一次失败的jQuery优化尝试小结

  (这并不意味着jQuery的性能是优秀的, 反之只能说它是一个相对封闭的库,无法从外部介入进行优化)。这篇文章就记录一次失败的优化经历。

  优化思想

  这一次优化的思想来自于数据库。在数据库优化的时候,我们常会说“将大量的操作放在一个事务中一起提交,能有效提高效率”。虽然对数据库不了解的我并不知道其原因,但是“事务”的思想却为我指明了方向(虽然是错的……)。

  因此我尝试将“事务”这一概念引入到jQuery中,通过“打开”和“提交”事务,从外部对jQuery进行一些优化,其最重要的在于减少each函数的循环次数。

  众所周知,jQuery的DOM操作,以get all, set first为标准,其中用于设置DOM属性/样式的操作,几乎都是对选择出来的元素的一次遍历,jQuery.access函数就是其中最核心的部分,其中用于循环的代码如下:

  

复制代码 代码如下:

  // Setting one attribute

  if ( value !== undefined ) {

  // Optionally, function values get executed if exec is true

  exec = !pass && exec && jQuery.isFunction(value);

  for ( var i = 0; i < length; i++ ) {

  fn(

  elems[i],

  key,

  exec ? value.call(elems[i], i, fn(elems[i], key)) : value,

  pass

  );

  }

  return elems;

  }

  比如jQuery.fn.css函数就是这样的:

  

复制代码 代码如下:

  jQuery.fn.css = function( name, value ) {

  // Setting 'undefined' is a no-op

  if ( arguments.length === 2 && value === undefined ) {

  return this;

  }

  return jQuery.access( this, name, value, true, function( elem, name, value ) {

  return value !== undefined ?

  jQuery.style( elem, name, value ) :

  jQuery.css( elem, name );

  });

  };

  因此,下面这样的代码,假设被选择的div元素有5000个,则要循环访问10000个节点:

  jQuery('div').css('height', 300).css('width', 200);

  而在我的想法中,在一个“事务”中,可以如数据库的操作一般,通过保存所有的操作,在“提交事务”的时候统一进行,将10000次节点访问,减少至5000次,相当于提升了“1倍”的性能。

  简单实现

  “事务”式的jQuery操作中,提供2个函数:

  begin:打开一个“事务”,返回一个事务的对象。该对象拥有jQuery的所有函数,但是调用函数并不会立刻生效,只有在“提交事务”后才会生效。

  commit:提交一个“事务”,保证所有事先调用过的函数都生效,交返回原本的jQuery对象。

  实现起来也很方便:

  创建一个“事务对象”,复制jQuery.fn上所有函数到该对象中。

  当调用某个函数时,在预先准备好的“队列”中添加调用的函数名和相关参数。

  当提交事务时,对被选择的元素进行一次遍历,对遍历中的每个节点应用“队列”中的所有函数。

  简单地代码如下:

  

复制代码 代码如下:

  var slice = Array.prototype.slice;

  jQuery.fn.begin = function() {

  var proxy = {

  _core: c,

  _queue: []

  },

  key,

  func;

  //复制jQuery.fn上的函数

  for (key in jQuery.fn) {

  func = jQuery.fn[key];

  if (typeof func == 'function') {

  //这里会因为for循环产生key始终是最后一个循环值的问题

  //因此必须使用一个闭包保证key的有效性(LIFT效应)

  (function(key) {

  proxy[key] = function() {

  //将函数调用放到队列中

  this._queue.push([key, slice.call(arguments, 0)]);

  return this;

  };

  })(key);

  }

  }

  //避免commit函数也被拦截

  proxy.commit = jQuery.fn.commit;

  return proxy;

  };

  jQuery.fn.commit = function() {

  var core = this._core,

  queue = this._queue;

  //仅一个each循环

  core.each(function() {

  var i = 0,

  item,

  jq = jQuery(this);

  //调用所有函数

  for (; item = queue[i]; i++) {

  jq[item[0]].apply(jq, item[1]);

  }

  });

  return this.c;

  };

