網(wǎng)頁(yè)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(yè)面雙線程架構(gòu)設(shè)計(jì)，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(yè)面雙線程架構(gòu)的特性給頁(yè)面渲染帶來(lái)的一些影響，以及應(yīng)對(duì)的一些渲染性能調(diào)優(yōu)策略。為了敘述方便，下文會(huì)把微信小程序簡(jiǎn)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(yè)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(dú)立的 JsCore 線程運(yùn)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(shí)，邏輯層會(huì)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(guò)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(guò)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(huì)對(duì)腳本進(jìn)行編譯，得到待更新數(shù)據(jù)后進(jìn)入渲染隊(duì)列等待 WebView 線程空閑時(shí)進(jìn)行頁(yè)面渲染。
4. WebView 線程開始執(zhí)行渲染時(shí)，待更新數(shù)據(jù)會(huì)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(diǎn)樹。經(jīng)過(guò)新虛擬節(jié)點(diǎn)樹與當(dāng)前節(jié)點(diǎn)樹的 diff 對(duì)比，將差異部分更新到UI視圖。同時(shí)，將新的節(jié)點(diǎn)樹替換舊節(jié)點(diǎn)樹，用于下一次重渲染。

引發(fā)渲染性能問(wèn)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?huì)影響到頁(yè)面渲染的性能：

setData傳遞大量的新數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)的傳輸會(huì)經(jīng)歷跨線程傳輸和腳本編譯的過(guò)程，當(dāng)數(shù)據(jù)量過(guò)大，會(huì)增加腳本編譯的執(zhí)行時(shí)間，占用 WebView JS 線程。

下圖是我們做的一組測(cè)試統(tǒng)計(jì)：在相同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，各個(gè)機(jī)型分別對(duì)大小為 1KB 、 2KB 、 3KB 的數(shù)據(jù)執(zhí)行 setData 操作所消耗的時(shí)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(shí)間越大。

頻繁的執(zhí)行setData操作

頻繁的執(zhí)行 setData 會(huì)讓 WebView JS 線程一直忙碌于腳本的編譯、節(jié)點(diǎn)樹的對(duì)比計(jì)算和頁(yè)面渲染。導(dǎo)致的結(jié)果是：

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

過(guò)多的頁(yè)面節(jié)點(diǎn)數(shù)

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

渲染性能優(yōu)化

基于引發(fā)渲染性能問(wèn)題的原因，我們可以制定一些優(yōu)化策略來(lái)避免性能問(wèn)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?cè)谑褂?setData 時(shí)應(yīng)該遵循一些規(guī)則來(lái)盡可能避免性能問(wèn)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(duì)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(duì)對(duì)象的局部字段進(jìn)行更新，我們可能會(huì)遇到這樣的場(chǎng)景： list 列表是從后臺(tái)獲取的數(shù)據(jù)，并展示在頁(yè)面上，當(dāng) list 列表的第一項(xiàng)數(shù)據(jù)的 src 字段需要更新時(shí)，一般情況下我們會(huì)從后臺(tái)獲取新的 list 列表，執(zhí)行 setData 更新整個(gè) list 列表。

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

 // 更新整個(gè)列表
 this.setData({ list }); 

實(shí)際上，只有個(gè)別字段需要更新時(shí)，我們可以這么寫來(lái)避免整個(gè) list 列表更新:

// 后臺(tái)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(gè) 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(jì)算時(shí)間。

函數(shù)節(jié)流（throttle） ：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)，只會(huì)觸發(fā)一次函數(shù)，如果同一個(gè)單位時(shí)間內(nèi)觸發(fā)多次函數(shù)，只會(huì)有一次生效。

除了讓開發(fā)者自覺遵循規(guī)則來(lái)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(jì)一個(gè) diff 算法，重新對(duì) setData 進(jìn)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(duì)比，計(jì)算出數(shù)據(jù)差異 patch 對(duì)象，判斷 patch 對(duì)象是否為空，如果為空則跳過(guò)執(zhí)行更新，否則再將 patch 對(duì)象執(zhí)行 setData 操作，從而達(dá)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(duì)新舊數(shù)據(jù)做diff對(duì)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(shí)現(xiàn)是由小程序官方設(shè)計(jì)的 Exparser 框架所支持，框架實(shí)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(yè)面引用自定義組件后，當(dāng)初始化頁(yè)面時(shí)， Exparser 會(huì)在創(chuàng)建頁(yè)面實(shí)例的同時(shí)，也會(huì)根據(jù)自定義組件的注冊(cè)信息進(jìn)行組件實(shí)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(dú)立的 Shadow Tree ，并追加到頁(yè)面 Composed Tree 。創(chuàng)建出來(lái)的 Shadow Tree 擁有著自己獨(dú)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(jì)，我們可以將頁(yè)面中一些需要高頻執(zhí)行 setData 更新的功能模塊（如倒計(jì)時(shí)、進(jìn)度條等）封裝成自定義組件嵌入到頁(yè)面中。當(dāng)這些自定義組件視圖需要更新時(shí)，執(zhí)行的是組件自己的 setData ，新舊節(jié)點(diǎn)樹的對(duì)比計(jì)算和渲染樹的更新都只限于組件內(nèi)有限的節(jié)點(diǎn)數(shù)量，有效降低渲染時(shí)間開銷。

下圖是我們?cè)谖⒈Ｐ〕绦騑eDrive首頁(yè)中，將倒計(jì)時(shí)模塊抽取自定義組件前后的setData更新耗時(shí)對(duì)比：

從圖中可以看出，使用自定義組件后，倒計(jì)時(shí)模塊 setData 平均渲染耗時(shí)有了非常明顯的下降，實(shí)際在低端安卓機(jī)中體驗(yàn)會(huì)感覺明顯的更流暢。

當(dāng)然，并不是使用自定義組件越多會(huì)越好，頁(yè)面每新增一個(gè)自定義組件， Exparser 需要多管理一個(gè)組件實(shí)例，內(nèi)存消耗會(huì)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(jī)體驗(yàn)會(huì)變得更加卡頓。因此要合理的使用自定義組件，同時(shí)頁(yè)面設(shè)計(jì)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(huì)是性能優(yōu)化中一個(gè)比較重要的點(diǎn)。而上述提到的幾個(gè)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(yè)面體驗(yàn)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(diǎn)，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?jī)?nèi)容，希望對(duì)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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