網(wǎng)頁的性能優(yōu)化是前端開發(fā)老生常談的熱門話題，其中微信小程序因其頁面雙線程架構(gòu)設(shè)計，所以性能優(yōu)化的手段跟傳統(tǒng)的 H5 應(yīng)用不太一樣。今天主要介紹一下微信小程序頁面雙線程架構(gòu)的特性給頁面渲染帶來的一些影響，以及應(yīng)對的一些渲染性能調(diào)優(yōu)策略。為了敘述方便，下文會把微信小程序簡稱為小程序。

小程序的雙線程架構(gòu)

與傳統(tǒng)的瀏覽器Web頁面最大區(qū)別在于，小程序的是基于 雙線程 模型的，在這種架構(gòu)中，小程序的渲染層使用 WebView 作為渲染載體，而邏輯層則由獨立的 JsCore 線程運行 JS 腳本，雙方并不具備數(shù)據(jù)直接共享的通道，因此渲染層和邏輯層的通信要由 Native 的 JSBrigde 做中轉(zhuǎn)。

小程序更新視圖數(shù)據(jù)的通信流程

每當(dāng)小程序視圖數(shù)據(jù)需要更新時，邏輯層會調(diào)用小程序宿主環(huán)境提供的 setData 方法將數(shù)據(jù)從邏輯層傳遞到視圖層，經(jīng)過一系列渲染步驟之后完成UI視圖更新。完整的通信流程如下：

1. 小程序邏輯層調(diào)用宿主環(huán)境的 setData 方法。
2. 邏輯層執(zhí)行 JSON.stringify 將待傳輸數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成字符串并拼接到特定的JS腳本，并通過evaluateJavascript 執(zhí)行腳本將數(shù)據(jù)傳輸?shù)戒秩緦印?/li>
3. 渲染層接收到后， WebView JS 線程會對腳本進行編譯，得到待更新數(shù)據(jù)后進入渲染隊列等待 WebView 線程空閑時進行頁面渲染。
4. WebView 線程開始執(zhí)行渲染時，待更新數(shù)據(jù)會合并到視圖層保留的原始 data 數(shù)據(jù)，并將新數(shù)據(jù)套用在WXML片段中得到新的虛擬節(jié)點樹。經(jīng)過新虛擬節(jié)點樹與當(dāng)前節(jié)點樹的 diff 對比，將差異部分更新到UI視圖。同時，將新的節(jié)點樹替換舊節(jié)點樹，用于下一次重渲染。

引發(fā)渲染性能問題的一些原因

在上述通信流程中，一些不恰當(dāng)?shù)牟僮骺赡軙绊懙巾撁驿秩镜男阅埽?/p>

setData傳遞大量的新數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)的傳輸會經(jīng)歷跨線程傳輸和腳本編譯的過程，當(dāng)數(shù)據(jù)量過大，會增加腳本編譯的執(zhí)行時間，占用 WebView JS 線程。

下圖是我們做的一組測試統(tǒng)計：在相同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，各個機型分別對大小為 1KB 、 2KB 、 3KB 的數(shù)據(jù)執(zhí)行 setData 操作所消耗的時間。

從圖中可以看出， setData 數(shù)據(jù)傳輸量越大，數(shù)據(jù)傳輸所消耗的時間越大。

頻繁的執(zhí)行setData操作

頻繁的執(zhí)行 setData 會讓 WebView JS 線程一直忙碌于腳本的編譯、節(jié)點樹的對比計算和頁面渲染。導(dǎo)致的結(jié)果是：

1. 頁面渲染結(jié)果有一定的延時。
2. 用戶觸發(fā)頁面事件時，因 WebView JS 線程忙碌，用戶事件未能及時的傳輸?shù)竭壿媽佣鴮?dǎo)致反饋延遲。

過多的頁面節(jié)點數(shù)

• 頁面初始渲染時，渲染樹的構(gòu)建、計算節(jié)點幾何信息以及繪制節(jié)點到屏幕的時間開銷都跟頁面節(jié)點數(shù)量成正相關(guān)關(guān)系，頁面節(jié)點數(shù)量越多，渲染耗時越長。
• 每次執(zhí)行 setData 更新視圖， WebView JS 線程都要遍歷節(jié)點樹計算新舊節(jié)點數(shù)差異部分。當(dāng)頁面節(jié)點數(shù)量越多，計算的時間開銷越大，減少節(jié)點樹節(jié)點數(shù)量可以有效降低重渲染的時間開銷。

渲染性能優(yōu)化

基于引發(fā)渲染性能問題的原因，我們可以制定一些優(yōu)化策略來避免性能問題的發(fā)生。

setData優(yōu)化

setData 作為邏輯層與視圖層通信的媒介，是最容易造成渲染性能瓶頸的 API 。我們在使用 setData 時應(yīng)該遵循一些規(guī)則來盡可能避免性能問題的發(fā)生：

減少 setData 數(shù)據(jù)傳輸量

• 僅傳輸視圖層使用到的數(shù)據(jù)，其他 JS 環(huán)境用到的數(shù)據(jù)存放到 data 對象外。
• 合理利用局部更新。 setData 是支持使用 數(shù)據(jù)路徑 的方式對對象的局部字段進行更新，我們可能會遇到這樣的場景： list 列表是從后臺獲取的數(shù)據(jù)，并展示在頁面上，當(dāng) list 列表的第一項數(shù)據(jù)的 src 字段需要更新時，一般情況下我們會從后臺獲取新的 list 列表，執(zhí)行 setData 更新整個 list 列表。

