天天看點

高性能Javascript--腳本的無阻塞加載政策

Javascript在浏覽器中的性能,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,其中一條是将JS放在底部 。原因是,事實上,大多數浏覽器使用單程序處理UI和更新Javascript運作等多個任務,而同一時間隻能有一個任務被執行。Javascript運作了多長時間,那麼在浏覽器空閑下來響應使用者互動之前的等待時間就有多長。 

高性能Javascript--腳本的無阻塞加載政策

從基本層面說,這意味着<script>标簽的出現使整個頁面因腳本解析、運作而出現等待。不論實際的 JavaScript 代碼是内聯的還是包含在一個不相幹的外部檔案中,頁面下載下傳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。這是頁面生命周期必不可少的部分,因為腳本可能在運作過程中修改頁面 内容。典型的例子是 document.write()函數,例如:

當浏覽器遇到一個<script>标簽時,正如上面 HTML 頁面中那樣,無法預知 JavaScript 是否在<p>标簽中 添加内容。是以,浏覽器停下來,運作此 JavaScript 代碼,然後再繼續解析、翻譯頁面。同樣的事情發生 在使用 src 屬性加載 JavaScript 的過程中。浏覽器必須首先下載下傳外部檔案的代碼,這要占用一些時間,然後 解析并運作此代碼。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下傳過程,是以推薦的辦法是:将所有<script>标簽放在盡可能接近<body> 标簽底部的位置,盡量減少對整個頁面下載下傳的影響。例如:

此代碼展示了所推薦的<script>标簽在 HTML 檔案中的位置。盡管腳本下載下傳之間互相阻塞,但頁面已經 下載下傳完成并且顯示在使用者面前了,進入頁面的速度不會顯得太慢。這就是上面提到的将JS放到底部。

另外,Yahoo! 為他的“Yahoo! 使用者接口(Yahoo! User Interface,YUI)”庫建立一個“聯合句柄”,這是通過他 們的“内容投遞網絡(Content Delivery Network,CDN)”實作的。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:   

此 URL 調用 2.7.0 版本的 yahoo-min.js 和 event-min.js 檔案。這些檔案在伺服器上是兩個分離的檔案,但是 當伺服器收到此 URL 請求時,兩個檔案将被合并在一起傳回給用戶端。通過這種方法,就不再需要兩個 <script>标簽(每個标簽加載一個檔案),一個<script>标簽就可以加載他們。這是在HTML頁面包含多個外部Javascript的最佳方法。

  Noblocking Scripts 非阻塞腳本

上述是頁面初始狀态包含多個Javascript腳本加載的最佳方法。Javascript傾向于阻塞浏覽器某些處理過程,如http請求和界面重新整理,這是開發者面臨的最顯著性能問題。保持Javascript檔案短小,并限制http請求的數量,隻是建立反應迅速的網頁應用第一步。

但諸如大型網頁有大量的Js代碼,保持源碼短小并不總是一種最佳選擇。So,非阻塞腳本應運而生,我們需要的是向頁面中逐漸添加javascript,某種程度上而言不會阻塞浏覽器。

而非阻塞腳本的關鍵在于,等頁面完成加載之後,再加載Javascript源碼,這意味着在window的load事件發出之後開始下載下傳代碼。

相關解釋:     window 的load事件隻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内容加載完畢後 ( 包括元素的所有關聯檔案,例如圖檔 ) 才能執行,即Javascript此時才可以通路頁面中的任何元素。

如下述幾種方法:

  Deferred Scripts 延期腳本

Html4為<script>标簽定義了一個擴充屬性:defer。

這個defer屬性指明元素中所包含的腳本不打算修改DOM,是以代碼可以稍後執行。defer屬性隻被Internet Explorer 4+和Firefox 3.5+支援,它不是一個理想的跨浏覽器解決方案。在其他浏覽器上,defer屬性将被忽略。是以,<script>标簽會按照正常預設方式處理,即是會造成阻塞。如果得到各個主流浏覽器的支援,這仍是一種有效的解決方式。

一個帶有defer屬性的<script>标簽可以放置在文檔的任何位置,它會在被解析時啟動下載下傳,直到DOM加載完成(在onload事件句柄被調用之前)。當一個defer的Javascript檔案被下載下傳時,它不會阻塞浏覽器的其他處理過程,是以這些檔案可以與其他資源一起并行下載下傳。

可以使用下述代碼測試浏覽器是否支援defer屬性:

如果浏覽器不支援defer,那麼彈出的對話框的順序是“defer”,“script”,“load”。

如果浏覽器支援defer,那麼彈出的對話框的順序是“script”,“load”,“defer”。

 

根據大家評論的回報,HTML5新增了一個async屬性。在上述的基礎上,對比一下defer與async的異同:

相同之處:

加載檔案時不阻塞頁面渲染

使用這兩個屬性的腳本中不能調用document.write方法

有腳本的onload的事件回調

差別點:

html的版本  html4.0中定義了defer;html5.0中定義了async

執行時刻

每一個async屬性的腳本都在它下載下傳結束之後立刻執行,同時會在window的load事件之前執行。是以就有可能出現腳本執行順序被打亂的情況;每一個defer屬性的腳本都是在頁面解析完畢之後,按照原本的順序執行,同時會在document的    DOMContentLoaded之前執行。

