这本《高性能JavaScript》讲述了有关JavaScript性能优化的方方面面,主要围绕以下几个方面:
1> 加载顺序
2> 数据访问(如怎样的数据类型访问最快,怎样的作用域链最优)
3> DOM编程(如怎样的方式访问DOM元素性能是最优的)
4> 字符串和正则
5> Ajax
6> 编程实践(性能测试工具的使用、创建与部署JavaScript应用程序、如何提升程序响应)
var script = document.createElement ("script"); script.type = "text/javascript"; script.src = "file1.js"; document.getElementsByTagName_r("head")[0].appendChild(script);
新的<script>元素加载file1.js源文件。此文件当元素添加到页面之后立刻开始下载。此技术的重点在于:无论在何处启动下载,文件的下载和运行都不会阻塞其他页面处理过程。你甚至可以将这些代码放在<head>部分而不会对其余部分的页面代码造成影响(除了用于下载文件的HTTP连接)。用XHR对象下载代码,并注入到页面中。(可以下载不立即执行的JavaScript代码)
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) { var script = document.createElement_x("script"); script.type = "text/javascript"; script.text = xhr.responseText; document.body.appendChild(script); } } }; xhr.send(null);
——推荐的非阻塞模式
推荐的向页面加载大量JavaScript的方法分为两个步骤: 第一步,包含动态加载JavaScript所需的代码,然后加载页面初始化所需的除JavaScript之外的部分。这部分代码尽量小,可能只包含loadScript()函数,它下载和运行非常迅速,不会对页面造成很大干扰。当初始代码准备好之后,用它来加载其余的JavaScript。 function loadScript(url, callback) { var script = document.createElement("script"); script.type = "text/javascript"; //IE if (script.readyState) { script.onreadystatechange = function() { if (script.readyState == "loaded" || script.readyState == "complete") { script.onreadystatechange = null; callback(); } } } else { //非IE script.onload = function() { callback(); } } script.src = url; document.getElementById("head").appendChild(script); } 第二步,应用loadScript函数在body的关闭标签之前的位置加载其余需要加载的JavaScript代码。
第二章:数据访问
在JavaScript中,数据存储位置可以对代码整体性能产生重要影响。有四种数据访问类型:直接量(字符串、数字、布尔值、对象、数组、函数、正则、null、undefined),变量(var局部变量),数组项(array[index]),对象成员(obj.propName | obj[‘propName’])。它们有不同的性能考虑。
直接量和局部变量访问速度非常快,数组项和对象成员需要更长时间。
局部变量比域外变量快,因为它位于作用域链的第一个对象中。变量在作用域链中的位置越深,访问所需的时间就越长。全局变量总是最慢的,因为它们总是位于作用域链的最后一环。
避免使用with表达式,因为它改变了运行期上下文的作用域链。而且应当小心对待try-catch表达式的catch子句,因为它具有同样效果。
应用with包含的变量对象被插入到作用域链的前端,正因如此,访问激活对象被挤到了第二层,会导致访问局部变量的性能下降。故应避免。
嵌套对象成员会造成重大性能影响,尽量少用。
由于对象成员可能包含其它成员,例如不太常见的写法window.location.href这种模式。每遇到一个点号,JavaScript引擎就要在对象成员上执行一次解析过程。成员嵌套越深,访问速度越慢。
一般来说,如果在同一个函数中你要多次读取同一个对象属性,最好将它存入一个局部变量。以局部变量替代属性,避免多余的属性查找带来性能开销。在处理嵌套对象成员时这点特别重要,它们会对运行速度产生难以置信的影响。
一个属性或方法在原形链中的位置越深,访问它的速度就越慢。
一般来说,你可以通过这种方法提高JavaScript代码的性能:将经常使用的对象成员,数组项,和域外变量存入局部变量中。然后,访问局部变量的速度会快于那些原始变量。
第三章:DOM编程
DOM访问和操作是现代网页应用中很重要的一部分。但每次你通过桥梁从ECMAScript岛到达DOM岛时,都会被收取“过桥费”。为减少DOM编程中的性能损失,请牢记以下几点:
最小化DOM访问,在JavaScript端做尽可能多的事情。
在反复访问的地方使用局部变量存放DOM引用。
对于任何类型的DOM访问,如果同一个DOM属性或方法被访问一次以上,最好使用一个局部变量缓存该DOM成员。
小心地处理HTML集合,因为他们表现出“存在性”,总是对底层文档重新查询。将集合的length属性缓存到一个变量中,在迭代中使用这个变量。如果经常操作这个集合,可以将集合拷贝到数组中。
当遍历一个集合时,第一个优化是将集合引用存储于局部变量,并在循环之外缓存length属性,然后, 如果在循环体中多次访问同一个集合元素,那么使用局部变量缓存它。
