JavaScript提高加載和執(zhí)行效率的方法
前言
無論當(dāng)前 JavaScript 代碼是內(nèi)嵌還是在外鏈文件中,頁面的下載和渲染都必須停下來等待腳本執(zhí)行完成。JavaScript 執(zhí)行過程耗時越久,瀏覽器等待響應(yīng)用戶輸入的時間就越長。瀏覽器在下載和執(zhí)行腳本時出現(xiàn)阻塞的原因在于,腳本可能會改變頁面或 JavaScript 的命名空間,它們對后面頁面內(nèi)容造成影響。
一個典型的例子就是在頁面中使用document.write()
。
JavaScript 代碼內(nèi)嵌示例
<html> <head> <title>Source Example</title> </head> <body> <p> <script type="text/javascript"> document.write("Today is " + (new Date()).toDateString()); </script> </p> </body> </html>
當(dāng)瀏覽器遇到<script>標(biāo)簽時,當(dāng)前 html 頁面無從獲知 JavaScript 是否會向<p> 標(biāo)簽添加內(nèi)容,或引入其他元素,或甚至移除該標(biāo)簽。因此,這時瀏覽器會停止處理頁面,先執(zhí)行 JavaScript代碼,然后再繼續(xù)解析和渲染頁面。同樣的情況也發(fā)生在使用 src 屬性加載 JavaScript的過程中,瀏覽器必須先花時間下載外鏈文件中的代碼,然后解析并執(zhí)行它。在這個過程中,頁面渲染和用戶交互完全被阻塞了。
腳本位置
HTML 4 規(guī)范指出 <script> 標(biāo)簽可以放在 HTML 文檔的<head>或<body>中,并允許出現(xiàn)多次。web 開發(fā)人員一般習(xí)慣在 <head> 中加載外鏈的 JavaScript,接著用 <link> 標(biāo)簽用來加載外鏈的 CSS 文件或者其他頁面信息。
低效率腳本位置示例
<html> <head> <title>Source Example</title> <script type="text/javascript" src="script1.js"></script> <script type="text/javascript" src="script2.js"></script> <script type="text/javascript" src="script3.js"></script> <link rel="stylesheet" type="text/css" href="styles.css"> </head> <body> <p>Hello world!</p> </body> </html>
然而這種常規(guī)的做法卻隱藏著嚴(yán)重的性能問題。在清單 2 的示例中,當(dāng)瀏覽器解析到 <script> 標(biāo)簽(第 4 行)時,瀏覽器會停止解析其后的內(nèi)容,而優(yōu)先下載腳本文件,并執(zhí)行其中的代碼,這意味著,其后的 styles.css 樣式文件和<body>標(biāo)簽都無法被加載,由于<body>標(biāo)簽無法被加載,那么頁面自然就無法渲染了。因此在該 JavaScript 代碼完全執(zhí)行完之前,頁面都是一片空白。
由于腳本會阻塞頁面其他資源的下載,因此推薦將所有<script>標(biāo)簽盡可能放到<body>標(biāo)簽的底部,以盡量減少對整個頁面下載的影響。
推薦的代碼放置位置示例
<html> <head> <title>Source Example</title> <link rel="stylesheet" type="text/css" href="styles.css"> </head> <body> <p>Hello world!</p> <!-- Example of efficient script positioning --> <script type="text/javascript" src="script1.js"></script> <script type="text/javascript" src="script2.js"></script> <script type="text/javascript" src="script3.js"></script> </body> </html>
這段代碼展示了在 HTML 文檔中放置<script>標(biāo)簽的推薦位置。盡管腳本下載會阻塞另一個腳本,但是頁面的大部分內(nèi)容都已經(jīng)下載完成并顯示給了用戶,因此頁面下載不會顯得太慢。這是優(yōu)化 JavaScript 的首要規(guī)則:將腳本放在底部。
組織腳本
由于每個<script>標(biāo)簽初始下載時都會阻塞頁面渲染,所以減少頁面包含的<script>標(biāo)簽數(shù)量有助于改善這一情況。這不僅針對外鏈腳本,內(nèi)嵌腳本的數(shù)量同樣也要限制。瀏覽器在解析 HTML 頁面的過程中每遇到一個<script>標(biāo)簽,都會因執(zhí)行腳本而導(dǎo)致一定的延時,因此最小化延遲時間將會明顯改善頁面的總體性能。
這個問題在處理外鏈 JavaScript 文件時略有不同。考慮到 HTTP 請求會帶來額外的性能開銷,因此下載單個 100Kb 的文件將比下載 5 個 20Kb 的文件更快。也就是說,減少頁面中外鏈腳本的數(shù)量將會改善性能。
通常一個大型網(wǎng)站或應(yīng)用需要依賴數(shù)個 JavaScript 文件。您可以把多個文件合并成一個,這樣只需要引用一個<script>標(biāo)簽,就可以減少性能消耗。文件合并的工作可通過離線的打包工具或者一些實時的在線服務(wù)來實現(xiàn)。
