JavaScript無阻塞載入效能優化的範例程式碼分享
- 黄舟原創
- 2017-03-16 15:15:371267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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