ECMAScript / 前端

JavaScript性能提升学习

csxiaoyao · 3月14日 · 2017年本文共6900个字 · 预计阅读23分钟238次已读

JavaScript性能提升学习

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1 提升js加载与执行性能

  1. 多数浏览器使用单一进程处理UI和js脚本执行，部分浏览器允许并行下载js文件，但仍会阻塞其他资源下载，比如图片，页面仍必须等到所有js代码下载执行完才能继续，内嵌脚本不要跟在后，将会导致页面阻塞等待样式表的下载

  2. 减少<script>标签的数量，包括内嵌和外链脚本，最小化执行延迟会明显改善页面性能，
    方式一：合并
    方式二：

    <script type="text/javascript" src="http://yui.yahooapis.com/combo?2.7.0/build/yahoo/yahoo-min.js&2.7.0/build/event/event-min.js "></script>

  3. 无阻塞下载js文件
    3.1 defer延迟脚本，兼容性不佳，代码仍会下载，但会等到DOM加载完，onload事件触发前执行

    <script defer>
alert("defer");
</script>
<script>
alert("script");
</script>
<script>
window.onload = function(){
    alert("load");
};
</script>

    不支持defer属性的浏览器：defer、script、load
    支持defer属性的浏览器：script、defer、load
    3.2 动态添加script标签，添加到head中比添加到body中安全
    3.3 XHR动态脚本注入兼容性好，但不能跨域

    var xhr = new XMLHttpRequest();
xhr.open("get", "file1.js", true);
xhr.onreadystatechange = function(){
if (xhr.readyState == 4){
    if (xhr.status >= 200 && xhr.status < 300 || xhr.status == 304){
        var script = document.createElement("script");
        script.type = "text/javascript";
        script.text = xhr.responseText;
        document.body.appendChild(script);
    }
}
};
xhr.send(null);

    3.4 推荐的方式

    function loadScript(url, callback){
var script = document.createElement("script")
script.type = "text/javascript";
if (script.readyState){ //IE
    script.onreadystatechange = function(){
        if (script.readyState == "loaded" || script.readyState == "complete"){
            script.onreadystatechange = null;
            callback();
        }
    };
} else { //Others
    script.onload = function(){
        callback();
    };
}
script.src = url;
document.getElementsByTagName("head")[0].appendChild(script);
}
loadScript("the-rest.js", function(){
Application.init();
});

    3.5 LazyLoad类库实现懒加载

2 提升js数据存取性能

2.1 管理作用域

  1. 尽量使用字面量和局部变量，减少数组项和对象成员的使用
  2. 管理作用域链，将全局变量的引用存储在局部变量中，用局部变量代替全局变量，将全局变量的访问次数从多次改为1次，数量越大，效果越明显（with和try/catch中的catch可改变执行环境作用域链，但不推荐） 
    var doc = document;
doc.X……
doc.XX……
doc.XXX……
  3. 闭包的[[scope]]属性包含了与执行环境作用域相同的对象的引用，且不会随函数的执行环境活动对象的销毁一同销毁，此外，频繁调用存在跨作用域变量存在性能问题，解决方法为使用局部变量存储跨作用域变量。

    2.2 对象成员

  4. js中的对象基于原型，对象通过一个内部属性(proto)绑定到它的原型，hasOwnProperty()只在当前对象查找是否包含该属性，in操作符则可以同时搜索实例及其原型
  5. 原型链中搜索实例成员比从字面量或局部变量中读取代价更高，且嵌套越深，代价越高，location.href比window.location.href快，而后者又csxiaoyao.com比window.location.href.toString()快，可以利用局部变量减少对对象成员的读写

3 DOM编程

3.1 DOM操作

  1. DOM的访问与修改较慢，通用的经验法则是：最小化DOM访问次数，把运算尽量留在ECMAScript端处理
  2. innerHTML比document.createElement()的原生DOM方法在大多数浏览器中略快，cloneNode比createElement略快。
  3. HTML集合(document.getElementsByName()/ClassName()/TagName()、document.images/links/forms/forms[0].elements的返回值)是类似数组的列表，因为没有数组的方法，却又类似数组的length属性，并且能以索引方式访问。
  4. HTMLCollection一直与文档保持连接，当需要最新信息时会重复执行查询的过程，即使只是获取集合元素(length属性) 
    var alldivs = document.getElementsByTagName('div');
for (var i = 0; i < alldivs.length; i++) {
document.body.appendChild(document.createElement('div'))
}

