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  • 提升网页性能

    之前做pc端的时候基本不是特别会特别去关注页面尤其是js的性能,即使做也是主要针对图片,最近做手机端的一个座位图页,大概有1000个左右作为,要根据触摸滑动来实时改变位置,大小,颜色,等等。在谷歌浏览器那叫一个流畅~当在安卓机上实验时,简直卡爆了,于是。。优化,花了将近1个星期时间,主要是针对js的优化,因为数据是ajax实时取来生成的。本来打算就这次优化做一次简单的总结,无意中看到一篇好文章,把我用到的没用到的基本都总结了,于是特此分享出来。

    当然其实关于js有几点特别需要注意的是,如果是touch移动,尽量改变元素的transform而非top,left,具体实际写个小demo就清楚了,差的时间不是一星半点。还有要尽量合并相同的功能的语句,在之前的页面中,为了简洁明了,我列了如下的js语句;

    $(obj).data("ab","ab");

    ......

    $(obj).data("cd","cd");    

    然后修改后变成了类似这样   $(obj).(attr,{"abc":"abc",....."cd":'cd'});

    在两段代码前后分别console了时间,(尽量少用alert),难以想象,时间差别将近200ms。

    尽量少用全局变量.

    如果在手机端,可以用css3实现的动画,尽量不要用js,那样会更流畅,具体用安卓测试会很明显。

    尽量减少dom操作,如果一定需要dom操作,尽量合并,尤其是修改css的时候,尽量通过css类的添加来实现,效能会高很多。

    避免多次重复引用。

    好了,还是上正菜吧。。    

    HTML部分

    1. 语义化HTML:好处在于可以使代码简洁清晰,支持不同设备,利于搜索引擎,便于团队开发;
    2. 减少DOM节点:加速页面渲染;
    3. 给图片加上正确的宽高值:这可以减少页面重绘,同时防止图片缩放;
    4. 防止src属性和link的href属性为空:当值为空时,浏览器很可能会把当前页面当成其属性值加载;
    5. 正确的闭合标签:如避免使用<div/>,浏览器会多一个将它解析成<div></div>的过程;
    6. 链接为目录或首页的地址后面加”/”,如http://www.5icool.org/;
    7. 用LINK而不用@import方式导入样式;
    8. 样式放在页头,JS放在页尾;
    9. 缩小favicon.ico并缓存;

    CSS部分

    1. 避免使用 CSS Expressions(CSS表达式):如
    2. 避免使用 CSS Filter(CSS滤镜);
    3. 使用CSS缩写,减少代码量;
    4. 通过CSSSprites把同类图片合成一张,减少图片请求;
    5. 减少查询层级:如.header .logo要好过.header .top .logo;
    6. 减少查询范围:如.header>li要好过.header li;
    7. 避免TAG标签与CLASS或ID并存:如a.top、button#submit;
    8. 删除重复的CSS;

    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。

    eval 的问题:

    比较下述代码:

    清单 1. eval 的问题
     var reference = {}, props = “p1”; 
     eval(“reference.” + props + “=5”) 
    
     var reference = {}, props = “p1”; 
     reference[props] = 5

    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。

    Function 的用法:

    比较下述代码:

    清单 2. function 的用法
     var func1 = new Function(“return arguments[0] + arguments[1]”);
     func1(10, 20); 
    
     var func2 = function(){ return arguments[0] + arguments[1] };
     func2(10, 20);

    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。

    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
     var myObj = … .. 
    … .. 
     function process(){ 
     var images = document.getElementsByTagName("img"), 
     widget = document.getElementsByTagName("input"), 
     combination = []; 
     for(var i = 0; i < images.length; i++){ 
     combination.push(combine(images[i], widget[2*i])); 
     } 
     myObj.container.property1 = combination[0]; 
     myObj.container.property2 = combination[combination.length-1]; 
     }

    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
     var myObj = … .. 
    … .. 
     function process(){ 
     var doc = document;
     var images = doc.getElementsByTagName("img"), 
     widget = doc.getElementsByTagName("input"), 
     combination = []; 
     for(var i = 0; i < images.length; i++){ 
     combination.push(combine(images[i], widget[2*i])); 
     } 
     myObj.container.property1 = combination[0]; 
     myObj.container.property2 = combination[combination.length-1]; 
     }

    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
     var myObj = … .. 
    … .. 
     function process(){ 
     var doc = document; 
        var images = doc.getElementsByTagName("img"), 
     widget = doc.getElementsByTagName("input"), 
     combination = []; 
     for(var i = 0; i < images.length; i++){ 
     combination.push(combine(images[i], widget[2*i])); 
     } 
     with (myObj.container) {
     property1 = combination[0];
     property2 = combination[combination.length-1];
    				 }
     }

    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
     var myObj = … .. 
    … .. 
     function process(){ 
     var doc = document; 
     var images = doc.getElementsByTagName("img"), 
     widget = doc.getElementsByTagName("input"), 
     combination = []; 
     for(var i = 0; i < images.length; i++){ 
     combination.push(combine(images[i], widget[2*i])); 
     } 
     myObj.container.property1 = combination[0];
     myObj.container.property2 = combination[combination.length-1];
          }

    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
     var myObj = … .. 
    … .. 
     function process(){ 
     var doc = document; 
        var images = doc.getElementsByTagName("img"), 
     widget = doc.getElementsByTagName("input"), 
     combination = []; 
     for(var i = 0; i < images.length; i++){ 
     combination.push(combine(images[i], widget[2*i])); 
     } 
     var ctn = myObj.container;
     ctn.property1 = combination[0];
     ctn.property2 = combination[combination.length-1];
          }

