一次失敗的jQuery優(yōu)化嘗試小結

更新時間：2011年02月06日 16:12:44 作者：

我經(jīng)常抱怨jQuery的DOM操作性能并不優(yōu)秀，并且經(jīng)常嘗試用一些方法去進行優(yōu)化，但是越是優(yōu)化，越是沮喪地發(fā)現(xiàn)jQuery其實已經(jīng)做得很好，從使用者的角度能夠進行的優(yōu)化實在有限

（這并不意味著jQuery的性能是優(yōu)秀的，反之只能說它是一個相對封閉的庫，無法從外部介入進行優(yōu)化）。這篇文章就記錄一次失敗的優(yōu)化經(jīng)歷。
優(yōu)化思想
這一次優(yōu)化的思想來自于數(shù)據(jù)庫。在數(shù)據(jù)庫優(yōu)化的時候，我們常會說“將大量的操作放在一個事務中一起提交，能有效提高效率”。雖然對數(shù)據(jù)庫不了解的我并不知道其原因，但是“事務”的思想?yún)s為我指明了方向（雖然是錯的……）。
因此我嘗試將“事務”這一概念引入到jQuery中，通過“打開”和“提交”事務，從外部對jQuery進行一些優(yōu)化，其最重要的在于減少each函數(shù)的循環(huán)次數(shù)。
眾所周知，jQuery的DOM操作，以get all, set first為標準，其中用于設置DOM屬性/樣式的操作，幾乎都是對選擇出來的元素的一次遍歷，jQuery.access函數(shù)就是其中最核心的部分，其中用于循環(huán)的代碼如下：

復制代碼代碼如下:

 
// Setting one attribute 
if ( value !== undefined ) { 
// Optionally, function values get executed if exec is true 
exec = !pass && exec && jQuery.isFunction(value); 
for ( var i = 0; i < length; i++ ) { 
fn( 
elems[i], 
key, 
exec ? value.call(elems[i], i, fn(elems[i], key)) : value, 
pass 
); 
} 
return elems; 
} 

比如jQuery.fn.css函數(shù)就是這樣的：

復制代碼代碼如下:

 
jQuery.fn.css = function( name, value ) { 
// Setting 'undefined' is a no-op 
if ( arguments.length === 2 && value === undefined ) { 
return this; 
} 
return jQuery.access( this, name, value, true, function( elem, name, value ) { 
return value !== undefined ? 
jQuery.style( elem, name, value ) : 
jQuery.css( elem, name ); 
}); 
}; 

因此，下面這樣的代碼，假設被選擇的div元素有5000個，則要循環(huán)訪問10000個節(jié)點：
jQuery('div').css('height', 300).css('width', 200);
而在我的想法中，在一個“事務”中，可以如數(shù)據(jù)庫的操作一般，通過保存所有的操作，在“提交事務”的時候統(tǒng)一進行，將10000次節(jié)點訪問，減少至5000次，相當于提升了“1倍”的性能。
簡單實現(xiàn)
“事務”式的jQuery操作中，提供2個函數(shù)：
begin：打開一個“事務”，返回一個事務的對象。該對象擁有jQuery的所有函數(shù)，但是調用函數(shù)并不會立刻生效，只有在“提交事務”后才會生效。
commit：提交一個“事務”，保證所有事先調用過的函數(shù)都生效，交返回原本的jQuery對象。
實現(xiàn)起來也很方便：
創(chuàng)建一個“事務對象”，復制jQuery.fn上所有函數(shù)到該對象中。
當調用某個函數(shù)時，在預先準備好的“隊列”中添加調用的函數(shù)名和相關參數(shù)。
當提交事務時，對被選擇的元素進行一次遍歷，對遍歷中的每個節(jié)點應用“隊列”中的所有函數(shù)。
簡單地代碼如下：

復制代碼代碼如下:

 
var slice = Array.prototype.slice; 
jQuery.fn.begin = function() { 
var proxy = { 
_core: c, 
_queue: [] 
}, 
key, 
func; 
//復制jQuery.fn上的函數(shù) 
for (key in jQuery.fn) { 
func = jQuery.fn[key]; 
if (typeof func == 'function') { 
//這里會因為for循環(huán)產(chǎn)生key始終是最后一個循環(huán)值的問題 
//因此必須使用一個閉包保證key的有效性（LIFT效應） 
(function(key) { 
proxy[key] = function() { 
//將函數(shù)調用放到隊列中 
this._queue.push([key, slice.call(arguments, 0)]); 
return this; 
}; 
})(key); 
} 
} 
//避免commit函數(shù)也被攔截 
proxy.commit = jQuery.fn.commit; 
return proxy; 
}; 
jQuery.fn.commit = function() { 
var core = this._core, 
queue = this._queue; 
//僅一個each循環(huán) 
core.each(function() { 
var i = 0, 
item, 
jq = jQuery(this); 
//調用所有函數(shù) 
for (; item = queue[i]; i++) { 
jq[item[0]].apply(jq, item[1]); 
} 
}); 
return this.c; 
}; 