    这个例子反映了集合的动态性，此处为死循环，因为alldivs.length是不断更新的，并且速度相比直接查询数组length慢很多，因为length每次都要重新查询。优化方法：1、把HTMLCollection存储在局部变量数组中；2、把length缓存在循环外部。

  5. 在IE中，nextSibling比childNode表现优异，选择过滤非元素节点的api效率更高。 
    属性名                     被替代的属性
children                        childNodes
childElementCount           childNodes.length
firstElementChild           firstChild
lastElementChild            lastChild
nextElementSibling          nextSibling
previousElementSibling      previousSibling
  6. 如果可能，使用速度更快更简洁的api 
    document.querySelector('#menu a');

3.2 重绘与重排

  1. 浏览器下载完页面中所有组件后会解析并生成两个内部数据结构：DOM树、渲染树，重绘与重排代价非常昂贵，应尽量避免
  2. offset/scroll/clientTop/Left/Width/Height会强制执行渲染队列中的“待处理变化”并触发重排以返回正确的值，应尽量避免直接使用，而是缓存布局信息
  3. 四种“离线”优化思路
    (1) 合并对样式的改变，一次性修改DOM；
    (2) 隐藏元素，应用修改，重新显示；
    (3) 使用文档片段在当前DOM外构建一个子树，再拷贝回文档；
    (4) 使元素脱离文档流，克隆，修改副本，替换原始元素
  4. 动画：例如展开/折叠动画，大规模重排会有卡顿感，优化：
    (1) 绝对定位脱离文档流；
    (2) 添加动画，临时覆盖部分页面；
    (3) 动画结束，下移到标准流，恢复定位，重绘与重排一次
  5. IE中尽量减少使用:hover，优化性能

3.3 事件委托

减少事件处理器数量，利用了事件三个阶段：捕获-->到达目标-->冒泡 中的最后一个阶段。在父元素绑定事件，实现对子元素的事件监听，需要实现一堆浏览器兼容代码，流程：1、访问事件对象，判断事件源；2、取消文档树中的冒泡(可选)；3、阻止默认操作(可选)

4 算法和控制流程

4.1 循环

  1. 四种循环：for、while、do-while、for-in，for-in明显较慢
    倒序遍历数组能够提升性能，因为简化了控制条件的判断，(k--)到0自动停止，数值型可以自动转换boolean型，不用写成(k < n)
  2. 减少forEach基于函数的迭代的使用

4.2 条件语句

通常情况下， switch比if-else快，switch适合于使用一系列的操作的场景，当单个键和单个值存在逻辑映射且判断条件较多时，使用查找表(数组映射)比使用if-else/switch效率更高

4.3 递归

浏览器的调用栈大小限制了递归的使用规模，尽量使用迭代代替递归
栈溢出错误的解决方式：
使用try-catch捕获

try{
    // 递归程序
}catch(e){}

5 字符串和正则表达式

  1. 当连接数量巨大或尺寸巨大的字符串时，数组项合并是唯一在IE7及更早版本中性能合理的方法。如果不考虑IE7及更早版本的性能，数组项合并是最慢的数组项合并方法之一，推荐使用+或+=操作符代替，避免不必要的中间字符串
  2. 部分匹配比完全不匹配所用时间长
  3. 回溯既是正则表达式匹配功能的基本组成部分，也是正则表达式的低效之源
  4. 优化：使相邻字元互斥，避免嵌套量词对同一字符串的相同部分匹配多次，通过重复利用预查的原子组去除不必要的回溯
  5. trim的浏览器兼容的高效混合解决方案 
    String.prototype.trim = function(){
var str = this.replace(/^\s+/,""),
    end = str.length - 1,
    ws = /\s/;
while(ws.test(str.charAt(end))){
    end--;
}
return str.slice(0,end+1);
}

6 快速响应的用户界面

function timedProcessArray(items,process,callback){
    var todo = items.concat(); // 克隆原始数组
    setTimeout(function(){
        var start = +new Date();
        do{
            process(todo.shift());
        }while(todo.length > 0 && (+new Date()-start<50));
        if(todo.length>0){
            setTimeout(arguments.callee,25);
        }else{
            callback(items);
        }
    },25);
}
  1. JavaScript任务的执行不应超过100ms
  2. 定时器能够用来安排代码延迟执行，可以把长时间运行脚本分解成一系列小任务
  3. Web Workers是新版浏览器支持的特性，允许在UI线程外执行js代码，从而避免锁定
    (略……)