注意重绘和重排版;批量修改风格,离线操作DOM树,缓存并减少对布局信息的访问。动画中使用绝对坐标。
1.重排版的情况列举: 1>添加或删除可见的DOM元素 2>元素位置改版 3>元素尺寸改变(外边距、边框宽度、内边距、宽度、高度) 4>内容改变(如,文本改变或图片被另一个不同尺寸的所替代) 5>浏览器窗口改变尺寸(如出现滚动条) 2.重排版和重绘代价昂贵,所以,提高程序响应速度一个好策略是减少此类操作发生的机会。3.为减少发生次数,你应该将多个DOM和风格改变合并到一个批次中一次性执行。 1>当需要对DOM元素进行多次修改时,你可以通过以下步骤减少重绘和重排版的次数 从文档流中摘除该元素 (1)隐藏元素,进行修改,然后再显示它。 (2)使用一个文档片段在已存DOM之外创建一个子树,然后将它拷贝到文档中。 (3)将原始元素拷贝到一个脱离文档的节点中,修改副本,然后覆盖原始元素。 2>对其应用多重改变 3>将元素带回文档中 4.对于处理具有动画效果的元素,需要将之脱离文档流
使用事件托管技术最小化事件句柄数量。
第四章:算法和流程控制
正如其他编程语言,代码的写法和算法选用影响JavaScript的运行时间。与其他编程语言不同的是,JavaScript可用资源有限,所以优化技术更为重要。
浏览器资源限制: 1>调用栈尺寸限制 2>长时间脚本限制(控制在100ms以内的响应算作好的用户体验)
for,while,do-while循环的性能特性相似,谁也不比谁更快或更慢。
除非你要迭代遍历一个属性未知的对象,否则不要使用for-in循环。
改善循环性能的最好办法是减少每次迭代中的运算量,并减少循环迭代次数。
运行的代码总量越大,使用这些策略所带来的性能提升就越明显。
第五章:字符串和正则表达式
密集的字符串操作和粗浅地编写正则表达式可能是主要性能障碍,但本章中的建议可帮助您避免常见缺陷。
当连接数量巨大或尺寸巨大的字符串时,数组联合是IE7和它的早期版本上唯一具有合理性能的方法。
如果你不关心IE7和它的早期版本,数组联合是连接字符串最慢的方法之一。使用简单的+和+=取而代之,可避免(产生)不必要的中间字符串。
提高正则表达式效率的各种技术手段,帮助正则表达式更快地找到匹配,以及在非匹配位置上花费更少时间。
正则表达式并不总是完成工作的最佳工具,尤其当你只是搜索一个文本字符串时。
虽然有很多方法来修整一个字符串,使用两个简单的正则表达式(一个用于去除头部空格,另一个用于去除尾部空格)提供了一个简洁、跨浏览器的方法,适用于不同内容和长度的字符串。从字符串末尾开始循环查找第一个非空格字符,或者在一个混合应用中将此技术与正则表达式结合起来,提供了一个很好的替代方案,它很少受到字符串整体长度的影响。
第六章:响应接口
JavaScript和用户界面更新在同一个进程内运行,同一时刻只有其中一个可以运行。这意味着当JavaScript代码正在运行时,用户界面不能响应输入,反之亦然。有效地管理UI线程就是要确保JavaScript不能运行太长时间,以免影响用户体验。最后,请牢记如下几点:
JavaScript运行时间不应该超过100毫秒。过长的运行时间导致UI更新出现可察觉的延迟,从而对整体用户体验产生负面影响。
JavaScript运行期间,浏览器响应用户交互的行为存在差异。无论如何,JavaScript长时间运行将导致用户体验混乱和脱节。
定时器可用于安排代码推迟执行,它使得你可以将长运行脚本分解成一系列较小的任务。
网页工人线程是新式浏览器才支持的特性,它允许你在UI线程之外运行JavaScript代码而避免锁定UI。
网页应用程序越复杂,积极主动地管理UI线程就越显得重要。没有什么JavaScript代码可以重要到允许影响用户体验的程度。
第七章:Ajax
高性能Ajax包括:知道你项目的具体需求,选择正确的数据格式和与之相配的传输技术。
作为数据格式,纯文本和HTML是高度限制的,但它们可节省客户端的CPU周期。XML被广泛应用普遍支持,但它非常冗长且解析缓慢。JSON是轻量级的,解析迅速(作为本地代码而不是字符串),交互性与XML相当。字符分隔的自定义格式非常轻量,在大量数据集解析时速度最快,但需要编写额外的程序在服务器端构造格式,并在客户端解析。
当从页面域请求数据时,XHR提供最完善的控制和灵活性,尽管它将所有传入数据视为一个字符串,这有可能降低解析速度。另一方面,动态脚本标签插入技术允许跨域请求和本地运行JavaScript和JSON,虽然它的接口不够安全,而且不能读取信息头或响应报文代码。多部分XHR可减少请求的数量,可在一次响应中处理不同的文件类型,尽管它不能缓存收到的响应报文。当发送数据时,图像灯标是最简单和最有效的方法。XHR也可用POST方法发送大量数据。
减少请求数量,可通过JavaScript和CSS文件打包,或者使用MXHR。
缩短页面的加载时间,在页面其它内容加载之后,使用Ajax获取少量重要文件。
Ajax是提升你网站潜在性能之最大的改进区域之一,因为很多网站大量使用异步请求,又因为它提供了许多不相关问题的解决方案,这些问题诸如,需要加载太多资源。对XHR的创造性应用是如此的与众不同,它不是呆滞不友好的界面,而是响应迅速且高效的代名词;它不会引起用户的憎恨,谁见了它都会爱上它。
第八章:编程实践
JavaScript提出了一些独特的性能挑战,关系到你组织代码的方法。网页应用变得越来越高级,包含的JavaScript代码越来越多,出现了一些模式和反模式。请牢记以下编程经验:
通过避免使用eval_r()和Function()构造器避免二次评估。此外,给setTimeout()和setInterval()传递函数参数而不是字符串参数。
创建新对象和数组时使用对象直接量和数组直接量。它们比非直接量形式创建和初始化更快。
避免重复进行相同工作。当需要检测浏览器时,使用延迟加载或条件预加载。
