JavaScript中的無阻塞加載性能優(yōu)化方案
Javascript在瀏覽器中的性能，可以說是前端開發(fā)者所要面對的最重要的可用性問題。
在Yahoo的Yslow23條規(guī)則當(dāng)中，其中一條是將JS放在底部 。原因是，事實(shí)上，大多數(shù)瀏覽器使用單進(jìn)程處理UI和更新Javascript運(yùn)行等多個(gè)任務(wù)，而同一時(shí)間只能有一個(gè)任務(wù)被執(zhí)行。Javascript運(yùn)行了多長時(shí)間，那么在瀏覽器空閑下來響應(yīng)用戶交互之前的等待時(shí)間就有多長。
從基本層面說,這意味著<script>標(biāo)簽的出現(xiàn)使整個(gè)頁面因腳本解析、運(yùn)行而出現(xiàn)等待。不論實(shí)際的 JavaScript 代碼是內(nèi)聯(lián)的還是包含在一個(gè)不相干的外部文件中,頁面下載和解析過程必須停下,等待腳本 完成這些處理,然后才能繼續(xù)。這是頁面生命周期必不可少的部分,因?yàn)槟_本可能在運(yùn)行過程中修改頁面 內(nèi)容。典型的例子是 document.write()函數(shù),例如:
<html>
<head>
<title>Script Example</title>
</head>
<body>
<p>
<script type="text/javascript">
document.write("The date is " + (new Date()).toDateString());
</script>
</p>
</body>
</html>
當(dāng)瀏覽器遇到一個(gè)<script>標(biāo)簽時(shí),正如上面 HTML 頁面中那樣,無法預(yù)知 JavaScript 是否在<p>標(biāo)簽中 添加內(nèi)容。因此,瀏覽器停下來,運(yùn)行此 JavaScript 代碼,然后再繼續(xù)解析、翻譯頁面。同樣的事情發(fā)生 在使用 src 屬性加載 JavaScript 的過程中。瀏覽器必須首先下載外部文件的代碼,這要占用一些時(shí)間,然后 解析并運(yùn)行此代碼。此過程中,頁面解析和用戶交互是被完全阻塞的。
因?yàn)槟_本阻塞其他頁面資源的下載過程,所以推薦的辦法是:將所有<script>標(biāo)簽放在盡可能接近<body> 標(biāo)簽底部的位置,盡量減少對整個(gè)頁面下載的影響。例如:
<html>
<head>
<title>Script Example</title>
<link rel="stylesheet" type="text/css" href="styles.css">
</head>
<body>
<p>Hello world!</p>
<-- Example of recommended script positioning -->
<script type="text/javascript" src="file1.js"></script>
<script type="text/javascript" src="file2.js"></script>
<script type="text/javascript" src="file3.js"></script>
</body>
</html>
此代碼展示了所推薦的<script>標(biāo)簽在 HTML 文件中的位置。盡管腳本下載之間互相阻塞,但頁面已經(jīng) 下載完成并且顯示在用戶面前了,進(jìn)入頁面的速度不會(huì)顯得太慢。這就是上面提到的將JS放到底部。
另外，Yahoo! 為他的“Yahoo! 用戶接口(Yahoo! User Interface,YUI)”庫創(chuàng)建一個(gè)“聯(lián)合句柄”,這是通過他 們的“內(nèi)容投遞網(wǎng)絡(luò)(Content Delivery Network,CDN)”實(shí)現(xiàn)的。任何一個(gè)網(wǎng)站可以使用一個(gè)“聯(lián)合句柄”URL 指出包含 YUI 文件包中的哪些文件。例如,下面的 URL 包含兩個(gè)文件:
<script type="text/javascript" src="http://yui.yahooapis.com/combo?2.7.0/build/yahoo/yahoo-min.js&2.7.0/build/event/event-min.js"></script>
此 URL 調(diào)用 2.7.0 版本的 yahoo-min.js 和 event-min.js 文件。這些文件在服務(wù)器上是兩個(gè)分離的文件,但是 當(dāng)服務(wù)器收到此 URL 請求時(shí),兩個(gè)文件將被合并在一起返回給客戶端。通過這種方法,就不再需要兩個(gè) <script>標(biāo)簽(每個(gè)標(biāo)簽加載一個(gè)文件),一個(gè)<script>標(biāo)簽就可以加載他們。這是在HTML頁面包含多個(gè)外部Javascript的最佳方法。
Noblocking Scripts 非阻塞腳本
上述是頁面初始狀態(tài)包含多個(gè)Javascript腳本加載的最佳方法。Javascript傾向于阻塞瀏覽器某些處理過程，如http請求和界面刷新，這是開發(fā)者面臨的最顯著性能問題。保持Javascript文件短小，并限制http請求的數(shù)量，只是創(chuàng)建反應(yīng)迅速的網(wǎng)頁應(yīng)用第一步。
但諸如大型網(wǎng)頁有大量的Js代碼，保持源碼短小并不總是一種最佳選擇。So，非阻塞腳本應(yīng)運(yùn)而生，我們需要的是向頁面中逐步添加javascript，某種程度上而言不會(huì)阻塞瀏覽器。
