技术进阶:通过来JavaScript 性能调优提高 Web 应用性能

JavaScript   2018-02-04 09:10:42 发布
您的评价:
     
0.0
收藏     1收藏
文件夹
标签
(多个标签用逗号分隔)

前言

现在的互联网应用中,在Web 开发中经常会遇到性能的问题,尤其是针对当今的 Web2.0 +应用。JavaScript 是当今使用最为广泛的 Web 开发语言,Web 应用的性能问题很大一部分都是由程序员写的 JavaScript 脚本性能不佳所造成的,里面包括了 JavaScript 语言本身的性能问题,以及其与 DOM 交互时的性能问题。本文主要来探讨一下如何尽可能多的避免这类问题,从而最大限度的提高 Web 应用的性能。

1.JavaScript 性能调优

JavaScript 语言由于它的单线程和解释执行的两个特点,决定了它本身有很多地方有性能问题,所以可改进的地方有不少。

1.1 eval 的问题:

比较下述代码: 清单 1. eval 的问题 有"eval"的代码比没有"eval"的代码要慢上 100 倍以上。 主要原因是:JavaScript 代码在执行前会进行类似"预编译"的操作:首先会创建一个当前执行环境下的活动对象,并将那些用 var 申明的变量设置为活动对象的属性,但是此时这些变量的赋值都是 undefined,并将那些以 function 定义的函数也添加为活动对象的属性,而且它们的值正是函数的定义。但是,如果你使用了"eval",则"eval"中的代码(实际上为字符串)无法预先识别其上下文,无法被提前解析和优化,即无法进行预编译的操作。所以,其性能也会大幅度降低。

1.2 Function 的用法

比较下述代码: 清单 2. function 的用法 这里类似之前提到的"eval"方法,这里"func1"的效率会比"func2"的效率差很多,所以推荐使用第二种方式。

1.3函数的作用域链(scope chain)

JavaScript 代码解释执行,在进入函数内部时,它会预先分析当前的变量,并将这些变量归入不同的层级(level),一般情况下: 局部变量放入层级 1(浅),全局变量放入层级 2(深)。如果进入"with"或"try – catch"代码块,则会增加新的层级,即将"with"或"catch"里的变量放入最浅层(层 1),并将之前的层级依次加深。 参考如下代码: 清单 3. 函数作用域链 这里我们可以看到,"images","widget","combination"属于局部变量,在层 1。"document","myObj"属于全局变量,在层 2。 变量所在的层越浅,访问(读取或修改)速度越快,层越深,访问速度越慢。所以这里对"images","widget","combination"的访问速度比"document","myObj"要快一些。所以推荐尽量使用局部变量,可见如下代码: 清单 4. 使用局部变量 我们用局部变量"doc"取代全局变量"document",这样可以改进性能,尤其是对于大量使用全局变量的函数里面。 再看如下代码: 清单 5. 慎用 with 加上"with"关键字,我们让代码更加简洁清晰了,但是这样做性能会受影响。正如之前说的,当我们进入"with"代码块时,"combination"便从原来的层 1 变到了层 2,这样,效率会大打折扣。所以比较一下,还是使用原来的代码: 清单 6. 改进 with 但是这样并不是最好的方式,JavaScript 有个特点,对于 object 对象来说,其属性访问层级越深,效率越低,比如这里的"myObj"已经访问到了第 3 层,我们可以这样改进一下: 清单 7. 缩小对象访问层级 我们用局部变量来代替"myObj"的第 2 层的"container"对象。如果有大量的这种对对象深层属性的访问,可以参照以上方式提高性能。