 // 后臺獲取列表數(shù)據(jù)
 const list = requestSync(); 

 // 更新整個列表
 this.setData({ list }); 

實際上，只有個別字段需要更新時，我們可以這么寫來避免整個 list 列表更新:

// 后臺獲取列表數(shù)據(jù)
 const list = requestSync(); 

 // 局部更新列表
 this.setData({ 
   'list[0].src': list[0].src
 }); 

降低 setData 執(zhí)行頻率

1. 在不影響業(yè)務(wù)流程的前提下，將多個 setData 調(diào)用合并執(zhí)行，減少線程間通信頻次。
2. 當(dāng)需要在頻繁觸發(fā)的用戶事件（如 PageScroll 、 Resize 事件）中調(diào)用 setData ，合理的利用 函數(shù)防抖（debounce） 和 函數(shù)節(jié)流（throttle） 可以減少 setData 執(zhí)行次數(shù)。

函數(shù)防抖（debounce） ：函數(shù)在觸發(fā)n秒后才執(zhí)行一次，如果在n秒內(nèi)重復(fù)觸發(fā)函數(shù)，則重新計算時間。

函數(shù)節(jié)流（throttle） ：單位時間內(nèi)，只會觸發(fā)一次函數(shù)，如果同一個單位時間內(nèi)觸發(fā)多次函數(shù)，只會有一次生效。

除了讓開發(fā)者自覺遵循規(guī)則來減少 setData 數(shù)據(jù)傳輸量和執(zhí)行頻率之外，我們還可以自己設(shè)計一個 diff 算法，重新對 setData 進行封裝，使得在 setData 執(zhí)行之前，讓待更新的數(shù)據(jù)與原 data 數(shù)據(jù)做 diff 對比，計算出數(shù)據(jù)差異 patch 對象，判斷 patch 對象是否為空，如果為空則跳過執(zhí)行更新，否則再將 patch 對象執(zhí)行 setData 操作，從而達到減少數(shù)據(jù)傳輸量和降低執(zhí)行 setData 頻率的目的。

// setData重新封裝成新的方法，使得數(shù)據(jù)更新前先對新舊數(shù)據(jù)做diff對比，再執(zhí)行setData方法
this.update = (data) => {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    const result = diff(data, this.data);
    if (!Object.keys(result).length) {
      resolve(null);
      return;
    } 
    this.setData(result, () => {
      resolve(result);
    });
  });
}

當(dāng)然，可以直接引用這里 的現(xiàn)成 高性能小程序 setData diff算法

具體流程如下圖：

善用自定義組件

小程序自定義組件的實現(xiàn)是由小程序官方設(shè)計的 Exparser 框架所支持，框架實現(xiàn)的自定義組件的組件模型與 Web Components 標(biāo)準(zhǔn)的 Shadow DOM 相似：

在頁面引用自定義組件后，當(dāng)初始化頁面時， Exparser 會在創(chuàng)建頁面實例的同時，也會根據(jù)自定義組件的注冊信息進行組件實例化，然后根據(jù)組件自帶的 data 數(shù)據(jù)和組件WXML，構(gòu)造出獨立的 Shadow Tree ，并追加到頁面 Composed Tree 。創(chuàng)建出來的 Shadow Tree 擁有著自己獨立的邏輯空間、數(shù)據(jù)、樣式環(huán)境及setData調(diào)用：

基于自定義組件的 Shadow DOM 模型設(shè)計，我們可以將頁面中一些需要高頻執(zhí)行 setData 更新的功能模塊（如倒計時、進度條等）封裝成自定義組件嵌入到頁面中。當(dāng)這些自定義組件視圖需要更新時，執(zhí)行的是組件自己的 setData ，新舊節(jié)點樹的對比計算和渲染樹的更新都只限于組件內(nèi)有限的節(jié)點數(shù)量，有效降低渲染時間開銷。

下圖是我們在微保小程序WeDrive首頁中，將倒計時模塊抽取自定義組件前后的setData更新耗時對比：

從圖中可以看出，使用自定義組件后，倒計時模塊 setData 平均渲染耗時有了非常明顯的下降，實際在低端安卓機中體驗會感覺明顯的更流暢。

當(dāng)然，并不是使用自定義組件越多會越好，頁面每新增一個自定義組件， Exparser 需要多管理一個組件實例，內(nèi)存消耗會更大，當(dāng)內(nèi)存占用上升到一定程度，有可能導(dǎo)致 iOS 將部分 WKWebView 回收，安卓機體驗會變得更加卡頓。因此要合理的使用自定義組件，同時頁面設(shè)計也要注意不濫用標(biāo)簽。

總結(jié)

小程序雙線程架構(gòu)決定了數(shù)據(jù)通信優(yōu)化會是性能優(yōu)化中一個比較重要的點。而上述提到的幾個優(yōu)化建議只是優(yōu)化渲染性能中的一部分，要想讓你的頁面體驗變得更加絲滑，就要熟悉小程序框架的底層原理，根據(jù)小程序框架的特點，編寫出“合身”的前端代碼。

參考資料

微信小程序官方開發(fā)指南

小程序高性能setData diff算法

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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