//以前的方法 function addHandler(target, eventType, handler) { if (target.addEventListener) {//DOM2 Events target.addEventListener(eventType, handler, false); } else {//IE target.attachEvent("on" + eventType, handler); } } function removeHandler(target, eventType, handler) { if (target.removeEventListener) {//DOM2 Events target.removeEventListener(eventType, handler, false); } else {//IE target.detachEvent("on" + eventType, handler); } } //延迟加载 function addHandler(target, eventType, handler){ debugger; //overwrite the existing function if (target.addEventListener){ //DOM2 Events addHandler = function(target, eventType, handler){ target.addEventListener(eventType, handler, false); }; } else { //IE addHandler = function(target, eventType, handler){ target.attachEvent("on" + eventType, handler); }; } //call the new function addHandler(target, eventType, handler); } function removeHandler(target, eventType, handler){ //overwrite the existing function if (target.removeEventListener){ //DOM2 Events removeHandler = function(target, eventType, handler) { target.addEventListener(eventType, handler, false); } } else { //IE removeHandler = function(target, eventType, handler) { target.detachEvent("on" + eventType, handler); }; } //call the new function removeHandler(target, eventType, handler); } //条件预加载 var addHandler = document.body.addEventListener ? function(target, eventType, handler) { target.addEventListener(eventType, handler, false); } : function(target, eventType, handler) { target.attachEvent("on" + eventType, handler); }; var removeHandler = document.body.removeEventListener ? function(target, eventType, handler) { target.removeEventListener(eventType, handler, false); } : function(target, eventType, handler) { target.detachEvent("on" + eventType, handler); };
当执行数学运算时,考虑使用位操作,它直接在数字底层进行操作,性能最优。
原生方法总是比JavaScript写的东西要快。尽量使用原生方法。
本书涵盖了很多技术和方法,如果将这些优化应用在那些经常运行的代码上,你将会看到巨大的性能提升。
第九章:创建并部署高性能JavaScript应用程序
开发和部署过程对基于JavaScript的应用程序可以产生巨大影响,最重要的几个步骤如下:
合并JavaScript文件,减少HTTP请求的数量。
使用YUI压缩器紧凑处理JavaScript文件。
以压缩形式提供JavaScript文件(gzip编码)。
通过设置HTTP响应报文头使JavaScript文件可缓存,通过向文件名附加时间戳解决缓存问题。
使用内容传递网络(CDN)提供JavaScript文件,CDN不仅可以提高性能,它还可以为你管理压缩和缓存。
所有这些步骤应当自动完成,不论是使用公开的开发工具诸如Apache Ant,还是使用自定义的开发工具以实现特定需求。如果你使这些开发工具为你服务,你可以极大改善那些大量使用JavaScript代码的网页应用或网站的性能。
第十章:工具
当网页或应用程序变慢时,分析网上传来的资源,分析脚本的运行性能,使你能够集中精力在那些需要努力优化的地方。
使用网络分析器找出加载脚本和其它页面资源的瓶颈所在,这有助于决定哪些脚本需要延迟加载,或者进行进一步分析。
传统的智慧告诉我们应尽量减少HTTP请求的数量,尽量延迟加载脚本以使页面渲染速度更快,向用户提供更好的整体体验。
使用性能分析器找出脚本运行时速度慢的部分,检查每个函数所花费的时间,以及函数被调用的次数,通过调用栈自身提供的一些线索来找出哪些地方应当努力优化。
虽然花费时间和调用次数通常是数据中最有价值的点,还是应当仔细察看函数的调用过程,可能发现其它优化方法。
这些工具在那些现代代码所要运行的编程环境中不再神秘。在开始优化工作之前使用它们,确保开发时间用在解决问题的刀刃上。
传个logo作纪念——
原文英文及翻译:《高性能JavaScript》