  测试环境

  测试使用以下条件:

  5000个div放在一个容器(<div id="container"></div>)中。

  使用$('#container>div')选择这5000个div。

  每个div要求设置一个随机背景色(randomColor函数),和800px以下的随机宽度(randomWidth函数)。

  参加测试的调用方法有3个:

  正常使用法:

  

复制代码 代码如下:

  $('#container>div')

  .css('background-color', randomColor)

  .css('width', randomWidth);

  单次循环法:

  

复制代码 代码如下:

  $('#container>div').each(function() {

  $(this).css('background-color', randomColor).css('width', randomWidth);

  });

  事务法:

  

复制代码 代码如下:

  $('#container>div')

  .begin()

  .css('background-color', randomColor)

  .css('width', randomWidth)

  .commit();

  对象赋值法:

  

复制代码 代码如下:

  $('#container>div').css({

  'background-color': randomColor,

  'width': randomWidth

  });

  测试浏览器选择Chrome 8系列(用IE测就直接挂了)。

  悲伤的结果

  原本的预测结果是,单次循环法的效率远高于正常使用法,同时事务法虽然比单次循环法慢一些,但应该比正常使用法更快,而对象赋值法其实是jQuery内部支持的单次循环法,效率应该是最高的。

  然而遗憾的是,结果如下:

  正常使用法 单次循环法 事务法 对象赋值法

  18435ms 18233ms 18918ms 17748ms

  从结果上看,事务法成了最慢的一种方法。同时单次循环与正常使用并没有明显的优势,甚至依赖jQuery内部实现的对象赋值法也没有拉开很大的差距。

  由于5000个元素的操作已经是非常庞大的循环,如此庞大的循环也没能拉开性能的差距,平时最常用的10个左右的元素操作更不可能有明显的优势,甚至还可能将劣势扩大化。

  究其原因,由于本身单次循环法就没有明显的性能提升,因此依赖于单次循环,并是在单次循环之上进行外部构建的事务法,自然是在单次循环的基础上还需要额外增加创建事务对象、保存函数队列、遍历函数队列等开销,结果败给正常使用法也在情理之中。

  至此,也算是可以宣布模仿“事务”的优化之道的失败。但是对这个结果却还能进一步地分析。

  性能在哪里

  首先,从代码的使用上来分析,将正常使用法和测试中最快的对象赋值法进行比较,可以说两者的差距仅在于循环的元素个数的不同(这里抛开了jQuery的内部问题,事实上jQuery.access的糟糕实现也确实有拖对象赋值法后腿之嫌,好在并不严重),正常使用法是10000个元素,对象赋值法是5000个元素。因此可以简单地认为,18435 - 17748 = 687ms是循环5000个元素的耗时,这占到整个执行过程的3.5%左右,并不是整个执行过程的主干,其实真的没有优化的必要。

  那么另外96.5%的开销去了哪里呢?谨记Doglas的一句话,“事实上Javascript并不慢,慢的是DOM的操作”。其实剩下96.5%的开销中,除去函数调用等基本的消耗,至少有95%的时间是用在了DOM元素的样式被改变后的重新渲染之上。

  发现了这个事实之后,其实也就有了更正确的优化方向,也是前端性能中的基本原则之一:在修改大量子元素时,先将根父DOM节点移出DOM树。因此如果使用以下的代码再进行测试:

  

复制代码 代码如下:

  //没有重用$('#container')已经很糟糕了

  $('#container').detach().find('div')

  .css('background-color', randomColor)

  .css('width', randomWidth);

  $('#container').appendTo(document.body);

  测试结果始终停留在900ms左右,与前面的数据完全不在一个数量级之上,真正的优化成功。

  教训和总结

  千万要找到正确的性能瓶颈再进行优化,盲目的猜测只会导致走上错误而偏激的道路。

  数据说话,数据面前谁也别说话!

  不认为“事务”这个方向是错误的,如果jQuery原生就能支持“事务”这样的概念,会不会有其他的点可以优化?比如一个事务自动会将父元素脱离出DOM树之类的……