一次失敗的jQuery優(yōu)化嘗試小結(jié)

更新時(shí)間：2011年02月06日 16:12:44 作者：

我經(jīng)常抱怨jQuery的DOM操作性能并不優(yōu)秀，并且經(jīng)常嘗試用一些方法去進(jìn)行優(yōu)化，但是越是優(yōu)化，越是沮喪地發(fā)現(xiàn)jQuery其實(shí)已經(jīng)做得很好，從使用者的角度能夠進(jìn)行的優(yōu)化實(shí)在有限

（這并不意味著jQuery的性能是優(yōu)秀的，反之只能說(shuō)它是一個(gè)相對(duì)封閉的庫(kù)，無(wú)法從外部介入進(jìn)行優(yōu)化）。這篇文章就記錄一次失敗的優(yōu)化經(jīng)歷。
優(yōu)化思想
這一次優(yōu)化的思想來(lái)自于數(shù)據(jù)庫(kù)。在數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化的時(shí)候，我們常會(huì)說(shuō)“將大量的操作放在一個(gè)事務(wù)中一起提交，能有效提高效率”。雖然對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)不了解的我并不知道其原因，但是“事務(wù)”的思想?yún)s為我指明了方向（雖然是錯(cuò)的……）。
因此我嘗試將“事務(wù)”這一概念引入到j(luò)Query中，通過(guò)“打開(kāi)”和“提交”事務(wù)，從外部對(duì)jQuery進(jìn)行一些優(yōu)化，其最重要的在于減少each函數(shù)的循環(huán)次數(shù)。
眾所周知，jQuery的DOM操作，以get all, set first為標(biāo)準(zhǔn)，其中用于設(shè)置DOM屬性/樣式的操作，幾乎都是對(duì)選擇出來(lái)的元素的一次遍歷，jQuery.access函數(shù)就是其中最核心的部分，其中用于循環(huán)的代碼如下：

復(fù)制代碼代碼如下:

 
// 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函數(shù)就是這樣的：

復(fù)制代碼代碼如下:

 
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，下面這樣的代碼，假設(shè)被選擇的div元素有5000個(gè)，則要循環(huán)訪問(wèn)10000個(gè)節(jié)點(diǎn)：
jQuery('div').css('height', 300).css('width', 200);
而在我的想法中，在一個(gè)“事務(wù)”中，可以如數(shù)據(jù)庫(kù)的操作一般，通過(guò)保存所有的操作，在“提交事務(wù)”的時(shí)候統(tǒng)一進(jìn)行，將10000次節(jié)點(diǎn)訪問(wèn)，減少至5000次，相當(dāng)于提升了“1倍”的性能。
簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)
“事務(wù)”式的jQuery操作中，提供2個(gè)函數(shù)：
begin：打開(kāi)一個(gè)“事務(wù)”，返回一個(gè)事務(wù)的對(duì)象。該對(duì)象擁有jQuery的所有函數(shù)，但是調(diào)用函數(shù)并不會(huì)立刻生效，只有在“提交事務(wù)”后才會(huì)生效。
commit：提交一個(gè)“事務(wù)”，保證所有事先調(diào)用過(guò)的函數(shù)都生效，交返回原本的jQuery對(duì)象。
實(shí)現(xiàn)起來(lái)也很方便：
創(chuàng)建一個(gè)“事務(wù)對(duì)象”，復(fù)制jQuery.fn上所有函數(shù)到該對(duì)象中。
當(dāng)調(diào)用某個(gè)函數(shù)時(shí)，在預(yù)先準(zhǔn)備好的“隊(duì)列”中添加調(diào)用的函數(shù)名和相關(guān)參數(shù)。
當(dāng)提交事務(wù)時(shí)，對(duì)被選擇的元素進(jìn)行一次遍歷，對(duì)遍歷中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)應(yīng)用“隊(duì)列”中的所有函數(shù)。
簡(jiǎn)單地代碼如下：

復(fù)制代碼代碼如下:

 
var slice = Array.prototype.slice; 
jQuery.fn.begin = function() { 
var proxy = { 
_core: c, 
_queue: [] 
}, 
key, 
func; 
//復(fù)制jQuery.fn上的函數(shù) 
for (key in jQuery.fn) { 
func = jQuery.fn[key]; 
if (typeof func == 'function') { 
//這里會(huì)因?yàn)閒or循環(huán)產(chǎn)生key始終是最后一個(gè)循環(huán)值的問(wèn)題 
//因此必須使用一個(gè)閉包保證key的有效性（LIFT效應(yīng)） 
(function(key) { 
proxy[key] = function() { 
//將函數(shù)調(diào)用放到隊(duì)列中 
this._queue.push([key, slice.call(arguments, 0)]); 
return this; 
}; 
})(key); 
} 
} 
//避免commit函數(shù)也被攔截 
proxy.commit = jQuery.fn.commit; 
return proxy; 
}; 
jQuery.fn.commit = function() { 
var core = this._core, 
queue = this._queue; 
//僅一個(gè)each循環(huán) 
core.each(function() { 
var i = 0, 
item, 
jq = jQuery(this); 
//調(diào)用所有函數(shù) 
for (; item = queue[i]; i++) { 
jq[item[0]].apply(jq, item[1]); 
} 
}); 
return this.c; 
}; 

測(cè)試環(huán)境
測(cè)試使用以下條件：
5000個(gè)div放在一個(gè)容器（<div id="container"></div>）中。
使用$('#container>div')選擇這5000個(gè)div。
每個(gè)div要求設(shè)置一個(gè)隨機(jī)背景色（randomColor函數(shù)），和800px以下的隨機(jī)寬度（randomWidth函數(shù)）。
參加測(cè)試的調(diào)用方法有3個(gè)：
正常使用法：

