早前阅读高性能JavaScript一书所做笔记。
一、Loading and Execution 加载和运行
从加载和运行角度优化,源于JavaScript
运行会阻塞UI更新,JavaScript
脚本的下载、解析、运行过程中,页面的下载和解析过程都会停下来等待,因为脚本可能在运行过程中修改页面内容。
Script Positioning
脚本位置
将<script>标签放在尽可能接近<body>标签底部的位置,尽量减少对页面下载的影响。
Grouping Scripts
成组脚本
旨在减少http请求,将JavaScript
脚本文件合并打包,可以通过打包工具实现(当然可以手动合并)或者实时工具,比如Yahoo! 的 combo handler
,任何网站通过一个“联合句柄”URL指出包含YUI文件包中的哪些文件,服务器收到URL请求时,将文件合并在一起后返回给客户端。
Nonblocking Scripts
非阻塞脚本
页面加载完成之后,再加载JavaScript
源码,也就是window
的load
事件发出后开始下载代码。
Deferred Scripts
延期脚本HTML4
为<script>
标签定义的扩展属性:defer
。如果你为<script>
指定defer
属性,表明此脚本不打算修改DOM,代码可以稍后执行。IE4+/FF3.5+
支持。具有defer
属性的脚本,可以放在页面的任何位置,可以和页面的其他资源一期并行下载,但会在DOM加载完成,onload
事件句柄被调用之前执行。Dynamic Script Elements
动态脚本元素
创建一个script
元素,指定src
属性,然后在页面加载完成之后添加到页面的任何地方。一个简单的通用demo:
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);
}
XMLHttpRequest Script Injection XHR
脚本注入
使用XMLHttpRequest
对象,将脚本注入到页面,和动态脚本元素有类似之处,先创建XHR
对象,然后通过get
方法下载JavaScript
文件,接着用动态<script>
元素将JavaScript
代码注入页面。
var xhr = new XMLHttpRequest();
xhr.open("get","file.js",true);
xhr.onreadystatechange = function () {
if (xhr.readyState === 4) {
if(xhr.status >= 200 && xhr.status < 300 || xhr.status == 304){
var script = document.createElement ("script");
script.text = xhr.responseText;
document.body.appendChild(script);
}
}
}
xhr.send(null);
由于JavaScript
的同源策略,脚本文件必须和页面放置在同一个域内,不能通过CDN下载,因此不常见于大型网页。
Recommended Nonblocking Pattern
推荐的非阻塞模式
先加载一个加载器,然后加载JavaScript
。
比如上文中提到的loadScript
方法就可以封装为一个初级的加载器,然后通过loadScript
方法来加载其他脚本。只不过这个微型加载器要保证依赖关系会比较丑:
loadScript("./file1.js", function () {
loadScript("./file2.js", function () {
loadScript("./file3.js", function () {
//do something
})
})
})
再比如YUI3
,比如lazyload.js
,比如lab.js
。
二、Data Acess 数据访问
数据存储在哪里,关系到代码运行期间数据被检索到的速度。JavaScript
中有四种基本的数据存储位置:Literal
values
(直接量)、Variables
(变量)、Array items
(数组项)、Object members
(对象成员)。对于直接量和局部变量的访问性能差异微不足道,性能消耗代价高一些的是全局变量、数组项、对象成员。
Managing Scope
管理作用
先了解一下作用域的原理
每一个JavaScript
函数都是一个对象,也可以叫函数实例,函数对象和其他对象一样,拥有编程可以访问的属性和不能被程序访问,仅供JavaScript
引擎使用的内部属性,一种有一个叫[[Scope]]
的属性。[[Scope]]
中包含函数作用域中对象的集合(作用域链),它表示当前函数环境中可访问的数据,以链式的形式存在。当一个函数被创建后,作用域链中被放入可访问的对象。例如:
function add (a,b) {
var result = a + b;
return result;
}