需要特別提醒的是,把一段內(nèi)嵌腳本放在引用外鏈樣式表的<link>之后會導(dǎo)致頁面阻塞去等待樣式表的下載。這樣做是為了確保內(nèi)嵌腳本在執(zhí)行時能獲得最精確的樣式信息。因此,建議不要把內(nèi)嵌腳本緊跟在<link>標(biāo)簽后面。
無阻塞的腳本
減少 JavaScript 文件大小并限制 HTTP 請求數(shù)在功能豐富的 Web 應(yīng)用或大型網(wǎng)站上并不總是可行。Web 應(yīng)用的功能越豐富,所需要的 JavaScript 代碼就越多,盡管下載單個較大的 JavaScript 文件只產(chǎn)生一次 HTTP 請求,卻會鎖死瀏覽器的一大段時間。為避免這種情況,需要通過一些特定的技術(shù)向頁面中逐步加載 JavaScript 文件,這樣做在某種程度上來說不會阻塞瀏覽器。
無阻塞腳本的秘訣在于,在頁面加載完成后才加載 JavaScript 代碼。這就意味著在 window 對象的 onload事件觸發(fā)后再下載腳本。有多種方式可以實現(xiàn)這一效果。
延遲加載腳本
HTML 4 為<script>標(biāo)簽定義了一個擴(kuò)展屬性:defer。Defer 屬性指明本元素所含的腳本不會修改 DOM,因此代碼能安全地延遲執(zhí)行。defer 屬性只被 IE 4 和 Firefox 3.5 更高版本的瀏覽器所支持,所以它不是一個理想的跨瀏覽器解決方案。在其他瀏覽器中,defer 屬性會被直接忽略,因此<script>標(biāo)簽會以默認(rèn)的方式處理,也就是說會造成阻塞。然而,如果您的目標(biāo)瀏覽器支持的話,這仍然是個有用的解決方案。
defer 屬性使用方法示例
<script type="text/javascript" src="script1.js" defer></script>
帶有 defer 屬性的<script>標(biāo)簽可以放置在文檔的任何位置。對應(yīng)的 JavaScript 文件將在頁面解析到<script>標(biāo)簽時開始下載,但不會執(zhí)行,直到 DOM 加載完成,即onload事件觸發(fā)前才會被執(zhí)行。當(dāng)一個帶有 defer 屬性的 JavaScript 文件下載時,它不會阻塞瀏覽器的其他進(jìn)程,因此這類文件可以與其他資源文件一起并行下載。
任何帶有 defer 屬性的<script>元素在 DOM 完成加載之前都不會被執(zhí)行,無論內(nèi)嵌或者是外鏈腳本都是如此。清單 5 的例子展示了defer屬性如何影響腳本行為:
defer 屬性對腳本行為的影響
<html> <head> <title>Script Defer Example</title> </head> <body> <script type="text/javascript" defer> alert("defer"); </script> <script type="text/javascript"> alert("script"); </script> <script type="text/javascript"> window.onload = function(){ alert("load"); }; </script> </body> </html>
這段代碼在頁面處理過程中彈出三次對話框。不支持 defer 屬性的瀏覽器的彈出順序是:“defer”、“script”、“l(fā)oad”。而在支持 defer 屬性的瀏覽器上,彈出的順序則是:“script”、“defer”、“l(fā)oad”。請注意,帶有 defer 屬性的<script>元素不是跟在第二個后面執(zhí)行,而是在 onload 事件被觸發(fā)前被調(diào)用。
如果您的目標(biāo)瀏覽器只包括 Internet Explorer 和 Firefox 3.5,那么 defer 腳本確實有用。如果您需要支持跨領(lǐng)域的多種瀏覽器,那么還有更一致的實現(xiàn)方式。
HTML 5 為<script>標(biāo)簽定義了一個新的擴(kuò)展屬性:async。它的作用和 defer 一樣,能夠異步地加載和執(zhí)行腳本,不因為加載腳本而阻塞頁面的加載。但是有一點需要注意,在有 async 的情況下,JavaScript 腳本一旦下載好了就會執(zhí)行,所以很有可能不是按照原本的順序來執(zhí)行的。如果 JavaScript 腳本前后有依賴性,使用 async 就很有可能出現(xiàn)錯誤。
動態(tài)腳本元素
文檔對象模型(DOM)允許您使用 JavaScript 動態(tài)創(chuàng)建 HTML 的幾乎全部文檔內(nèi)容。<script>元素與頁面其他元素一樣,可以非常容易地通過標(biāo)準(zhǔn) DOM 函數(shù)創(chuàng)建:
通過標(biāo)準(zhǔn) DOM 函數(shù)創(chuàng)建<script>元素
var script = document.createElement ("script"); script.type = "text/javascript"; script.src = "script1.js"; document.getElementsByTagName("head")[0].appendChild(script);
新的<script>元素加載 script1.js 源文件。此文件當(dāng)元素添加到頁面之后立刻開始下載。此技術(shù)的重點在于:無論在何處啟動下載,文件的下載和運(yùn)行都不會阻塞其他頁面處理過程。您甚至可以將這些代碼放在<head>部分而不會對其余部分的頁面代碼造成影響(除了用于下載文件的 HTTP 連接)。