復(fù)制代碼代碼如下:

 
$('#container>div') 
.css('background-color', randomColor) 
.css('width', randomWidth); 

單次循環(huán)法:

復(fù)制代碼代碼如下:

 
$('#container>div').each(function() { 
$(this).css('background-color', randomColor).css('width', randomWidth); 
}); 

事務(wù)法：

復(fù)制代碼代碼如下:

 
$('#container>div') 
.begin() 
.css('background-color', randomColor) 
.css('width', randomWidth) 
.commit(); 

對(duì)象賦值法：

復(fù)制代碼代碼如下:

 
$('#container>div').css({ 
'background-color': randomColor, 
'width': randomWidth 
}); 

測(cè)試瀏覽器選擇Chrome 8系列（用IE測(cè)就直接掛了）。
悲傷的結(jié)果
原本的預(yù)測(cè)結(jié)果是，單次循環(huán)法的效率遠(yuǎn)高于正常使用法，同時(shí)事務(wù)法雖然比單次循環(huán)法慢一些，但應(yīng)該比正常使用法更快，而對(duì)象賦值法其實(shí)是jQuery內(nèi)部支持的單次循環(huán)法，效率應(yīng)該是最高的。
然而遺憾的是，結(jié)果如下：
正常使用法單次循環(huán)法事務(wù)法對(duì)象賦值法
18435ms 18233ms 18918ms 17748ms
從結(jié)果上看，事務(wù)法成了最慢的一種方法。同時(shí)單次循環(huán)與正常使用并沒(méi)有明顯的優(yōu)勢(shì)，甚至依賴(lài)jQuery內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的對(duì)象賦值法也沒(méi)有拉開(kāi)很大的差距。
由于5000個(gè)元素的操作已經(jīng)是非常龐大的循環(huán)，如此龐大的循環(huán)也沒(méi)能拉開(kāi)性能的差距，平時(shí)最常用的10個(gè)左右的元素操作更不可能有明顯的優(yōu)勢(shì)，甚至還可能將劣勢(shì)擴(kuò)大化。
究其原因，由于本身單次循環(huán)法就沒(méi)有明顯的性能提升，因此依賴(lài)于單次循環(huán)，并是在單次循環(huán)之上進(jìn)行外部構(gòu)建的事務(wù)法，自然是在單次循環(huán)的基礎(chǔ)上還需要額外增加創(chuàng)建事務(wù)對(duì)象、保存函數(shù)隊(duì)列、遍歷函數(shù)隊(duì)列等開(kāi)銷(xiāo)，結(jié)果敗給正常使用法也在情理之中。
至此，也算是可以宣布模仿“事務(wù)”的優(yōu)化之道的失敗。但是對(duì)這個(gè)結(jié)果卻還能進(jìn)一步地分析。
性能在哪里
首先，從代碼的使用上來(lái)分析，將正常使用法和測(cè)試中最快的對(duì)象賦值法進(jìn)行比較，可以說(shuō)兩者的差距僅在于循環(huán)的元素個(gè)數(shù)的不同（這里拋開(kāi)了jQuery的內(nèi)部問(wèn)題，事實(shí)上jQuery.access的糟糕實(shí)現(xiàn)也確實(shí)有拖對(duì)象賦值法后腿之嫌，好在并不嚴(yán)重），正常使用法是10000個(gè)元素，對(duì)象賦值法是5000個(gè)元素。因此可以簡(jiǎn)單地認(rèn)為，18435 - 17748 = 687ms是循環(huán)5000個(gè)元素的耗時(shí)，這占到整個(gè)執(zhí)行過(guò)程的3.5%左右，并不是整個(gè)執(zhí)行過(guò)程的主干，其實(shí)真的沒(méi)有優(yōu)化的必要。

那么另外96.5%的開(kāi)銷(xiāo)去了哪里呢？謹(jǐn)記Doglas的一句話(huà)，“事實(shí)上Javascript并不慢，慢的是DOM的操作”。其實(shí)剩下96.5%的開(kāi)銷(xiāo)中，除去函數(shù)調(diào)用等基本的消耗，至少有95%的時(shí)間是用在了DOM元素的樣式被改變后的重新渲染之上。

發(fā)現(xiàn)了這個(gè)事實(shí)之后，其實(shí)也就有了更正確的優(yōu)化方向，也是前端性能中的基本原則之一：在修改大量子元素時(shí)，先將根父DOM節(jié)點(diǎn)移出DOM樹(shù)。因此如果使用以下的代碼再進(jìn)行測(cè)試：

復(fù)制代碼代碼如下:

 
//沒(méi)有重用$('#container')已經(jīng)很糟糕了 
$('#container').detach().find('div') 
.css('background-color', randomColor) 
.css('width', randomWidth); 
$('#container').appendTo(document.body); 

測(cè)試結(jié)果始終停留在900ms左右，與前面的數(shù)據(jù)完全不在一個(gè)數(shù)量級(jí)之上，真正的優(yōu)化成功。

教訓(xùn)和總結(jié)
千萬(wàn)要找到正確的性能瓶頸再進(jìn)行優(yōu)化，盲目的猜測(cè)只會(huì)導(dǎo)致走上錯(cuò)誤而偏激的道路。
數(shù)據(jù)說(shuō)話(huà)，數(shù)據(jù)面前誰(shuí)也別說(shuō)話(huà)！
不認(rèn)為“事務(wù)”這個(gè)方向是錯(cuò)誤的，如果jQuery原生就能支持“事務(wù)”這樣的概念，會(huì)不會(huì)有其他的點(diǎn)可以?xún)?yōu)化？比如一個(gè)事務(wù)自動(dòng)會(huì)將父元素脫離出DOM樹(shù)之類(lèi)的……