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JavaScript無阻塞載入效能優化的範例程式碼分享

黄舟
黄舟原創
2017-03-16 15:15:371296瀏覽

Javascript在瀏覽器中的效能,可以說是前端開發者所要面對的最重要的可用性問題。

在Yahoo的Yslow23條規則當中,其中一條是將#JS放在底部 。原因是,事實上,大多數瀏覽器使用單一進程處理UI和更新Javascript運行等多個任務,而同一時間只能有一個任務被執行。 Javascript運行了多長時間,那麼在瀏覽器空閒下來響應用戶互動之前的等待時間就有多長。

從基本層面說,這意味著3f1c4e4b6b16bbbd69b2ee476dc4f83a標籤的出現使整個頁面因腳本解析、運行而出現等待。不論實際的 JavaScript 程式碼是內聯的還是包含在一個不相干的外部文件中,頁面下載和解析過程必須停下,等待腳本 完成這些處理,然後才能繼續。這是頁面生命週期必不可少的部分,因為腳本可能在運行過程中修改頁面 內容。典型的例子是document.write()函數,例如:

 1 <html>
 2   <head>
 3     <title>Script Example</title>
 4   </head> 
 5   
 6   <body>
 7      <p>
 8         <script type="text/javascript">
 9            document.write("The date is " + (new Date()).toDateString());
10         </script> 
11      </p>
12   </body> 
13 </html>

當瀏覽器遇到一個3f1c4e4b6b16bbbd69b2ee476dc4f83a標籤,正如上面HTML 頁面中那樣,無法預知JavaScript 是否在e388a4556c0f65e1904146cc1a846bee標籤中加入內容。因此,瀏覽器停下來,運行此 JavaScript 程式碼,然後再繼續解析、翻譯頁面。同樣的事情發生 在使用 src 屬性載入 JavaScript 的過程中。瀏覽器必須先下載外部文件的程式碼,這要佔用一些時間,然後 解析並執行此程式碼。此過程中,頁面解析和使用者互動是被完全阻塞的。

因為腳本阻塞其他頁面資源的下載過程,所以推薦的辦法是:將所有3f1c4e4b6b16bbbd69b2ee476dc4f83a標籤放在盡可能接近6c04bd5ca3fcae76e30b72ad730ca86d 標籤底部的位置,盡量減少對整個頁面下載的影響。例如:

 1 <html>
 2   <head>
 3     <title>Script Example</title>
 4     <link rel="stylesheet" type="text/css" href="styles.css"> 
 5   </head>
 6   
 7   <body>
 8     <p>Hello world!</p>
 9     <-- Example of recommended script positioning --> 
10       <script type="text/javascript" src="file1.js"></script> 
11       <script type="text/javascript" src="file2.js"></script> 
12       <script type="text/javascript" src="file3.js"></script>
13   </body> 
14 </html>

此程式碼展示了所建議的3f1c4e4b6b16bbbd69b2ee476dc4f83a標籤在 HTML 檔案中的位置。儘管腳本下載之間互相阻塞,但頁面已經 下載完成並且顯示在用戶面前了,進入頁面的速度不會顯得太慢。這就是上面提到的將JS放到底部

另外,Yahoo! 為他的“Yahoo! 用戶接口(Yahoo! User Interface,YUI)”庫創建一個“聯合句柄”,這是透過他們的“內容投遞網絡(Content Delivery Network,CDN)」實現的。任何一個網站可以使用一個「聯合句柄」URL 指出包含 YUI 檔案包中的哪些檔案。例如,下面的 URL 包含兩個檔案:

<script type="text/javascript" 
src=" 
</script>

此 URL 呼叫 2.7.0 版本的 yahoo-min.js 和 event-min.js 檔案。這些文件在伺服器上是兩個分離的文件,但是 當伺服器收到此 URL 請求時,兩個文件將被合併在一起傳回給客戶端。透過這個方法,就不再需要兩個 3f1c4e4b6b16bbbd69b2ee476dc4f83a標籤(每個標籤載入一個檔案),一個3f1c4e4b6b16bbbd69b2ee476dc4f83a標籤就可以載入他們。這是在HTML頁麵包含多個外部Javascript的最佳方法。

Noblocking Scripts 非阻塞腳本

上述是頁面初始狀態包含多個Javascript腳本載入的最佳方法。 Javascript傾向於阻塞瀏覽器某些處理過程,如http請求和介面刷新,這是開發者面臨的最顯著效能問題。保持Javascript檔案短小,並限制http請求的數量,只是創建反應迅速的網頁應用第一步。