此时作用域链中被推入一个可变的全局对象(随便取个名叫“房间A”),代表了所有全局范围中的变量,包含window、document、navigator
等的访问接口。
在函数运行期间,函数内部会建立一个内部对象,称为运行期上下文。这个对象定义了函数运行时的环境,每次函数运行,这个上下文都是独一的,多次调用函数就会多次创建运行期上下文对象,函数执行完毕,这个上下文对象会被销毁。这个上下文环境也有自己的作用域链,用来解析标识符(理解为寻找变量),当一个运行期上下文被创建时,它的作用域链被初始化,函数本身的[[Scope]]
属性中的对象,按照原来的顺序被复制到运行期上下文的作用域链中。此时运行期上下文会创建一个新的对象,名叫“激活对象
(取名叫“房间B”)”,“房间B”中存储了所有的局部变量、命名参数、参数集合和this的接口。然后“房间B”被推入到作用域链的前端。在刚刚所说的可变全局对象(“房间A”)的前面。
函数过程中,每遇到一个变量,标识符识别过程都要决定从哪里获得或者存储数据。它会搜索运行期上下文的作用域链,查找同名的标识符,搜索工作从作用域链的前端开始查找,也就是刚才的“房间B”那里查找,如果找到了,就是用对应的变量值,如果没找到就进入“房间A”进行查找,如果找到,就用对应的值,没有找到就认为这个标识符是未定义的("undefined");
在之前的add
函数运行过程中,result/a/b
三个变量的查找实际上都进行了上述的搜索过程,因此产生性能问题。当一个标识符所处位置越深,读写速度就越慢,所以函数中局部变量的访问速度是最快的,全局变量通常很慢,因为全局变量总是处于作用域链最后一个位置,前面的房间都找过了,没找到,才会过来他这里找。因此,就有了优化性能的办法:
用局部变量存储本地范围之外的变量值(如果这个变量值被多次使用)
比如:
function foo() {
var a = document.getElementById("a"),
b = document.getElementsByTagName("div");
}
这时候document
被查找了两次,而且每次都要先找“房间B”,再找“房间A”才能找到,这时候就可以用一个局部变量暂存document
:
function foo() {
var doc = document,
a = doc.getElementById("a"),
b = doc.getElementsByTagName("div");
}
减少使用动态作用域(Dynamic Scopes)
with()
with
可以临时改变函数的作用域链,在某些特殊场景下,可以加快一些变量的访问。比如一个函数内多次使用document
:
function foo() {
var a = document.getElementById("a"),
b = document.getElementsByTagName("div");
console.log(a.className);
}
可以改写为:
function foo() {
with(document){
var a = getElementById("a"),
b = getElementsByTagName("div");
console.log(a.className);
}
}
在这里,document
对象以及document
对象所有的属性,都被插入到作用域的最前端,页面在寻找”getElementById”方法是会首先从document
对象属性中寻找,而不需要从foo()
的作用域中查找,然后再到全局作用域中进行查找,降低了二次查找的消耗。但是在document
对象的属性被推入作用域链的最前端的同时,其他局部变量都被推入作用域链第二的位置。上例中,在查找a的时候,会先从document
对象属性中查找,没有才会从foo()
的作用域中进行查找。这样带来的性能消耗往往得不偿失。因此with
必须慎用,只有在极个别的场景中才划算。try-cahch
当try
中程序块发生错误而转入catch
块中时,程序会自动将异常对象推入作用域链的最前端。同样会改变作用域链,带来性能问题。因此在不得不用try-catch
语句的时候,可以采用下面的操作方式:
try{
//do something
}catch(e){
handleError(e);
}
在catch
块中运行错误处理函数,将错误对象作为参数传给错误处理函数,catch
块中作用域链的改变就没什么影响了。others
还有一些其他的情况,比如:
function foo(f){
(f);
function returnWindow(){
return window;
}
var s = returnWindow();
}
正常情况下,上述函数window
就是window
,但是如果我们执行:
foo("var window = 'I am not window';");
这时候的window
就不再是那个window
了。性能上的问题不说,只是变量作用域变得不可控了,带来其他的问题。同时,在一些现代浏览器中,比如Safari
的Nitro