    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。

    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
     var str = “12345678”, arr = []; 
     for(var i = 0; i <= s.length; i++){ 
     arr.push( str.charAt(i)); 
     }

    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
     var str = new Stirng(“12345678”), arr = []; 
     for(var i = 0; i <= s.length; i++){ 
     arr.push( str.charAt(i)); 
     }

    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
     for(var i = 0; i <= str_array.length; i++){ 
     if(str_array[i].match(/^s*extras/)){ 
    ……………………
     } 
     }

    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
     var sExpr = /^s*extras/;
     for(var i = 0; i <= str_array.length; i++){ 
     if(str_array[i].match(sExpr)){ 
    ……………………
     } 
     }

    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,但是会带来和之前谈到的“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 1
     var name = … .; 
     var source = …… ; 
     if(source.match(/ …… /)){ 
    ……………………………
     } 
    
    
     // 代码 2
     var name = … .; 
     var source = …… ; 
     if(name.indexOf( … ) &&source.match(/ …… /)){ 
    ……………………………
     }

    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。

     

    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。

    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:

    1. 不可见到可见(visibility 样式属性)
    2. 颜色或图片变化(background, border-color, color 样式属性)
    3. 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:

    1. 浏览器窗口的变化
    2. DOM 节点的添加删除操作
    3. 一些改变页面元素大小,形状和位置的操作的触发

    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
     var pDiv = document.createElement(“div”); 
     document.body.appendChild(pDiv);----- reflow
     var cDiv1 = document.createElement(“div”); 
     var cDiv2 = document.createElement(“div”); 
     pDiv.appendChild(cDiv1);----- reflow
     pDiv.appendChild(cDiv2);----- reflow

    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
     var pDiv = document.createElement(“div”); 
     var cDiv1 = document.createElement(“div”); 
     var cDiv2 = document.createElement(“div”); 
     pDiv.appendChild(cDiv1); 
     pDiv.appendChild(cDiv2); 
     document.body.appendChild(pDiv);----- 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
     var pDiv = document.getElementById(“parent”); 
     pDiv.style.display = “none”----- reflow
    
     pDiv.appendChild(cDiv1); 
     pDiv.appendChild(cDiv2); 
     pDiv.appendChild(cDiv3); 
     pDiv.appendChild(cDiv4); 
     pDiv.appendChild(cDiv5); 
     pDiv.style.width = “100px”; 
     pDiv.style.height = “100px”; 
    
     pDiv.style.display = “block”----- 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。

    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

    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
     var pe = document.getElementById(“pos_element”); 
     var result = document.getElementById(“result_element”); 
     var pOffsetWidth = pe.offsetWidth;
     result.children[0].style.width  = pOffsetWidth; 
     result.children[1].style.width  = pOffsetWidth; 
     result.children[2].style.width  = pOffsetWidth; 
    …………其他修改…………

    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。

    样式相关

    我们肯定经常见到如下的代码:

    清单 20. 样式相关
     var sElement = document.getElementById(“pos_element”); 
     sElement.style.border = ‘ 1px solid red ’
     sElement.style.backgroundColor = ‘ silver ’
     sElement.style.padding = ‘ 2px 3px ’
     sElement.style.marginLeft = ‘ 5px ’

    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
     .class1 { 
     border: ‘ 1px solid red ’
     background-color: ‘ silver ’
     padding: ‘ 2px 3px ’
     margin-left: ‘ 5px ’
     } 
     document.getElementById(“pos_element”).className = ‘class1’ ;

    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
     var sElement = document.getElementById(“pos_element”); 
     var newStyle = ‘ border: 1px solid red; ’ + ‘ background-color: silver; ’ + 
                                     ‘ padding: 2px 3px; ’ + “margin-left: 5px;”
     sElement.style.cssText += newStyle;

    一次性设置所有样式,也是减少 Reflow 提高性能的方法。

    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
     if(document.evaluate){ 
     var tblHeaders = document.evaluate(“//body/div/table//th”);
     var result = tblHeaders.iterateNext(); 
     while(result) { 
     result.style.border = “1px dotted blue”; 
     result ………………
     result = xpathResult.iterateNext(); 
     } 
     } else{ //getElementsByTagName() ……
     // 处理浏览器不支持 XPath 的情况
    ………………………………
     }

    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。

    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
     var items = [“test1”, “test2”, “test3”, ……………… ];
     for(var i = 0; i < items.length; i++){ 
    ………………………………
     } 
    
     var items = document.getElementsByTagName(“div”);
     for(var i = 0; i < items.length; i++){ 
    …………………………………… . 
     }

    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
     var items = document.getElementsByTagName(“div”); 
     var len = items.length
     for(var i = 0; i < len; i++){ 
    …………………………………… . 
     }

    这样一来,效率基本与普通数组一样。

    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,尤其是那些内容较多,消耗资源较大的脚本文件。

    清单 26. 创建 script 标签
     if(needXHR){ 
     document.write(“<script type= ’ test/JavaScript ’ src= 'dojo_xhr.js' >”); 
     } 
     if(dojo.isIE){ 
     document.write(“<script type= ’ test/JavaScript ’ src= 'vml.js' >”); 
     }
     
    参考链接:http://www.5icool.org/a/201306/a1924.html
                     http://www.ibm.com/developerworks/cn/web/1107_zhouxiang_tunejs/
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