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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:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

<

html

>

<

head

>

<

title

>Script Example</

title

>

</

head

>

<

body

>

<

p

>

<

script

type

=

"text/javascript"

>

document.write("The date is " + (new Date()).toDateString());

</

script

>

</

p

>

</

body

>

</

html

>

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:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

<

html

>

<

head

>

<

title

>Script Example</

title

>

<

link

rel

=

"stylesheet"

type

=

"text/css"

href

=

"styles.css"

>

</

head

>

<

body

>

<

p

>Hello world!</

p

>

<-- Example of recommended script positioning -->

<

script

type

=

"text/javascript"

src

=

"file1.js"

></

script

>

<

script

type

=

"text/javascript"

src

=

"file2.js"

></

script

>

<

script

type

=

"text/javascript"

src

=

"file3.js"

></

script

>

</

body

>

</

html

>

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:

1

<script type=

"text/javascript"

src=

"http://yui.yahooapis.com/combo?2.7.0/build/yahoo/yahoo-min.js&2.7.0/build/event/event-min.js"

></script>

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.οnlοad=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。

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

<

html

>

<

head

>

<

title

>Script Defer Example</

title

>

</

head

>

<

body

>

<

script

defer> alert("defer");</

script

>

<

script

> alert("script"); </

script

>

<

script

> window.onload = function(){ alert("load");}; </

script

>

</

body

>

</

html

>

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”。

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<script>元素可以非常容易的通過标準DOM建立：

1 2 3 4

var

script = document.createElement (

"script"

);

script.type =

"text/javascript"

;

script.src =

"file1.js"

;

document.body.appendChild(script);

新的<script>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：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

function

loadScript(url, callback){

var

script = document.createElement (

"script"

) ;

　  script.type =

"text/javascript"

;

if

(script.readyState){

//IE

script.onreadystatechange =

function

(){

if

(script.readyState ==

"loaded"

|| script.readyState ==

"complete"

){

script.onreadystatechange =

null

;

callback();

}

};

}

else

{

//Others

script.onload =

function

(){ callback();

};

}

script.src = url;

document.getElementsByTagName(

"head"

)[0].appendChild(script);

}

loadScript(

"file1.js"

,

function

(){ 

//調用

alert(

"File is loaded!"

);

});

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<script>元素将Javascript代碼注入頁面。看demo：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

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){

// 檢查http狀态碼

var

script = document.createElement(

"script"

);

script.type =

"text/javascript"

;

script.text = xhr.responseText;

document.body.appendChild(script);

}

}

};

xhr.send(

null

);

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<script>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<script>元素，一旦新的<script>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<script>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：

1 2 3 4 5 6 7

<script type=

"text/javascript"

src=

"loader.js"

>

</script> <script type=

"text/javascript"

>

loadScript(

"the-rest.js"

,

function

(){

　　Application.init();

});

</script>

将此代碼放置在body的關閉标簽</body>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：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

<script type=

"text/javascript"

>

function

loadScript(url, callback){

var

script = document.createElement (

"script"

);

　  script.type =

"text/javascript"

;

if

(script.readyState){

//IE script.onreadystatechange = function(){

if

(script.readyState ==

"loaded"

|| script.readyState ==

"complete"

){

script.onreadystatechange =

null

;

callback();

}

};

}

else

{

//Others

script.onload =

function

(){

　　callback();

};

}

script.src = url;

document.getElementsByTagName(

"head"

)[0].appendChild(script);

}

loadScript(

"the-rest.js"

,

function

(){

　　Application.init();

});

</script>

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。

介紹一個通用的工具，Yahoo! Search的Ryan Grove建立了LazyLoad庫（參見：http://github.com/rgrove/lazyload/ ）。LazyLoad是一個強大的loadScript()函數。LazyLoad精縮之後隻有大約1.5KB。用法舉例如下：

1 2 3 4 5 6

<script type=

"text/javascript"

src=

"lazyload-min.js"

></script>

<script type=

"text/javascript"

>

　　LazyLoad.js(

"the-rest.js"

,

function

(){

　　　　Application.init();

　　});

</script>

Summary 總結

  • 将所有<script>标簽放置在頁面底部，緊靠關閉标簽</body>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<script>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<script>标簽添加defer屬性
    • 動态建立<script>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代碼的網友應用的實際性能。

源引：http://blog.jobbole.com/78191/

javascript 無阻塞 性能
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