但諸如大型網頁有大量的Js程式碼,保持原始碼短小並不總是一種最佳選擇。 So,非阻塞腳本應運而生,我們需要的是逐步加入頁面中javascript,某種程度上而言不會阻塞瀏覽器。

而非阻塞腳本的關鍵在於,等頁面完成載入之後,再載入Javascript原始碼,這意味著在window的load事件發出之後開始下載程式碼。

相關解釋:

window 的load事件只會在頁面載入完畢後觸發一次且僅一次。

window.onload=function(){}必須等待網頁中所有的內容載入完畢後 ( 包含元素的所有關聯文件,例如圖片 ) 才能執行,即Javascript此時才可以存取頁面中的任何元素。

如下述幾種方法:

Deferred Scripts 延期脚本

Html4为3f1c4e4b6b16bbbd69b2ee476dc4f83a标签定义了一个扩展属性:defer。

这个defer属性指明元素中所包含的脚本不打算修改DOM,因此代码可以稍后执行。defer属性只被Internet Explorer 4+和Firefox 3.5+支持,它不是一个理想的跨浏览器解决方案。在其他浏览器上,defer属性将被忽略。所以,3f1c4e4b6b16bbbd69b2ee476dc4f83a标签会按照正常默认方式处理,即是会造成阻塞。如果得到各个主流浏览器的支持,这仍是一种有效的解决方式。

<script type="text/javascript" src="file1.js" defer></script>

一个带有defer属性的3f1c4e4b6b16bbbd69b2ee476dc4f83a标签可以放置在文档的任何位置,它会在被解析时启动下载,直到DOM加载完成(在onload事件句柄被调用之前)。当一个defer的Javascript文件被下载时,它不会阻塞浏览器的其他处理过程,所以这些文件可以与其他资源一起并行下载。

可以使用下述代码测试浏览器是否支持defer属性:

 1 <html>
 2   <head>
 3     <title>Script Defer Example</title>
 4   </head> 
 5 
 6   <body>
 7     <script defer> alert("defer");</script> 
 8     <script> alert("script"); </script> 
 9     <script> window.onload = function(){ alert("load");}; </script>
10   </body> 
11 </html>

如果浏览器不支持defer,那么弹出的对话框的顺序是“defer”,“script”,“load”。

如果浏览器支持defer,那么弹出的对话框的顺序是“script”,“load”,“defer”。

Dynamic Script Elements 动态脚本元素

DOM允许我们使用Javascript动态创建HTML的几乎所有文档内容,一个新的3f1c4e4b6b16bbbd69b2ee476dc4f83a元素可以非常容易的通过标准DOM创建:

1 var script = document.createElement ("script");
2 script.type = "text/javascript";
3 script.src = "file1.js"; 
4 document.body.appendChild(script);

新的3f1c4e4b6b16bbbd69b2ee476dc4f83a元素加载file1.js源文件。此文件当元素添加到页面后立刻开始下载。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。

当文件使用动态脚本节点下载时,返回的代码通常立即执行(除了Firefox和Opera,它们将等待此前的所有动态脚本节点执行完毕)。

大多数情况下,我们希望调用一个函数就可以实现Javascript文件的动态下载。下面的函数封装实现了标准实现和IE实现:

 1  function loadScript(url, callback){
 2     var script = document.createElement ("script") ;
 3    script.type = "text/javascript";
 4      
 5     if (script.readyState){ //IE
 6        script.onreadystatechange = function(){
 7          if (script.readyState == "loaded" || script.readyState == "complete"){
 8            script.onreadystatechange = null;
 9            callback(); 
10           }
11        };
12      } 
13      else { //Others
14        script.onload = function(){ callback();
15      }; 
16    }
17    script.src = url;
18    document.getElementsByTagName("head")[0].appendChild(script); 
19  }
20 
21 loadScript("file1.js", function(){  //调用
22     alert("File is loaded!"); 
23 });

此函数接受两个参数:Javascript文件的Url和一个当Javascript接收完成时触发的回调函数。属性检查用于决定监视哪种事件。最后一步src属性,并将javascript文件添加到head。

动态脚本加载是非阻塞Javascript下载中最常用的模式,因为它可以跨浏览器,而且简单易用。

XMLHttpRequest Script Injection XHR脚本注入

另一个以非阻塞方式获得脚本的方法是使用XMLHttpRequest(XHR)对象将脚本注入到页面中。此技术首先创建一个XHR对象,然后下载Javascript文件,接着用一个动态3f1c4e4b6b16bbbd69b2ee476dc4f83a元素将Javascript代码注入页面。看demo:

