JavaScript 作為當(dāng)前最為常見(jiàn)的直譯式腳本語(yǔ)言，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于 Web 應(yīng)用開(kāi)發(fā)中。為了提高Web應(yīng)用的性能，從 JavaScript 的性能優(yōu)化方向入手，會(huì)是一個(gè)很好的選擇。

本文從加載、上下文、解析、編譯、執(zhí)行和捆綁等多個(gè)方面來(lái)講解 JavaScript 的性能優(yōu)化技巧，以便讓更多的前端開(kāi)發(fā)人員掌握這方面知識(shí)。

什么是高性能的 JavaScript 代碼？

盡管目前沒(méi)有高性能代碼的絕對(duì)定義，但卻存在一個(gè)以用戶為中心的性能模型，可以用作參考：RAIL模型。

響應(yīng)

如果你的應(yīng)用程序能在100毫秒內(nèi)響應(yīng)用戶的操作，那么用戶會(huì)認(rèn)為該響應(yīng)為即時(shí)的。這適用于可點(diǎn)擊的元素，不適用于滾動(dòng)或拖動(dòng)操作。

動(dòng)畫(huà)

在60Hz的顯示器上，我們希望動(dòng)畫(huà)和滾動(dòng)時(shí)每秒有60幀，這種情況下每幀大約為16ms。在這16ms的時(shí)間內(nèi)，實(shí)際上只有8-10ms來(lái)完成所有工作，其余時(shí)間則由瀏覽器的內(nèi)部和其它差異占據(jù)。

空閑工作

如果你有一個(gè)耗時(shí)很久，需要持續(xù)運(yùn)行的任務(wù)時(shí)，請(qǐng)確保把它分成很小的塊，以便允許主線程對(duì)用戶的輸入操作做出反應(yīng)。不應(yīng)該出現(xiàn)一個(gè)任務(wù)延遲超過(guò)50ms的用戶輸入。

加載

頁(yè)面加載應(yīng)該在1000毫秒內(nèi)完成。在移動(dòng)設(shè)備上，這是一個(gè)很難達(dá)到的目標(biāo)，因?yàn)樗婕暗巾?yè)面的互動(dòng)，而不僅僅是在屏幕上渲染和滾動(dòng)。

現(xiàn)代加載最佳實(shí)踐（Chrome Dev Summit 2017）

如果移動(dòng)網(wǎng)站的加載時(shí)間超過(guò)三秒，則會(huì)有53％的用戶放棄訪問(wèn)

50%的用戶希望在不到2秒的時(shí)間內(nèi)完成頁(yè)面加載

77％的移動(dòng)網(wǎng)站需要10秒以上的時(shí)間來(lái)加載3G網(wǎng)絡(luò)

19秒是3G網(wǎng)絡(luò)上移動(dòng)站點(diǎn)的平均加載時(shí)間

代碼內(nèi)容

你可能已經(jīng)注意到了，最大的瓶頸是加載網(wǎng)站所需的時(shí)間。具體來(lái)說(shuō)就是 JavaScript 的下載、解析、編譯和執(zhí)行時(shí)間。除了加載更少的 JavaScript 文件或者加載的更加靈活以外，看起來(lái)沒(méi)有其它辦法。

除去啟動(dòng)網(wǎng)站之外，JavaScript 代碼又是如何實(shí)際工作的呢？

在進(jìn)行代碼優(yōu)化之前，請(qǐng)考慮你當(dāng)前正在構(gòu)建的內(nèi)容。你正在建立的是一個(gè)框架還是一個(gè) VDOM 庫(kù)？你的代碼是否需要每秒執(zhí)行數(shù)千次操作？你是否正在做一個(gè)對(duì)時(shí)間要求較為嚴(yán)格的庫(kù)來(lái)處理用戶輸入和/或動(dòng)畫(huà)？如果沒(méi)有，你需要把時(shí)間和精力轉(zhuǎn)移到更有影響力的地方。

編寫(xiě)高性能代碼并不是那么重要，因?yàn)閷?duì)于宏觀計(jì)劃通常沒(méi)有什么影響。50k ops/s 聽(tīng)起來(lái)好于 1k ops/s，但在大多數(shù)情況下整體時(shí)間并不會(huì)有所改變。

解析、編譯和執(zhí)行

從根本上說(shuō)，大多數(shù) JavaScript 的性能問(wèn)題，并不在于運(yùn)行代碼本身，而是在代碼開(kāi)始執(zhí)行之前必須采取的一系列步驟。