浏覽器

Feature

Chrome

Firefox (Gecko)

Internet Explorer

Opera

Safari

Basic support

1.0

1.0 (1.7 or earlier)

(Supported)

<code>async</code>attribute

3.6 (1.9.2)

10

<code>defer</code>attribute

3.5 (1.9.1)

4

  

  Dynamic Script Elements 動态腳本元素 

DOM允許我們使用Javascript動态建立HTML的幾乎所有文檔内容,一個新的&lt;script&gt;元素可以非常容易的通過标準DOM建立:

新的&lt;script&gt;元素加載file1.js源檔案。此檔案當元素添加到頁面後立刻開始下載下傳。此技術的重點在于:無論在何處啟動下載下傳,檔案的下載下傳和運作都不會阻塞其他頁面處理過程。

當檔案使用動态腳本節點下載下傳時,傳回的代碼通常立即執行(除了Firefox和Opera,它們将等待此前的所有動态腳本節點執行完畢)。

大多數情況下,我們希望調用一個函數就可以實作Javascript檔案的動态下載下傳。下面的函數封裝實作了标準實作和IE實作:

此函數接受兩個參數:Javascript檔案的Url和一個當Javascript接收完成時觸發的回調函數。屬性檢查用于決定監視哪種事件。最後一步src屬性,并将javascript檔案添加到head。

動态腳本加載是非阻塞Javascript下載下傳中最常用的模式,因為它可以跨浏覽器,而且簡單易用。

  XMLHttpRequest Script Injection XHR腳本注入

另一個以非阻塞方式獲得腳本的方法是使用XMLHttpRequest(XHR)對象将腳本注入到頁面中。此技術首先建立一個XHR對象,然後下載下傳Javascript檔案,接着用一個動态&lt;script&gt;元素将Javascript代碼注入頁面。看demo: 

此代碼向伺服器發送一個擷取file1.js的檔案get請求。onreadystatechange事件處理函數檢查readyState是不是4,然後檢查http狀态碼是不是有效(200表示确定用戶端請求已成功,2xx表示有效回應,304表示一個緩存響應)。如果收到一個有效響應,那麼就建立一個新的&lt;script&gt;元素,将它的文本屬性設定為從伺服器接收到的responseText字元串。這樣做實際上會建立一個帶有内聯代碼的&lt;script&gt;元素,一旦新的&lt;script&gt;元素被添加到文檔,代碼将被執行,并準備使用。

此方法的優點是相容性佳,且你可以下載下傳不立即執行的Javascript代碼。由于代碼傳回在&lt;script&gt;标簽之外,它下載下傳後不會自動執行,這使得你可以推遲執行。

此方法的确定是受到浏覽器同源限制,Javascript檔案必須與頁面放置在同一個域内,不能從CDN(内容分發網絡Content Delivery Network)下載下傳。正因為這個原因,大型網頁通常不采用XHR腳本注入技術。

  Recommended Noblocking Pattern 推薦的非阻塞模式

推薦的向頁面加載大量Javascript的方法分為兩個步驟:

第一步,包含動态加載Javascript所需的代碼,然後加載頁面初始化所需的除了Javascript之外的部分。這部分代碼盡量小,可能隻包含loadScript()函數,它的下載下傳和運作非常迅速,不會對頁面造成很大幹擾。

第二步,當初始代碼準備好之後,用它來加載其餘的Javascript。

例如:

将此代碼放置在body的關閉标簽&lt;/body&gt;之前。這樣做的好處是,首先,這樣確定Javascript運作不會影響其他頁面的其他部分顯示。其次,當第二部分Javascript檔案完成下載下傳,所有應用程式所必須的DOM已經建立完畢,并做好被通路的準備,避免使用額外的事件處理(如window.onload)來得知頁面是否已經準備好了。

另一個選擇是直接将loadScript()函數嵌入在頁面中,這可以減少一個http請求的開銷。例如:

一旦頁面初始化代碼下載下傳完成,還可以使用loadScript()函數加載頁面所需的額外功能函數。

  Summary 總結

将所有&lt;script&gt;标簽放置在頁面底部,緊靠關閉标簽&lt;/body&gt;的上方。此方法可以保證頁面在腳本運作之前完成解析。

将腳本成組打包。頁面的&lt;script&gt;标簽越少,頁面的加載速度就越快,響應也更迅速。不論外部腳本檔案還是内聯代碼都是如此。

有幾種方法可以使用非阻塞方式下載下傳Javascript:

為&lt;script&gt;标簽添加defer屬性

動态建立&lt;script&gt;元素,用它下載下傳并執行代碼

用XHR對象下載下傳代碼,并注入到頁面

通過上述政策,可以極大提高那些使用Javascript代碼的網頁應用的實際性能。

參考書籍《高性能Javascript》。

繼續閱讀