最佳实践等多个方面。它可以作为 Chrome 浏览器的扩展程序使用，也可以通过命令行运行。在性能优化方面，Lighthouse 会给出详细的性能评分以及具体的优化建议，涵盖了 JavaScript 代码相关的优化点，如是否存在长时间运行的任务、资源加载是否高效等。例如，它可能会提示某个页面中存在未压缩的 JavaScript 文件，导致加载时间过长，建议使用压缩工具进行优化；或者指出某些 JavaScript 函数的执行影响了页面的首次绘制时间，建议对这些函数进行优化或者延迟执行等。

通过综合运用这些性能分析工具，能够精准地找到 JavaScript 代码中存在的性能问题，为优化代码提供明确的方向和依据，从而更加高效地提升整个网页的性能。

总之，在 JavaScript 代码的编写过程中，通过减少重绘和重排、合理运用节流和防抖技术以及借助性能分析工具等多种手段相结合，可以有效地优化代码性能，打造出更加流畅、高效的 web 应用，为用户带来更好的使用体验。

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