而非阻塞腳本的關(guān)鍵在于，等頁面完成加載之后，再加載Javascript源碼，這意味著在window的load事件發(fā)出之后開始下載代碼。
相關(guān)解釋：
window 的load事件只會(huì)在頁面載入完畢后觸發(fā)一次且僅一次。
window.onload=function(){}必須等待網(wǎng)頁中所有的內(nèi)容加載完畢后 ( 包括元素的所有關(guān)聯(lián)文件，例如圖片 ) 才能執(zhí)行，即Javascript此時(shí)才可以訪問頁面中的任何元素。
如下述幾種方法：
Deferred Scripts 延期腳本
Html4為<script>標(biāo)簽定義了一個(gè)擴(kuò)展屬性：defer。
這個(gè)defer屬性指明元素中所包含的腳本不打算修改DOM，因此代碼可以稍后執(zhí)行。defer屬性只被Internet Explorer 4+和Firefox 3.5+支持，它不是一個(gè)理想的跨瀏覽器解決方案。在其他瀏覽器上，defer屬性將被忽略。所以，<script>標(biāo)簽會(huì)按照正常默認(rèn)方式處理，即是會(huì)造成阻塞。如果得到各個(gè)主流瀏覽器的支持，這仍是一種有效的解決方式。
<script type="text/javascript" src="file1.js" defer></script>
一個(gè)帶有defer屬性的<script>標(biāo)簽可以放置在文檔的任何位置，它會(huì)在被解析時(shí)啟動(dòng)下載，直到DOM加載完成（在onload事件句柄被調(diào)用之前）。當(dāng)一個(gè)defer的Javascript文件被下載時(shí)，它不會(huì)阻塞瀏覽器的其他處理過程，所以這些文件可以與其他資源一起并行下載。
可以使用下述代碼測試瀏覽器是否支持defer屬性：
<html>
<head>
<title>Script Defer Example</title>
</head>
<body>
<script defer> alert("defer");</script>
<script> alert("script"); </script>
<script> window.onload = function(){ alert("load");}; </script>
</body>
</html>
如果瀏覽器不支持defer，那么彈出的對話框的順序是“defer”，“script”，“l(fā)oad”。
如果瀏覽器支持defer，那么彈出的對話框的順序是“script”，“l(fā)oad”，“defer”。
Dynamic Script Elements 動(dòng)態(tài)腳本元素
DOM允許我們使用Javascript動(dòng)態(tài)創(chuàng)建HTML的幾乎所有文檔內(nèi)容，一個(gè)新的<script>元素可以非常容易的通過標(biāo)準(zhǔn)DOM創(chuàng)建：
1 var script = document.createElement ("script");
2 script.type = "text/javascript";
3 script.src = "file1.js";
4 document.body.appendChild(script);
新的<script>元素加載file1.js源文件。此文件當(dāng)元素添加到頁面后立刻開始下載。此技術(shù)的重點(diǎn)在于：無論在何處啟動(dòng)下載，文件的下載和運(yùn)行都不會(huì)阻塞其他頁面處理過程。
當(dāng)文件使用動(dòng)態(tài)腳本節(jié)點(diǎn)下載時(shí)，返回的代碼通常立即執(zhí)行（除了Firefox和Opera，它們將等待此前的所有動(dòng)態(tài)腳本節(jié)點(diǎn)執(zhí)行完畢）。
大多數(shù)情況下，我們希望調(diào)用一個(gè)函數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)Javascript文件的動(dòng)態(tài)下載。下面的函數(shù)封裝實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)和IE實(shí)現(xiàn)：
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);
}
loadScript("file1.js", function(){ //調(diào)用
alert("File is loaded!");
});
此函數(shù)接受兩個(gè)參數(shù)：Javascript文件的Url和一個(gè)當(dāng)Javascript接收完成時(shí)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src屬性，并將javascript文件添加到head。
動(dòng)態(tài)腳本加載是非阻塞Javascript下載中最常用的模式，因?yàn)樗梢钥鐬g覽器，而且簡單易用。
XMLHttpRequest Script Injection XHR腳本注入
另一個(gè)以非阻塞方式獲得腳本的方法是使用XMLHttpRequest(XHR)對象將腳本注入到頁面中。此技術(shù)首先創(chuàng)建一個(gè)XHR對象，然后下載Javascript文件，接著用一個(gè)動(dòng)態(tài)<script>元素將Javascript代碼注入頁面。看demo：
var xhr = new XMLHttpRequest();
xhr.open("get", "file1.js", true);
xhr.onreadystatechange = function(){