當(dāng)文件使用動態(tài)腳本節(jié)點下載時,返回的代碼通常立即執(zhí)行(除了 Firefox 和 Opera,他們將等待此前的所有動態(tài)腳本節(jié)點執(zhí)行完畢)。當(dāng)腳本是“自運(yùn)行”類型時,這一機(jī)制運(yùn)行正常,但是如果腳本只包含供頁面其他腳本調(diào)用調(diào)用的接口,則會帶來問題。這種情況下,您需要跟蹤腳本下載完成并是否準(zhǔn)備妥善。可以使用動態(tài) <script> 節(jié)點發(fā)出事件得到相關(guān)信息。
Firefox、Opera, Chorme 和 Safari 3+會在<script>節(jié)點接收完成之后發(fā)出一個 onload 事件。您可以監(jiān)聽這一事件,以得到腳本準(zhǔn)備好的通知:
通過監(jiān)聽 onload 事件加載 JavaScript 腳本
var script = document.createElement ("script") script.type = "text/javascript"; //Firefox, Opera, Chrome, Safari 3+ script.onload = function(){ alert("Script loaded!"); }; script.src = "script1.js"; document.getElementsByTagName("head")[0].appendChild(script);
Internet Explorer 支持另一種實現(xiàn)方式,它發(fā)出一個 readystatechange 事件。<script>元素有一個 readyState 屬性,它的值隨著下載外部文件的過程而改變。readyState 有五種取值:
微軟文檔上說,在<script>元素的生命周期中,readyState 的這些取值不一定全部出現(xiàn),但并沒有指出哪些取值總會被用到。實踐中,我們最感興趣的是“l(fā)oaded”和“complete”狀態(tài)。Internet Explorer 對這兩個 readyState 值所表示的最終狀態(tài)并不一致,有時<script>元素會得到“l(fā)oader”卻從不出現(xiàn)“complete”,但另外一些情況下出現(xiàn)“complete”而用不到“l(fā)oaded”。最安全的辦法就是在 readystatechange 事件中檢查這兩種狀態(tài),并且當(dāng)其中一種狀態(tài)出現(xiàn)時,刪除 readystatechange 事件句柄(保證事件不會被處理兩次):
通過檢查 readyState 狀態(tài)加載 JavaScript 腳本
var script = document.createElement("script") script.type = "text/javascript"; //Internet Explorer script.onreadystatechange = function(){ if (script.readyState == "loaded" || script.readyState == "complete"){ script.onreadystatechange = null; alert("Script loaded."); } }; script.src = "script1.js"; document.getElementsByTagName("head")[0].appendChild(script);
大多數(shù)情況下,您希望調(diào)用一個函數(shù)就可以實現(xiàn) JavaScript 文件的動態(tài)加載。下面的函數(shù)封裝了標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)和 IE 實現(xiàn)所需的功能:
通過函數(shù)進(jìn)行封裝
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); }
此函數(shù)接收兩個參數(shù):JavaScript 文件的 URL,和一個當(dāng) JavaScript 接收完成時觸發(fā)的回調(diào)函數(shù)。屬性檢查用于決定監(jiān)視哪種事件。最后一步,設(shè)置 src 屬性,并將<script>元素添加至頁面。此 loadScript()
函數(shù)使用方法如下:
loadScript()函數(shù)使用方法
loadScript("script1.js", function(){ alert("File is loaded!"); });
您可以在頁面中動態(tài)加載很多 JavaScript 文件,但要注意,瀏覽器不保證文件加載的順序。所有主流瀏覽器之中,只有 Firefox 和 Opera 保證腳本按照您指定的順序執(zhí)行。其他瀏覽器將按照服務(wù)器返回它們的次序下載并運(yùn)行不同的代碼文件。您可以將下載操作串聯(lián)在一起以保證他們的次序,如下:
通過 loadScript()函數(shù)加載多個 JavaScript 腳本
loadScript("script1.js", function(){ loadScript("script2.js", function(){ loadScript("script3.js", function(){ alert("All files are loaded!"); }); }); });
此代碼等待 script1.js 可用之后才開始加載 script2.js,等 script2.js 可用之后才開始加載 script3.js。雖然此方法可行,但如果要下載和執(zhí)行的文件很多,還是有些麻煩。如果多個文件的次序十分重要,更好的辦法是將這些文件按照正確的次序連接成一個文件。獨立文件可以一次性下載所有代碼(由于這是異步進(jìn)行的,使用一個大文件并沒有什么損失)。
動態(tài)腳本加載是非阻塞 JavaScript 下載中最常用的模式,因為它可以跨瀏覽器,而且簡單易用。
