Web性能優(yōu)化系列 10個提升JavaScript性能的技巧
Nicholas Zakas是一位 JS 大師,Yahoo! 首頁的前端主程。他是《高性能 Javascript》的作者,這本書值得每個程序員去閱讀。
當(dāng)談到 JS 性能的時候,Zakas差不多就是你要找的,2010年六月他在Google Tech Talk發(fā)表了名為《Speed Up Your Javascript》的演講。
但 Javascript 性能優(yōu)化絕不是一種書面的技術(shù),Nicholas 的技術(shù)演進(jìn)列出了10條建議,幫助你寫出高效的 JS 代碼。
1. 定義局部變量
當(dāng)一個變量被引用的時候,JavaScript將在作用域鏈中的不同成員中查找這個變量。作用域鏈指的是當(dāng)前作用于下可用變量的集合,它在各種主流瀏覽器中至少包含兩個部分:局部變量的集合和全局變量的集合。
簡單地說,如果JavaScript引擎在作用域鏈中搜索的深度越大,那么操作也就會消耗更多的時間。引擎首先從 this 開始查找局部變量,然后是函數(shù)參數(shù)、本地定義的變量,最后遍歷所有的全局變量。
因為局部變量在這條鏈的起端,所以查找局部變量總是比查找全局變量要塊。所以當(dāng)你想要不止一次地使用一個全局變量的時候,你應(yīng)該將它定義成局部變量,就像這樣:
var blah = document.getElementById('myID'), blah2 = document.getElementById('myID2');
改寫成
var doc = document, blah = doc.getElementById('myID'), blah2 = doc.getElementById('myID2');
2. 不要使用 with() 語句
這是因為 with() 語句將會在作用域鏈的開始添加額外的變量。額外的變量意味著,當(dāng)任何變量需要被訪問的時候,JavaScript引擎都需要先掃描with()語句產(chǎn)生的變量,然后才是局部變量,最后是全局變量。
So with() essentially gives local variables all the performance drawbacks of global ones, and in turn derails Javascript optimization. 因此with()語句同時給局部變量和全局變量的性能帶來負(fù)面影響,最終使我們優(yōu)化JavaScript性能的計劃破產(chǎn)。
3. 小心使用閉包
雖然你可能還不知道“閉包”,但你可能在不經(jīng)意間經(jīng)常使用這項技術(shù)。閉包基本上被認(rèn)為是JavaScript中的new,當(dāng)我們定義一個即時函數(shù)的時候,我們就使用了閉包,比如:
document.getElementById('foo').onclick = function(ev) { };
閉包的問題在于:根據(jù)定義,在它們的作用域鏈中至少有三個對象:閉包變量、局部變量和全局變量。這些額外的對象將會導(dǎo)致第1和第2個建議中提到的性能問題。
但是我認(rèn)為Nicholas并不是要我們因噎廢食,閉包對于提高代碼可讀性等方面還是非常有用的,只是不要濫用它們(尤其在循環(huán)中)。
4. 對象屬性和數(shù)組元素的速度都比變量慢
談到JavaScript的數(shù)據(jù),一般來說有4種訪問方式:數(shù)值、變量、對象屬性和數(shù)組元素。在考慮優(yōu)化時,數(shù)值和變量的性能差不多,并且速度顯著優(yōu)于對象屬性和數(shù)組元素。
因此當(dāng)你多次引用一個對象屬性或者數(shù)組元素的時候,你可以通過定義一個變量來獲得性能提升。(這一條在讀、寫數(shù)據(jù)時都有效)
雖然這條規(guī)則在絕大多數(shù)情況下是正確的,但是Firefox在優(yōu)化數(shù)組索引上做了一些有意思的工作,能夠讓它的實際性能優(yōu)于變量。但是考慮到數(shù)組元素在其他瀏覽器上的性能弊端,還是應(yīng)該盡量避免數(shù)組查找,除非你真的只針對于火狐瀏覽器的性能而進(jìn)行開發(fā)。
5. 不要在數(shù)組中挖得太深
另外,程序員應(yīng)該避免在數(shù)組中挖得太深,因為進(jìn)入的層數(shù)越多,操作速度就越慢。
簡單地說,在嵌套很多層的數(shù)組中操作很慢是因為數(shù)組元素的查找速度很慢。試想如果操作嵌套三層的數(shù)組元素,就要執(zhí)行三次數(shù)組元素查找,而不是一次。
因此如果你不斷地引用 foo.bar, 你可以通過定義 var bar = foo.bar 來提高性能。
6. 避免 for-in 循環(huán)(和基于函數(shù)的迭代)
這是另一條非常教條的建議:不要使用for-in循環(huán)。
這背后的邏輯非常直接:要遍歷一個集合內(nèi)的元素,你可以使用諸如for循環(huán)、或者do-while循環(huán)來替代for-in循環(huán),for-in循環(huán)不僅僅可能需要遍歷額外的數(shù)組項,還需要更多的時間。
為了遍歷這些元素,JavaScript需要為每一個元素建立一個函數(shù),這種基于函數(shù)的迭代帶來了一系列性能問題:額外的函數(shù)引入了函數(shù)對象被創(chuàng)建和銷毀的上下文,將會在作用域鏈的頂端增加額外的元素。
7. 在循環(huán)時將控制條件和控制變量合并起來
提到性能,在循環(huán)中需要避免的工作一直是個熱門話題,因為循環(huán)會被重復(fù)執(zhí)行很多次。所以如果有性能優(yōu)化的需求,先對循環(huán)開刀有可能會獲得最明顯的性能提升。
一種優(yōu)化循環(huán)的方法是在定義循環(huán)的時候,將控制條件和控制變量合并起來,下面是一個沒有將他們合并起來的例子:
for ( var x = 0; x < 10; x++ ) {
};
當(dāng)我們要添加什么東西到這個循環(huán)之前,我們發(fā)現(xiàn)有幾個操作在每次迭代都會出現(xiàn)。JavaScript引擎需要:
#1:檢查 x 是否存在
#2:檢查 x 是否小于 0 (譯者注:我猜這里是作者的筆誤)
#3:使 x 增加 1
然而如果你只是迭代元素中的一些元素,那么你可以使用while循環(huán)進(jìn)行輪轉(zhuǎn)來替代上面這種操作:
var x = 9; do { } while( x-- );
如果你想更深入地了解循環(huán)的性能,Zakas提供了一種高級的循環(huán)優(yōu)化技巧,使用異步進(jìn)行循環(huán)(碉堡了?。?/p>
8. 為HTML集合對象定義數(shù)組
JavaScript使用了大量的HTML集合對象,比如 document.forms,document.images 等等。通常他們被諸如 getElementsByTagName、getElementByClassName 等方法調(diào)用。
由于大量的DOM selection操作,HTML集合對象相當(dāng)?shù)穆?,而且還會帶來很多額外的問題。正如DOM標(biāo)準(zhǔn)中所定義的那樣:“HTML集合是一個虛擬存在,意味著當(dāng)?shù)讓游臋n被改變時,它們將自動更新?!边@太可怕了!