1.4字符串(String)相关

字符串拼接 经常看到这样的代码: 清单 8. 字符串简单拼接 str += "str1" + "str2" 这是我们拼接字符串常用的方式,但是这种方式会有一些临时变量的创建和销毁,影响性能,所以推荐使用如下方式拼接: 清单 9. 字符串数组方式拼接 var str_array = []; str_array.push("str1"); str_array.push("str2"); str = str_array.join(""); 这里我们利用数组(array)的"join"方法实现字符串的拼接,尤其是程序的老版本的 Internet Explore(IE6)上运行时,会有非常明显的性能上的改进。 当然,最新的浏览器(如火狐 Firefox3+,IE8+ 等等)对字符串的拼接做了优化,我们也可以这样写: 清单 10. 字符串快速拼接 str +="str1" str +="str2" 新的浏览器对"+="做了优化,性能略快于数组的"join"方法。在不久的将来更新版本浏览器可能对"+"也会做优化,所以那时我们可以直接写:str += "str1" + "str2"。 隐式类型转换 参考如下代码: 清单 11. 隐式类型转换 这里我们在每个循环时都会调用字符串的"charAt"方法,但是由于我们是将常量"12345678"赋值给"str",所以"str"这里事实上并不是一个字符串对象,当它每次调用"charAt"函数时,都会临时构造值为"12345678"的字符串对象,然后调用"charAt"方法,最后再释放这个字符串临时对象。我们可以做一些改进: 清单 12. 避免隐式类型转换 这样一来,变量"str"作为一个字符串对象,就不会有这种隐式类型转换的过程了,这样一来,效率会显著提高。 字符串匹配 JavaScript 有 RegExp 对象,支持对字符串的正则表达式匹配。是一个很好的工具,但是它的性能并不是非常理想。相反,字符串对象(String)本身的一些基本方法的效率是非常高的,比如"substring","indexOf","charAt"等等,在我们需要用正则表达式匹配字符串时,可以考虑一下: 1)是否能够通过字符串对象本身支持的基本方法解决问题。 2)是否可以通过"substring"来缩小需要用正则表达式的范围。 这些方式都能够有效的提高程序的效率。 关于正则表达式对象,还有一点需要注意,参考如下代码: 清单 13. 正则表达式 这里,我们往"match"方法传入"/^s*extras/"是会影响效率的,它会构建临时值为"/^s*extras/"的正则表达式对象,执行"match"方法,然后销毁临时的正则表达式对象。我们可以这样做: 清单 14. 利用变量 这样就不会有临时对象了。 setTimeout 和 setInterval "setTimeout"和"setInterval"这两个函数可以接受字符串变量,但是会带来与之前谈到的"eval"类似的性能问题,所以建议还是直接传入函数对象本身。 利用提前退出 参考如下两段代码: 清单 15. 利用提前退出 代码 2 多了一个对"name.indexOf( … )"的判断,这使得程序每次走到这一段时会先执行"indexOf"的判断,再执行后面的"match",在"indexOf"比"match"效率高很多的前提下,这样做会减少"match"的执行次数,从而一定程度的提高效率。

2. DOM 操作性能调优

JavaScript 的开发离不开 DOM 的操作,所以对 DOM 操作的性能调优在 Web 开发中也是非常重要的。

2.1 Repaint 和 Reflow

Repaint 也叫 Redraw,它指的是一种不会影响当前 DOM 的结构和布局的一种重绘动作。如下动作会产生 Repaint 动作: 不可见到可见(visibility 样式属性) 颜色或图片变化(background, border-color, color 样式属性) 不改变页面元素大小,形状和位置,但改变其外观的变化 Reflow 比起 Repaint 来讲就是一种更加显著的变化了。它主要发生在 DOM 树被操作的时候,任何改变 DOM 的结构和布局都会产生 Reflow。但一个元素的 Reflow 操作发生时,它的所有父元素和子元素都会放生 Reflow,最后 Reflow 必然会导致 Repaint 的产生。举例说明,如下动作会产生 Repaint 动作: 浏览器窗口的变化 DOM 节点的添加删除操作 一些改变页面元素大小,形状和位置的操作的触发

2.2 减少 Reflow

通过 Reflow 和 Repaint 的介绍可知,每次 Reflow 比其 Repaint 会带来更多的资源消耗,我们应该尽量减少 Reflow 的发生,或者将其转化为只会触发 Repaint 操作的代码。 参考如下代码: 清单 16. reflow 介绍 这是我们经常接触的代码了,但是这段代码会产生 3 次 reflow。再看如下代码: 清单 17. 减少 reflow 这里便只有一次 reflow,所以我们推荐这种 DOM 节点操作的方式。 关于上述较少 Reflow 操作的解决方案,还有一种可以参考的模式: 清单 18. 利用 display 减少 reflow 先隐藏 pDiv,再显示,这样,隐藏和显示之间的操作便不会产生任何的 Reflow,提高了效率。

2.3特殊测量属性和方法

DOM 元素里面有一些特殊的测量属性的访问和方法的调用,也会触发 Reflow,比较典型的就是"offsetWidth"属性和"getComputedStyle"方法。 图 1. 特殊测量属性和方法 这些测量属性和方法大致有这些: · offsetLeft · offsetTop · offsetHeight · offsetWidth · scrollTop/Left/Width/Height · clientTop/Left/Width/Height · getComputedStyle() · currentStyle(in IE)) 这些属性和方法的访问和调用,都会触发 Reflow 的产生,我们应该尽量减少对这些属性和方法的访问和调用,参考如下代码: 清单 19. 特殊测量属性 这里我们可以用临时变量将"offsetWidth"的值缓存起来,这样就不用每次访问"offsetWidth"属性。这种方式在循环里面非常适用,可以极大地提高性能。