使用 XMLHttpRequest(XHR)對象
此技術(shù)首先創(chuàng)建一個 XHR 對象,然后下載 JavaScript 文件,接著用一個動態(tài) <script> 元素將 JavaScript 代碼注入頁面。清單 12 是一個簡單的例子:
通過 XHR 對象加載 JavaScript 腳本
var xhr = new XMLHttpRequest(); xhr.open("get", "script1.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);
此代碼向服務(wù)器發(fā)送一個獲取 script1.js 文件的 GET 請求。onreadystatechange 事件處理函數(shù)檢查 readyState 是不是 4,然后檢查 HTTP 狀態(tài)碼是不是有效(2XX 表示有效的回應(yīng),304 表示一個緩存響應(yīng))。如果收到了一個有效的響應(yīng),那么就創(chuàng)建一個新的<script>元素,將它的文本屬性設(shè)置為從服務(wù)器接收到的 responseText 字符串。這樣做實際上會創(chuàng)建一個帶有內(nèi)聯(lián)代碼的<script>元素。一旦新<script>元素被添加到文檔,代碼將被執(zhí)行,并準(zhǔn)備使用。
這種方法的主要優(yōu)點是,您可以下載不立即執(zhí)行的 JavaScript 代碼。由于代碼返回在<script>標(biāo)簽之外(換句話說不受<script>標(biāo)簽約束),它下載后不會自動執(zhí)行,這使得您可以推遲執(zhí)行,直到一切都準(zhǔn)備好了。另一個優(yōu)點是,同樣的代碼在所有現(xiàn)代瀏覽器中都不會引發(fā)異常。
此方法最主要的限制是:JavaScript 文件必須與頁面放置在同一個域內(nèi),不能從 CDN 下載(CDN 指"內(nèi)容投遞網(wǎng)絡(luò)(Content Delivery Network)",所以大型網(wǎng)頁通常不采用 XHR 腳本注入技術(shù)。
總結(jié)
減少 JavaScript 對性能的影響有以下幾種方法:
通過以上策略,可以在很大程度上提高那些需要使用大量 JavaScript 的 Web 網(wǎng)站和應(yīng)用的實際性能。
補(bǔ)充js加載函數(shù):
function loadJs(url, callback, charset) { var head = document.getElementsByTagName("head")[0]; var script = document.createElement("script"); if ( !!charset) script.charset = "utf-8"; script.src = url; script.onload = script.onreadystatechange = function() { var f = script.readyState; if (f && f != "loaded" && f != "complete") return; script.onload = script.onreadystatechange = null; head.removeChild(script) if (callback) { callback() || callback }; }; head.appendChild(script); }
// js同步加載 function getScripts(i, linkArray, fn) { env || getEnv(); var script = document.createElement('script'); script.type = 'text/javascript'; script.src = linkArray[i]; var head = document.head || document.getElementsByTagName('head')[0]; head.appendChild(script); if (env.ie && 'onreadystatechange' in script && !('draggable' in script)){ //ie瀏覽器使用以下方式加載 script.onreadystatechange = function () { if (/loaded|complete/.test(script.readyState)) { script.onreadystatechange = null; if(i === linkArray.length-1) { if (fn) { fn(); } } else { getScripts(++i, linkArray, fn); } } }; }else{ script.onload = function() { if(i === linkArray.length-1) { if (fn) { fn(); } } else { getScripts(++i, linkArray, fn); } }; } }
// js存在依賴關(guān)系 依次加載 getScripts(0, [ 'http://caibaojian.com/demo/base.js', 'http://caibaojian.com/demo/reset.js'], function() { alert('callback'); });
好了,以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了,希望本文的內(nèi)容對大家的學(xué)習(xí)或者工作能帶來一定的幫助,如果有疑問大家可以留言交流。
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