if (xhr.readyState == 4){
if (xhr.status >= 200 && xhr.status < 300 || xhr.status == 304){ // 檢查http狀態(tài)碼
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(gè)獲取file1.js的文件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（200表示確定客戶端請求已成功，2xx表示有效回應(yīng)，304表示一個(gè)緩存響應(yīng)）。如果收到一個(gè)有效響應(yīng)，那么就創(chuàng)建一個(gè)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(shí)際上會(huì)創(chuàng)建一個(gè)帶有內(nèi)聯(lián)代碼的<script>元素，一旦新的<script>元素被添加到文檔，代碼將被執(zhí)行，并準(zhǔn)備使用。
此方法的優(yōu)點(diǎn)是兼容性佳，且你可以下載不立即執(zhí)行的Javascript代碼。由于代碼返回在<script>標(biāo)簽之外，它下載后不會(huì)自動(dòng)執(zhí)行，這使得你可以推遲執(zhí)行。
此方法的確定是受到瀏覽器同源限制，Javascript文件必須與頁面放置在同一個(gè)域內(nèi)，不能從CDN(內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)Content Delivery Network)下載。正因?yàn)檫@個(gè)原因，大型網(wǎng)頁通常不采用XHR腳本注入技術(shù)。
Recommended Noblocking Pattern 推薦的非阻塞模式
推薦的向頁面加載大量Javascript的方法分為兩個(gè)步驟：
第一步，包含動(dòng)態(tài)加載Javascript所需的代碼，然后加載頁面初始化所需的除了Javascript之外的部分。這部分代碼盡量小，可能只包含loadScript()函數(shù)，它的下載和運(yùn)行非常迅速，不會(huì)對頁面造成很大干擾。
第二步，當(dāng)初始代碼準(zhǔn)備好之后，用它來加載其余的Javascript。
例如：
1 <script type="text/javascript" src="loader.js">
2 </script> <script type="text/javascript">
3 loadScript("the-rest.js", function(){
4 Application.init();
5 });
6
7 </script>
將此代碼放置在body的關(guān)閉標(biāo)簽</body>之前。這樣做的好處是，首先，這樣確保Javascript運(yùn)行不會(huì)影響其他頁面的其他部分顯示。其次，當(dāng)?shù)诙糠諮avascript文件完成下載，所有應(yīng)用程序所必須的DOM已經(jīng)創(chuàng)建完畢，并做好被訪問的準(zhǔn)備，避免使用額外的事件處理（如window.onload）來得知頁面是否已經(jīng)準(zhǔn)備好了。
另一個(gè)選擇是直接將loadScript()函數(shù)嵌入在頁面中，這可以減少一個(gè)http請求的開銷。例如：
1 <script type="text/javascript">
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);
}
loadScript("the-rest.js", function(){
Application.init();
});
</script>
一旦頁面初始化代碼下載完成，還可以使用loadScript()函數(shù)加載頁面所需的額外功能函數(shù)。
介紹一個(gè)通用的工具，Yahoo! Search的Ryan Grove創(chuàng)建了LazyLoad庫（參見：http://github.com/rgrove/lazyload/ ）。LazyLoad是一個(gè)強(qiáng)大的loadScript()函數(shù)。LazyLoad精縮之后只有大約1.5KB。用法舉例如下：
<script type="text/javascript" src="lazyload-min.js"></script>
<script type="text/javascript">
LazyLoad.js("the-rest.js", function(){
Application.init();
});
</script>
Summary 總結(jié)
1.將所有<script>標(biāo)簽放置在頁面底部，緊靠關(guān)閉標(biāo)簽</body>的上方。此方法可以保證頁面在腳本運(yùn)行之前完成解析。
2.將腳本成組打包。頁面的<script>標(biāo)簽越少，頁面的加載速度就越快，響應(yīng)也更迅速。不論外部腳本文件還是內(nèi)聯(lián)代碼都是如此。
3.有幾種方法可以使用非阻塞方式下載Javascript：
1).為<script>標(biāo)簽添加defer屬性
2）.動(dòng)態(tài)創(chuàng)建<script>元素，用它下載并執(zhí)行代碼
3）.用XHR對象下載代碼，并注入到頁面
通過上述策略，可以極大提高那些使用Javascript代碼的網(wǎng)友應(yīng)用的實(shí)際性能。
參考書籍《高性能Javascript》。
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