HTML-Canvas的优越性能以及实际应用
html绘图届的前辈：svg
canvas是html5时代引入的“新”标签。与很多标签不同，canvas不具有自己的行为，只将一组api 展现给客户端 javascript ，让开发者使用脚本把想绘制的东西画到一张画布上。
在html5之前，人们通常使用svg来在页面上绘制出图形。svg使用xml来定义图形，就像使用html标签和样式定义div一样，我们也可以将一个空白的div想象为长方形的svg，两者的设计思想是相通的，svg的本质就是一个dom元素。而canvas则不同，canvas提供的是 javascript 的绘图 api，而不是像 svg那样使用xml 描述绘图，通过javascript api直接完成绘制，比起修改xml来说要更简便、更直接。
除了定义的方式不同，canvas和dom（当然也包含svg）的差异更多的体现在浏览器的渲染方式上。
浏览器在做页面渲染时，dom元素是作为矢量图进行渲染的。每一个元素的边距都需要单独处理，浏览器需要将它们全都处理成像素才能输出到屏幕上，计算量十分庞大。当页面上内容非常多，存在大量dom元素的时候，这些内容的渲染速度就会变得很慢。
（canvas）
而canvas与dom的区别则是canvas的本质就是一张位图，类似img标签，或者一个div加了一张背景图（background-image）。所以，dom那种矢量图在渲染中存在的问题换到canvas身上就完全不同了。在渲染canvas时，浏览器只需要在javascript引擎中执行绘制逻辑，在内存中构建出画布，然后遍历整个画布里所有像素点的颜色，直接输出到屏幕就可以了。不管canvas里面的元素有多少个，浏览器在渲染阶段也仅需要处理一张画布。
然而这样更加强大的功能，不可避免的让使用canvas渲染有很高的门槛。google docs在构建canvas的过程中重新定义了往常已经被人们所熟悉的内容，例如精确定位、文本选择、拼写检查、重画调优等。为什么更多开发者还是选择了接纳canvas这个门槛更高的技术路线呢？这就得回到canvas的最大优势：渲染性能。
canvas的渲染模式
这里的渲染是指浏览器将页面的代码呈现为屏幕上内容的过程。canvas和dom的渲染模式完全不同，搞清楚这个差异对理解canvas的性能优势至关重要。
dom：驻留模式
驻留模式（retained mode）是dom在浏览器中的渲染模式。下图粗略展示了这一过程的工作流程。
(驻留模式)
dom的核心是标签，一种文本标记型语言，多样性很强且多个标签之间存在各种关联（如在同一个div下设置为float的子div）。浏览器为了更好的处理这些dom元素，减少对绘制api的调用，就设计了一套将中间结果存放于内存的“驻留模式”。首先，浏览器会将解析dom相关的全部内容（包含html标签、样式和javascript），将其转化为场景（scene）和模型（model）存储到内存中，然后再调用系统的绘制api（如windows程序员熟悉的gdi/gdi+），把这些中间产物绘制到屏幕。
驻留模式通过场景和模型缓存减少了对绘制api的调用频次，将性能压力转移到场景和模型生成阶段，即浏览器需要根据dom上下文和bom中的尺寸数据，“自行判断”每一个元素的绘制结果。
canvas：快速模式
canvas采用了和dom不同的快速模式（immediate mode），让我们先来看看快速模式是如工作的：
（快速模式）
canvas的应用优点
上面介绍的两种不同的模式直接造成了dom和canvas的性能差异。对于使用快速模式渲染的canvas而言，浏览器的每次重绘都是基于代码的，不存在能让处理流程变慢的多层解析，所以它真的很快。除了快之外，canvas的灵活性也大大超出dom。我们可以通过代码精确的控制如何、何时绘制出我们想要的效果。
在资源消耗上，dom的驻留模式意味着场景中每增加一点东西就需要额外消耗一些内存，而canvas并没有这个问题。这个差异会随着页面元素的数量增多而愈加明显。以b端的企业应用场景为例，表单那种数据量比较小的场景，不同渲染模式带来的效果差异并不明显；但在工业制造、金融财会等类excel电子表格操作的场景下，单元格数量动辄便是上百万（5万行x 20列）甚至上亿个，浏览器需要对表格所有单元格本身内容进行渲染，同时还涉及到丰富的数据处理，情况就完全不同了。
（web页面上的电子表格，包含1百万个单元格）
在canvas出现之前，在前端渲染表格时只能通过构建复杂的dom来实现。这种方式下，浏览器的性能成为了web应用瓶颈，让很多开发者放弃了在浏览器上实现电子表格的想法。
在canvas出现后，快速模式带来的性能优势无疑是一个巨大的亮点，大量、复杂的dom渲染处理带来的性能问题终于有了解决途径。
回到电子表格的应用场景，业内已经出现了使用canvas绘制画布的，这类组件在渲染数据层时不仅无需重复创建和销毁dom元素，在画布的绘制过程中，也比dom元素渲染的限制更少。除了表格之外，canvas也为数字孪生可视化大屏、页面游戏等场景带来了变革。
（数字孪生大屏，精确控制各种形状、样式）
总结
总结一下，在渲染模式上，canvas站在了dom的对面，浏览器对其内容一无所知，一切渲染的权利回到了开发者的手上，这个改变带来了显著的性能优势。此外，我们可以使用canvas绘制种类更为丰富的ui元素，如线形、特殊图形等，通过画法逻辑，还可以实现更加精准的ui界面渲染，解决了浏览器差异造成的样式误差，让更多应用场景可以顺利迁移到web平台上来。
参考资料：
· canvas社区
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