2.4 样式相关

我们肯定经常见到如下的代码: 清单 20. 样式相关 但是可以看到,这里的每一个样式的改变,都会产生 Reflow。需要减少这种情况的发生,我们可以这样做: 解决方案 1: 清单 21. className 解决方案 用 class 替代 style,可以将原有的所有 Reflow 或 Repaint 的次数都缩减到一个。 解决方案 2: 清单 22. cssText 解决方案 一次性设置所有样式,也是减少 Reflow 提高性能的方法。

2.5 XPath

一个页面上往往包含 1000 多页面元素,在定位具体元素的时候,往往需要一定的时间。如果用 id 或 name 定位可能效率不会太慢,如果用元素的一些其他属性(比如 className 等等)定位,可能效率有不理想了。有的可能只能通过遍历所有元素(getElementsByTagName)然后过滤才能找到相应元素,这就更加低效了,这里我们推荐使用 XPath 查找元素,这是很多浏览器本身支持的功能。 清单 23. XPath 解决方案 浏览器 XPath 的搜索引擎会优化搜索效率,大大缩短结果返回时间。

2.6 HTMLCollection 对象

这是一类特殊的对象,它们有点像数组,但不完全是数组。下述方法的返回值一般都是 HTMLCollection 对象: · document.images, document.forms · getElementsByTagName() · getElementsByClassName() 这些 HTMLCollection 对象并不是一个固定的值,而是一个动态的结果。它们是一些比较特殊的查询的返回值,在如下情况下,它们会重新执行之前的查询而得到新的返回值(查询结果),虽然多数情况下会和前一次或几次的返回值都一样: · Length 属性 · 具体的某个成员 所以,HTMLCollection 对象对这些属性和成员的访问,比起数组来要慢很多。当然也有例外,Opera 和 Safari 对这种情况就处理的很好,不会有太大性能问题。 参考如下代码: 清单 24. HTMLConnection 对象 上述两端代码,下面的效率比起上面一段要慢很多,因为每一个循环都会有"items.length"的触发,也就会导致"document.getElementsByTagName(..)"方法的再次调用,这便是效率便会大幅度下降的原因。我们可以这样解决: 清单 25. HTMLConnection 对象解决方案 这样一来,效率基本与普通数组一样。

2.7 动态创建 script 标签

加载并执行一段 JavaScript 脚本是需要一定时间的,在我们的程序中,有时候有些 JavaScript 脚本被加载后基本没有被使用过 (比如:脚本里的函数从来没有被调用等等)。加载这些脚本只会占用 CPU 时间和增加内存消耗,降低 Web 应用的性能。所以推荐动态的加载 JavaScript 脚本文件,尤其是那些龙8国际娱乐官方老虎机较多,消耗资源较大的脚本文件。 清单 26. 创建 script 标签

写在最后

这篇文章介绍了 Web 开发中关于性能方面需要注意的一些小细节,从 JavaScript 本身着手,介绍了 JavaScript 中需要避免的一些函数的使用和编程规则,比如 eval 的弊端,function scope chain 以及 String 的用法等等,也分享了一些比较推荐的做法,并扩展到 JavaScript 对 DOM 操作的性能调优,比如利用 Repaint 和 Reflow 的机制,如何使用特殊测量属性,样式相关的性能调优以及 HTMLCollection 对象的原理和使用小技巧。这些小细节我们可以在开发过程中尽量注意一下,以尽可能多的提高我们 Web 应用的性能。   来自:http://news.51cto.com/art/201802/565921.htm  

扩展阅读

iOS应用性能调优的25个建议和技巧
码农周刊分类整理
以开发者的视角整理编排的前端开发所使用语言的主流学习资源
Facebook React 和 Web Components(Polymer)对比优势和劣势
【Web动画】CSS3 3D 行星运转 && 浏览器渲染原理

为您推荐

运维工程师常用到的Linux命令
EvaThumber:基于URL的图片处理库 (可实现缩略图 | 二维码 | 水印 | 面部识别等)
jvm调优总结
基于fis的前端模块化和工程化方案
Struts2 s:doubleselect级联下拉框 详解析

更多

JavaScript
JavaScript开发
相关文档  — 更多
相关经验  — 更多
相关讨论  — 更多