我們?cè)谶@里討論抽象層次的問(wèn)題。計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的大多數(shù)代碼都是編譯后的二進(jìn)制格式。意思是說(shuō)，除了所有的操作系​​統(tǒng)級(jí)別的抽象外，代碼都可以在硬件上本地運(yùn)行，不需要準(zhǔn)備工作。

JavaScript 代碼不是預(yù)編譯的，它在瀏覽器上是可讀的。

JavaScript 代碼首先會(huì)被解析，也就是讀取并轉(zhuǎn)換成可用于編譯的計(jì)算機(jī)索引的結(jié)構(gòu)，然后再被編譯成字節(jié)碼，最后被編譯成機(jī)器碼，用于設(shè)備/瀏覽器執(zhí)行。

另一個(gè)非常重要的方面是：JavaScript 是單線程的，并且在瀏覽器的主線程上運(yùn)行。這意味著一次只能運(yùn)行一個(gè)進(jìn)程。如果你的 DevTools 性能時(shí)間線充滿黃色峰值，同時(shí) CPU 占用率達(dá)到100%，則將出現(xiàn)丟幀的情況。這是滾動(dòng)操作常出現(xiàn)的，也是很討厭的一種情況。

在 JavaScript 代碼運(yùn)行之前，需要完成所有的這些解析、編譯和執(zhí)行工作。在 ChromeV8 引擎中，解析和編譯占 JavaScript 執(zhí)行總時(shí)間的50％左右。

所以在這部分中，應(yīng)該了解兩件事情：

1. 雖然 JavaScript 解析的時(shí)間長(zhǎng)度和包的大小不是完全線性的，但是需要處理的 JavaScript 越少，則所花時(shí)間越少。

2. 你使用的每一個(gè) JavaScript 框架（React，Vue，Angular，Preact ...）都是另一個(gè)抽象層次（除非它是一個(gè)預(yù)編譯的）。這不僅會(huì)增加你的包的大小，而且會(huì)讓你的代碼變慢，因?yàn)槟悴皇侵苯优c瀏覽器通信的。

有些方法可以緩解這種情況，比如使用 service workers 在后臺(tái)的另一個(gè)線程中執(zhí)行部分工作，或者使用 asm.js 編寫(xiě)更容易編譯機(jī)器指令的代碼。

我們所能做的，就是避免使用 JavaScript 動(dòng)畫(huà)庫(kù)。只有在使用常規(guī)的 CSS 轉(zhuǎn)換和動(dòng)畫(huà)完全無(wú)法實(shí)現(xiàn)時(shí)，才去使用這些庫(kù)。

即使這些 JavaScript 動(dòng)畫(huà)庫(kù)使用 CSS 轉(zhuǎn)換，合成屬性和 requestAnimationFrame( )，但是它們?nèi)匀贿\(yùn)行在 JavaScript 的主線程上。基本上這些庫(kù)會(huì)使用內(nèi)聯(lián)樣式每16ms訪問(wèn)一次 DOM。你需要確保所有的 JavaScript 都在每幀8ms以內(nèi)完成，才能保持動(dòng)畫(huà)的平滑性。

另一方面，CSS 動(dòng)畫(huà)和轉(zhuǎn)換會(huì)在主線程中運(yùn)行，如果能夠高效執(zhí)行，則能避免重新布局/重排的情況出現(xiàn)。

考慮到大多數(shù)動(dòng)畫(huà)都在加載或用戶交互的過(guò)程中運(yùn)行，這可以為你的 web 應(yīng)用程序提供非常重要的調(diào)整空間。

web Animations API 是一個(gè)即將到來(lái)的功能集，它能夠脫離主線程執(zhí)行高性能的 JavaScript 動(dòng)畫(huà)。但就目前而言，還需要繼續(xù)使用 CSS 轉(zhuǎn)換等技術(shù)。

捆綁尺寸非常重要

現(xiàn)在已經(jīng)不再是在 </body> 結(jié)束標(biāo)簽之前包含有多個(gè) <script> 的時(shí)代了?，F(xiàn)在，可以在 npm 上找到各式各樣的工具包，并且可以將這些工具包和 Webpack 捆綁在一個(gè)單個(gè)的 1MB 大小的 JavaScript 文件中，在完成數(shù)據(jù)計(jì)劃時(shí)，提醒用戶的瀏覽器進(jìn)行爬取。