盡管集合對象看起來跟數(shù)組很像,他們在某些地方卻區(qū)別很大,比如對于特定查詢的結(jié)果。當(dāng)對象被訪問進(jìn)行讀寫時,查詢需要重新執(zhí)行來更新所有與對象相關(guān)的組分,比如 length。
HTML集合對象也非常的慢,Nicholas說好像在看球的時候?qū)σ粋€小動作進(jìn)行60倍速慢放。另外,集合對象也有可能造成死循環(huán),比如下面的例子:
var divs = document.getElementsByTagName('div'); for (var i=0; i < divs.length; i++ ) { var div = document.createElement("div"); document.appendChild(div); }
這段代碼造成了死循環(huán),因為 divs 表示一個實時的HTML集合,并不是你所期望的數(shù)組。這種實時的集合在添加 <div> 標(biāo)簽時被更新,所以i < div.length 永遠(yuǎn)都不會結(jié)束。
解決這個問題的方法是將這些元素定義成數(shù)組,相比只設(shè)置 var divs = document.getElementsByTagName(‘div') 稍微有點麻煩,下面是Zakas提供的強制使用數(shù)組的代碼:
function array(items) { try { return Array.prototype.concat.call(items); } catch (ex) { var i = 0, len = items.length, result = Array(len); while (i < len) { result[i] = items[i]; i++; } return result; } } var divs = array( document.getElementsByTagName('div') ); for (var i=0l i < divs.length; i++ ) { var div = document.createElement("div"); document.appendChild(div); }
9. 不要碰DOM!
不使用DOM是JavaScript優(yōu)化中另一個很大的話題。經(jīng)典的例子是添加一系列的列表項:如果你把每個列表項分別加到DOM中,肯定會比一次性加入所有列表項到DOM中要慢。這是因為DOM操作開銷很大。
Zakas對這個進(jìn)行了細(xì)致的講解,解釋了由于回流(reflow)的存在,DOM操作是非常消耗資源的。回流通常被理解為瀏覽器重新選渲染DOM樹的處理過程。比如說,如果你用JavaScript語句改變了一個div的寬度,瀏覽器需要重繪頁面來適應(yīng)變化。
任何時候只要有元素被添加到DOM樹或者從DOM樹移除,都會引發(fā)回流。使用一個非常方便的JavaScript對象可以解決這個問題——documentFragment,我并沒有使用過,但是在Steve Souders也表示同意這種做法之后我感覺更加肯定了。
DocumentFragment 基本上是一種瀏覽器以非可視方式實現(xiàn)的類似文檔的片段,非可視化的表現(xiàn)形式帶來了很多優(yōu)點,最主要的是你可以在 documentFragment 中添加任何結(jié)點而不會引起瀏覽器回流。
10. 修改CSS類,而不是樣式
你也許聽說過:修改CSS類必直接修改樣式會更高效。這歸結(jié)于回流帶來的另一個問題:當(dāng)布局樣式發(fā)生改變時,會引發(fā)回流。
布局樣式意味著任何影響改變布局的變化都會強制引起瀏覽器回流。比如寬度、高度、字號、浮動等。
但是別誤會我的意思,CSS類并不會避免回流,但是可以將它的影響最小化。相比每次修改樣式都會引起回流,使用CSS類一次修改多個樣式,只需要承擔(dān)一次回流帶來的消耗。
因此在修改多個布局樣式的時候,使用CSS類來優(yōu)化性能是明智的選擇。另外如果你需要在運行時定義很多歌CSS類,在DOM上添加樣式結(jié)點也是不錯的選擇。
總結(jié)
Nicholas C. Zakas 是JavaScript界的權(quán)威。在寫這篇文章的時候,我發(fā)現(xiàn)我引用的很多文章也是他寫的——因為太難找到其他更好的文章。
Zakas的技術(shù)演進(jìn)非常棒,他解釋了很多JavaScript優(yōu)化規(guī)則的原因,我已奉為圣經(jīng)。
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