 1 var xhr = new XMLHttpRequest(); 
 2 xhr.open("get", "file1.js", true); 
 3 xhr.onreadystatechange = function(){
 4     if (xhr.readyState == 4){
 5       if (xhr.status >= 200 && xhr.status < 300 || xhr.status == 304){ // 检查http状态码
 6         var script = document.createElement("script"); 
 7         script.type = "text/javascript";
 8         script.text = xhr.responseText;
 9         document.body.appendChild(script);
10       } 
11    }
12 }; 
13 xhr.send(null);

此代码向服务器发送一个获取file1.js的文件get请求。onreadystatechange事件处理函数检查readyState是不是4,然后检查HTTP状态码是不是有效(200表示确定客户端请求已成功,2xx表示有效回应,304表示一个缓存响应)。如果收到一个有效响应,那么就创建一个新的3f1c4e4b6b16bbbd69b2ee476dc4f83a元素,将它的文本属性设置为从服务器接收到的responseText字符串。这样做实际上会创建一个带有内联代码的3f1c4e4b6b16bbbd69b2ee476dc4f83a元素,一旦新的3f1c4e4b6b16bbbd69b2ee476dc4f83a元素被添加到文档,代码将被执行,并准备使用。

此方法的优点是兼容性佳,且你可以下载不立即执行的Javascript代码。由于代码返回在3f1c4e4b6b16bbbd69b2ee476dc4f83a标签之外,它下载后不会自动执行,这使得你可以推迟执行。

此方法的确定是受到浏览器同源限制,Javascript文件必须与页面放置在同一个域内,不能从CDN(内容分发网络Content Delivery Network)下载。正因为这个原因,大型网页通常不采用XHR脚本注入技术。

Recommended Noblocking Pattern 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了Javascript之外的部分。这部分代码尽量小,可能只包含loadScript()函数,它的下载和运行非常迅速,不会对页面造成很大干扰。

  • 第二步,当初始代码准备好之后,用它来加载其余的Javascript。

例如:

1 <script type="text/javascript" src="loader.js">
2 </script> <script type="text/javascript">
3 loadScript("the-rest.js", function(){ 
4   Application.init();
5 }); 
6 
7 </script>

将此代码放置在body的关闭标签36cc49f0c466276486e50c850b7e4956之前。这样做的好处是,首先,这样确保Javascript运行不会影响其他页面的其他部分显示。其次,当第二部分Javascript文件完成下载,所有应用程序所必须的DOM已经创建完毕,并做好被访问的准备,避免使用额外的事件处理(如window.onload)来得知页面是否已经准备好了。

另一个选择是直接将loadScript()函数嵌入在页面中,这可以减少一个http请求的开销。例如:

 1 <script type="text/javascript"> 
 2   function loadScript(url, callback){
 3     var script = document.createElement ("script");
 4    script.type = "text/javascript";
 5    
 6     if (script.readyState){ //IE script.onreadystatechange = function(){
 7       if (script.readyState == "loaded" || script.readyState == "complete"){
 8         script.onreadystatechange = null; 
 9         callback();
10       } 
11     };
12   } else { //Others 
13    script.onload = function(){
14      callback(); 
15    };
16   }
17   script.src = url; 
18   document.getElementsByTagName("head")[0].appendChild(script);
19 }
20 
21 loadScript("the-rest.js", function(){
22   Application.init(); 
23 });
24 </script>

一旦页面初始化代码下载完成,还可以使用loadScript()函数加载页面所需的额外功能函数。

介绍一个通用的工具,Yahoo! Search的Ryan Grove创建了LazyLoad库。LazyLoad是一个强大的loadScript()函数。LazyLoad精缩之后只有大约1.5KB。用法举例如下:

1 <script type="text/javascript" src="lazyload-min.js"></script> 
2 <script type="text/javascript">
3   LazyLoad.js("the-rest.js", function(){ 
4     Application.init();
5   }); 
6 </script>

Summary 总结

  • 将所有3f1c4e4b6b16bbbd69b2ee476dc4f83a标签放置在页面底部,紧靠关闭标签36cc49f0c466276486e50c850b7e4956的上方。此方法可以保证页面在脚本运行之前完成解析。

  • 将脚本成组打包。页面的3f1c4e4b6b16bbbd69b2ee476dc4f83a标签越少,页面的加载速度就越快,响应也更迅速。不论外部脚本文件还是内联代码都是如此。

  • 有几种方法可以使用非阻塞方式下载Javascript:

    • 为3f1c4e4b6b16bbbd69b2ee476dc4f83a标签添加defer属性

    • 动态创建3f1c4e4b6b16bbbd69b2ee476dc4f83a元素,用它下载并执行代码

    • 用XHR对象下载代码,并注入到页面

通过上述策略,可以极大提高那些使用Javascript代码的网友应用的实际性能。

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陳述:
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