引擎中,会铜鼓分析代码来确定哪些变量应该在任意时刻被访问,绕过传统作用域链查找,用标识符索引的方式快速查找,以此来加快标识符识别过程。但是遇到动态作用域的时候,引擎需要切回慢速的基于哈希表的标识符识别方法,这里的浏览器引擎做的努力就没办法了。
closures
慎用闭包
慎用闭包有两个方面的原因。一是闭包必然存在函数嵌套,闭包内访问外部变量都会经过最少两次的查找。更重要的问题在于,闭包需要访问外部变量,因此导致函数运行期的激活对象被保存,无法销毁。引用始终存在于闭包的[[Scope]]
属性中,不仅消耗更多的内存开销,在IE中还会导致内存泄露。
Object Members
对象成员
JavaScript
中一切皆对象,对象的命名成员可以包含任意数据类型,当然就可以包含函数。这里所说的对象成员,指的就是函数对象,函数对象的访问速度,比直接亮和局部变量要慢,某些浏览器的实现中,甚至比数组还要慢。找到优化办法之前,需要先了解原因。
Prototypes
原型JavaScript
中的对象是基于原型的,原型是对象的基础,定义并实现了一个新对象所必须具有的成员。原型对象为所有给定类型的对象实例共享,所有的实例共享原型对象的成员。一个对象通过一个内部属性绑定到自己的原型,在FF/Safari/Chrome
中,这一对象被称为_proto_
,任何时候创建一个内置类型的实例,这些实例将自动拥有一个Object
作为他们的原型。
因此一个对象拥有成员可以分为两类:实例成员(own成员)和原型成员。实例成员直接存在于实例自身,而原型成员则从对象成员继承。例:
var cat = {
name:"xiaohua",
age:1
}
在这里,cat
的实例成员就是name
和age
,原型成员就是cat._proto_
中的成员属性,而cat._proto_
属性是Object.prototype
,在这里就是Object
,如下调用时:
console.log(cat.name);
在调用cat.name
属性时,现在cat
实例成员中查找,如果调用cat.toString()
方法时,同样先在cat
的实例成员中查找,找不到的时候再到其原型成员中查找,和处理变量的过程类似,同样也就导致了性能问题。
Prototype Chains
原型链
对象的原型决定了一个实例的类型,默认情况下,所有对象都是Object
的实例,并继承了所有基本方法,当我们使用构造器创建实例时,就创建了另外一种类型的原型。
function Animal(name,age){
this.name = name,
this.age = age
}
Animal.prototype.sayHello = function(){
console.log("Hello,I am a " + this.name);
}
var cat = new Animal("cat",1);
var dog = new Animal("dog",1);
cat
是Animal
的实例,cat._proto_
是Animal.prototype
,Animal.prototype._proto_
是Object
;dog
和cat
共享一个原型链,但各自拥有自己的实例成员name
和age
。如果我们调用了cat.toString()
方法时,搜索路径如下:
cat---cat._proto_(Animal.prototype)---cat._proto_.constructor(Animal)---cat._proto_.Constructor._proto_(Object);
原型链每深入一个层级,就会带来更大的性能消耗,速度也就会更慢。而对于实例成员的搜索开销本身就大于访问直接量或者是局部变量,因此这种性能消耗还是很值得去优化的。
Nested Members
嵌套成员
例如:window.local.href
;每遇到一个.
;JavaScript
引擎就会在该对象成员上执行一次解析过程。比如如果href
并不是local
的实例属性,解析引擎就会去local
的原型链去进行搜索,由此带来严重的性能消耗。Caching Object Member Values
缓存对象成员的值
上述的性能问题都是和对象成员有关,因此要尽量避免对对象成员的搜索,比如:
function foo(ele,className1,className2) {
return ele.className == className1 || ele.className == className2;
}
在这里,我们访问了两次ele
的className
属性,但是这两次访问时,ele
的className
属性值是一样的,因此可以在这里用一个变量暂存ele.className
的值,避免两次访问导致的两次搜索过程。处理嵌套属性更需要用这种办法来处理。
针对数据访问导致的相关性能问题,主要的解决办法就是对数据进行暂存,比如将全局变量暂存为局部变量,减少作用域链的深入搜索;将实例的属性暂存,减少对原型链的多次深入搜索;另一个就是减少使用动态作用域和闭包。
高性能JavaScript阅读简记(一)
高性能JavaScript阅读简记(二)
高性能JavaScript阅读简记(三)