這樣可以使用更少量的 JavaScript，這也意味著你的項(xiàng)目可能不再需要整個(gè)Lodash庫(kù)。如果必須使用 JavaScript 庫(kù)，也可以考慮使用 React 以外的東西，比如 Preact 或者 HyperHTML，它們只是 React 的1/20大小。

Webpack 3 有著神奇的功能，被稱作代碼分割和動(dòng)態(tài)導(dǎo)入。它不會(huì)將所有 JavaScript 模塊捆綁到一個(gè) app.js 整包中，而是使用 import( ) 語(yǔ)法自動(dòng)分割代碼并且進(jìn)行異步加載。

你不需要使用框架、組件和客戶端路由，就能獲得這些好處。你只需要簡(jiǎn)單地在主 JavaScript 文件中寫(xiě)入以下內(nèi)容：

if (document.querySelector('.mega-widget')) {
 import('./mega-widget');
}

如果你的應(yīng)用程序需要在頁(yè)面上用到這個(gè)小部件，它將動(dòng)態(tài)加載所需的支持代碼。

另外，Webpack 需要運(yùn)行時(shí)間來(lái)工作，并將其注入到它生成的所有 .js 文件中。如果使用該 commonChunks 插件，則可以使用以下內(nèi)容將運(yùn)行時(shí)抽取到 Chunk 中：

new webpack.optimize.CommonsChunkPlugin({
 name: 'runtime',
}),

確保 Webpack 在主 JavaScript 包之前已完成加載，那么所有其它 chunk 中的運(yùn)行時(shí)間會(huì)剝離到各自的文件中，這種情況也被成為 runtime.js。例如：

<script src="runtime.js">
<script src="main-bundle.js">

然后是編譯代碼和 polyfills 的部分。如果你正在編寫(xiě)現(xiàn)代 JavaScript 代碼（ES6 +），則可以使用 Babel 將其轉(zhuǎn)換為 ES5 兼容的代碼。與原生 ES6+ 代碼相比，編譯不僅增加了文件的大小，還增加了復(fù)雜性，并且經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)性能下降的情況。

除此之外，你還很可能使用 babel-polyfill 軟件包和 whatwg-fetch，來(lái)修復(fù)舊版本瀏覽器中的缺失功能。因此如果你正在編寫(xiě) async/await，你還需要使用包 regenerator-runtime 的生成器來(lái)進(jìn)行編譯。

問(wèn)題是，你為 JavaScript 軟件包添加了近 100KB 的內(nèi)容，這不僅是一個(gè)巨大的文件，而且預(yù)示著巨大的解析和執(zhí)行花費(fèi)，以便能夠支持舊版本的瀏覽器。

一種方法是創(chuàng)建兩個(gè)獨(dú)立的 bundle，并根據(jù)實(shí)際條件來(lái)加載它們。Babel 轉(zhuǎn)換編譯器在 babel-preset-env 的幫助下，會(huì)使同時(shí)面臨新舊兩種瀏覽器的情況更加容易處理。

一個(gè)并不規(guī)范但行之有效的方法，是將以下內(nèi)容放在一個(gè)內(nèi)聯(lián)腳本中：

(function() {
 try {
 new Function('async () => {}')();
 } catch (error) {
 // create script tag pointing to legacy-bundle.js;
 return;
 }
 // create script tag pointing to modern-bundle.js;;
})();

如果瀏覽器無(wú)法識(shí)別 async 函數(shù)，則會(huì)被認(rèn)為是舊版本的瀏覽器，此時(shí)就會(huì)用到 polyfill 包。如果能識(shí)別，用戶則將得到現(xiàn)代瀏覽器的處理。

結(jié)論

想要提高網(wǎng)站的運(yùn)行速度，就需要確保網(wǎng)站能快速的加載 JavaScript 文件，以實(shí)現(xiàn)快速的互動(dòng)。你的 JavaScript 代碼應(yīng)該被分成更小的、可管理的 bundle，同時(shí)盡可能地進(jìn)行異步加載。在服務(wù)器端，請(qǐng)確保啟用了 HTTP 2.0，以便實(shí)現(xiàn)更快的并行傳輸和 gzip/Brotli 壓縮，從而大大減少了 JavaScript 的傳輸大小。

以上這篇基于JavaScript 性能優(yōu)化技巧心得(分享)就是小編分享給大家的全部?jī)?nèi)容了，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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