7 Ajax

7.1 请求数据的五种常用技术

【常用】：

  1. XMLHttpRequest (XHR)： 收到的所有数据当成一个字符串，可能降低解析速度
  2. Dynamic script tag insertion 动态脚本注入(跨域)
  3. Multipart XHR (MXHR)
    优点：客户端一个HTTP请求从服务器端获取多个资源(http请求对ajax的性能影响极大)
    缺点：浏览器无法缓存资源、老版本IE不支持 readyState==3 和 data:URL

    // 实时处理请求响应数据
var req = new XMLHttpRequest();
var getLatestPacketInterval, lastLength = 0;
req.open('GET', 'rollup_images.php', true);
req.onreadystatechange = readyStateHandler;
req.send(null);
function readyStateHandler{
// 传输中
if (req.readyState === 3 && getLatestPacketInterval === null) {
    // Start polling.
    getLatestPacketInterval = window.setInterval(function() {
        getLatestPacket();
    }, 15);
}
// 传输结束
if (req.readyState === 4) {
    // Stop polling.
    clearInterval(getLatestPacketInterval);
    // Get the last packet.
    getLatestPacket();
}
}
function getLatestPacket() {
var length = req.responseText.length;
var packet = req.responseText.substring(lastLength, length);
processPacket(packet);
lastLength = length;
}

    编写健壮的MXHR代码较为复杂，此处略过……

【极端】：

  1. iframes
  2. Comet

7.2 发送数据

  1. XHR
    GET方式更快，get只发一个数据包，post发两个数据包(头、正文) 

    req.onerror = function() {
setTimeout(function() {
    xhrPost(url, params, callback);
}, 1000);
};

    请求失败时重发数据有利于用户体验

  2. 信标(beacons)
    3. csxiaoyao.com

7.3 数据格式

  1. XML： 支持良好，但笨重且解析慢
  2. JSON： 数组形式的json解析速度更快
  3. JSON-P： 动态脚本注入
    区分json与jsonp，二者原理不同，jsonp是json的一种使用模式

    ajax的核心是通过XmlHttpRequest获取非本页内容，而jsonp的核心则是动态添加<script>标签来调用服务器提供的js脚本

  4. HTML： 传输极慢，但可以节省客户端CPU周期
  5. 自定义格式：字符分隔的自定义格式例如使用 ";", 使用split解析，效率高，数据尺寸小

7.4 Ajax性能优化：缓存数据

  1. 服务器端：设置HTTP头信息，确保响应被浏览器缓存
    (1) 必须使用GET请求
    (2) 设置Expires头信息
  2. 客户端：把获取到的信息存储本地，避免再次请求 
    var localCache = {};
function xhrRequest(url, callback) {
// Check the local cache for this URL.
if (localCache[url]) {
    callback.success(localCache[url]);
    return;
}
// If this URL wasn't found in the cache, make the request.
var req = createXhrObject();
req.onerror = function() {
    callback.error();
};
req.onreadystatechange = function() {
    if (req.readyState == 4) {
        if (req.responseText === '' || req.status == '404') {
            callback.error();
            return;
        }
        // Store the response on the local cache.
        localCache[url] = req.responseText;
        callback.success(req.responseText);
    }
};
req.open("GET", url, true);
req.send(null);
}
    delete localCache['/user/friendlist/'];
delete localCache['/user/contactlist/'];

8 编程实战

8.1 避免双重求值

避免使用 eval()、Function()，给setTimeout()、setInterval()传递函数作为参数而非字符串

8.2 使用Object/Array直接量

{}、[] 速度更快且代码简洁

8.3 避免重复工作

使用延迟加载、条件预加载

8.4 使用位操作和原生方法

尤其是数学运算与DOM操作

9 构建并部署高性能的JavaScript应用

合并js文件减少请求数、使用YUI Compressor压缩js文件、服务器端压缩js代码(Gzip)、设置http响应头缓存js文件、使用CDN

10 工具

10.1 性能分析

10.2 网络分析

JavaScript性能提升学习

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