測試環(huán)境
測試使用以下條件：
5000個div放在一個容器（<div id="container"></div>）中。
使用$('#container>div')選擇這5000個div。
每個div要求設置一個隨機背景色（randomColor函數(shù)），和800px以下的隨機寬度（randomWidth函數(shù)）。
參加測試的調用方法有3個：
正常使用法：

復制代碼代碼如下:

 
$('#container>div') 
.css('background-color', randomColor) 
.css('width', randomWidth); 

單次循環(huán)法:

復制代碼代碼如下:

 
$('#container>div').each(function() { 
$(this).css('background-color', randomColor).css('width', randomWidth); 
}); 

事務法：

復制代碼代碼如下:

 
$('#container>div') 
.begin() 
.css('background-color', randomColor) 
.css('width', randomWidth) 
.commit(); 

對象賦值法：

復制代碼代碼如下:

 
$('#container>div').css({ 
'background-color': randomColor, 
'width': randomWidth 
}); 

測試瀏覽器選擇Chrome 8系列（用IE測就直接掛了）。
悲傷的結果
原本的預測結果是，單次循環(huán)法的效率遠高于正常使用法，同時事務法雖然比單次循環(huán)法慢一些，但應該比正常使用法更快，而對象賦值法其實是jQuery內部支持的單次循環(huán)法，效率應該是最高的。
然而遺憾的是，結果如下：
正常使用法單次循環(huán)法事務法對象賦值法
18435ms 18233ms 18918ms 17748ms
從結果上看，事務法成了最慢的一種方法。同時單次循環(huán)與正常使用并沒有明顯的優(yōu)勢，甚至依賴jQuery內部實現(xiàn)的對象賦值法也沒有拉開很大的差距。
由于5000個元素的操作已經(jīng)是非常龐大的循環(huán)，如此龐大的循環(huán)也沒能拉開性能的差距，平時最常用的10個左右的元素操作更不可能有明顯的優(yōu)勢，甚至還可能將劣勢擴大化。
究其原因，由于本身單次循環(huán)法就沒有明顯的性能提升，因此依賴于單次循環(huán)，并是在單次循環(huán)之上進行外部構建的事務法，自然是在單次循環(huán)的基礎上還需要額外增加創(chuàng)建事務對象、保存函數(shù)隊列、遍歷函數(shù)隊列等開銷，結果敗給正常使用法也在情理之中。
至此，也算是可以宣布模仿“事務”的優(yōu)化之道的失敗。但是對這個結果卻還能進一步地分析。
性能在哪里
首先，從代碼的使用上來分析，將正常使用法和測試中最快的對象賦值法進行比較，可以說兩者的差距僅在于循環(huán)的元素個數(shù)的不同（這里拋開了jQuery的內部問題，事實上jQuery.access的糟糕實現(xiàn)也確實有拖對象賦值法后腿之嫌，好在并不嚴重），正常使用法是10000個元素，對象賦值法是5000個元素。因此可以簡單地認為，18435 - 17748 = 687ms是循環(huán)5000個元素的耗時，這占到整個執(zhí)行過程的3.5%左右，并不是整個執(zhí)行過程的主干，其實真的沒有優(yōu)化的必要。

那么另外96.5%的開銷去了哪里呢？謹記Doglas的一句話，“事實上Javascript并不慢，慢的是DOM的操作”。其實剩下96.5%的開銷中，除去函數(shù)調用等基本的消耗，至少有95%的時間是用在了DOM元素的樣式被改變后的重新渲染之上。

發(fā)現(xiàn)了這個事實之后，其實也就有了更正確的優(yōu)化方向，也是前端性能中的基本原則之一：在修改大量子元素時，先將根父DOM節(jié)點移出DOM樹。因此如果使用以下的代碼再進行測試：

復制代碼代碼如下:

 
//沒有重用$('#container')已經(jīng)很糟糕了 
$('#container').detach().find('div') 
.css('background-color', randomColor) 
.css('width', randomWidth); 
$('#container').appendTo(document.body); 

測試結果始終停留在900ms左右，與前面的數(shù)據(jù)完全不在一個數(shù)量級之上，真正的優(yōu)化成功。

教訓和總結
千萬要找到正確的性能瓶頸再進行優(yōu)化，盲目的猜測只會導致走上錯誤而偏激的道路。
數(shù)據(jù)說話，數(shù)據(jù)面前誰也別說話！
不認為“事務”這個方向是錯誤的，如果jQuery原生就能支持“事務”這樣的概念，會不會有其他的點可以優(yōu)化？比如一個事務自動會將父元素脫離出DOM樹之類的……