/ JavaScript

一小段jQuery代码的分析与优化

今天刚回家,QQ群里就看到有人求助优化一段jQuery代码,简单看了一下,发现如果对jQuery这东西只停留在用的层面,而不知其具体实现的话,真的很容易用出问题来。这也是为什么近期我一直不怎么推崇用jQuery,这框架的API设定就有误导人们走上歧途之嫌。

需要优化的代码大致是这样的,也不方便直接把人家的代码复制过来,就大概地表达下意思:

$.fn.beautifyTable = function(options) {
    // 定义默认配置项,再用options覆盖
    return this.each(function() {
        var table = $(this),
            tbody = table.children('tbody'),
            tr = tbody.children('tr'),
            th = tbody.children('th'),
            td = tbody.children('td');

        // 单独内容的class
        table.addClass(option.tableClass);
        th.addClass(options.headerClass); // 1
        td.addClass(options.cellClass); // 2
        // 奇偶行的class
        tbody.children('tr:even').addClass(options.evenRowClass); // 3
        tbody.children('tr:odd').addClass(options.oddRowClass); // 4
        // 对齐方式
        tr.children('th,td').css('text-align', options.align); // 5
        // 添加鼠标悬浮
        tr.bind('mouseover', addActiveClass); // 6
        tr.bind('mouseout', removeActiveClass); // 7
        // 点击变色
        tr.bind('click', toggleClickClass); // 8
    });
};

总的来说,这段代码不错,思路清晰,逻辑明确,想要做什么也通过注释说得很明白了。但是按作者的说法,当表格中有120行时,IE已经反映脚本运行时间过长了。显然从表现来看,这个函数的效率不高,甚至说极其低下。

寻找原因

于是,开始从代码层面进行分析,这是一个标准的jQuery插件式的函数,有个典型的return this.each(function() { ... };);形式的代码,如果作者写下这段代码的时候,不是照本宣科不经思考的话,就应该意识到jQuery的一个函数干了什么事。

简单来说,jQuery.fn下的函数,绝大部分是一个each的调用,所谓each,自然是对选择出来的元素进行了遍历,并对某个元素进行了指定的操作。那么看看上面一段代码,进行了多少的遍历,在此就假设只选择了120行,每一行有6列,另加上1行的表头吧:

  1. 遍历th,添加headerClass,元素数为6。
  2. 遍历td,添加cellClass,元素数为6*120=720。
  3. 从所有tr中找出奇数的,需要对所有tr进行一次遍历,元素数为120。
  4. 遍历奇数的tr,添加evenRowClass,元素数为120/2=60。
  5. 从所有tr中找出偶数的,需要对所有tr进行一次遍历,元素数为120。
  6. 遍历偶数的tr,添加oddRowClass,元素数为120/2=60。
  7. 遍历所有th和td,添加text-align,元素数为120*6+6=726。
  8. 遍历所有tr,添加mouseover事件,元素数为120。
  9. 遍历所有tr,添加mouseout事件,元素数为120。
  10. 遍历所有tr,添加click事件,元素数为120。

为了方便,我们简单地假设,在遍历中访问一个元素耗时为10ms,那么这个函数一共用了多少时间呢?这个函数共遇上了2172个元素,耗时21720ms,即21秒,显然IE确实应该报脚本执行过久了。

基本优化

知道了效率低下的原因,要从根本上进行解决,自然要想方设法来合并循环,初略一看,按照上边代码中注释里的数字,至少以下几点是可以合并的:

  • 3和4可以合并为一次循环,从120+60+120+60变为120,减少了240。
  • 1、2和5可以合并为一次循环,从6+720+726变为726,减少了726。
  • 6、7、8可以合并为一次循环,从120+120+120变为120,减少了240。
  • 进一步的,3、4和6、7、8一样可以合并为一次循环,继续减少了120。

累加一下,我们一共减少了240+726+240+120=1326次元素操作,总计13260ms。在优化之后,我们的函数耗时变为21720-13260=8460ms,即8s。

注意选择器

到这里可能会有一个疑问,从表格的结构上来说,所有的<th><td>元素肯定都在<tr>之内,那么为什么不将1、2、5这三步的循环同样放到对tr的循环中,形成一个嵌套的循环,这样不是更加快速吗?

这里之所以没有这么做,主要有2个原因:

其一,无论将1、2、5这三者放在哪里,都不会减少对所有<th><td>元素的一次访问。

另一方面,$('th,td')这个选择器,在sizzle中会被翻译成2次getElementsByTagName函数的调用,第一次获取所有<th>,第二次获取所有<td>,然后进行集合的归并。由于getElementsByTagName是内置函数,在此可以认为该函数是不带循环的,即复杂度为O(1),同样集合的归并使用Array的相关函数,是对内存的操作,复杂度同样为O(1)。

反之,如果在对tr元素的循环中再采用$('th,td')这个选择器,则是在<tr>元素上调用2次getElementsByTagName,由于无论在哪个元素上调用该函数,函数执行的时间是相同的,因此在循环tr时使用,反而多出了119*2次的函数调用,效率不升反降。

可见,对sizzle选择器的基本知识,也是帮助优化jQuery代码的很重要的一方面。

不要啥都让javascript来做

根据前面的基本的优化,已经将时间从21秒降到了8秒,但是8秒这个数字显然是无法接受的。

再进一步分析我们的代码,事实上,循环遍历是语言层面上的内容,其速度应该是相当快的。而针对每个元素所做的操作,是jQuery提供的函数,相比遍历来说,才是占去大部分资源的主子。如果说遍历中访问元素用时是10ms的话,不客气地说执行一个addClass至少是100ms级别的消耗。

因此,为了进一步地优化效率,就不得不从减少对元素的操作入手。再仔细地回审代码,发现这个函数有着非常多的对样式的修改,其中至少包括了:

  • 给所有<th>加上class。
  • 给所有<td>加上class。
  • 给tr分奇偶行加上class。
  • 给所有<th><td>加上一个text-align样式。

而事实上我们知道,CSS本身就拥有子代选择器,而浏览器原生对CSS的解析,效率远远高于让javascript去给元素一一加上class。

所以,如果对CSS是可控的,那么这个函数就不应该拥有headerClasscellClass这两个配置项,而是尽可能地在CSS中进行配置:

.beautiful-table th { /* headerClass的内容 */ }
.beautiful-table td { /* cellClass的内容 */ }

再者,对于<tr>的奇偶行样式,在部分浏览器下可以使用:nth-child伪类来实现,这方面可以利用特性探测,仅在不支持该伪类的浏览器中使用addClass添加样式。当然如果你仅仅想对IE系列进行优化的话,这一条可以忽略了。

对于:nth-child伪类的探测,可以用以下的思路来进行:

1.创建一个stylesheet,再创建一条规则,如#test span:nth-child(odd) { display: block; }
2.创建相应的HTML结构,一个idtest<div>,内部放置3个<span>
3.将stylesheet和<div>一同加入的DOM树中。
4.查看第1和第3个<span>的运行期display样式,如果是block,则表明支持该伪类。
5.删除创建的stylesheet和<div>,别忘了缓存探测的结果。

最后,对于给所有<th><td>元素添加text-align样式,也是可以通过css进行优化的。既然不知道添加的是哪个align,那么就多写几个样式:

.beautiful-table-center th,.beautiful-table-center td { text-align: center !important; }
.beautiful-table-right th,.beautiful-table-right td { text-align: right !important; }
.beautiful-table-left th,.beautiful-table-left td { text-align: left !important; }
table.addClass('beautiful-table-' + options.align);

当然,上面所说的优化,是建立在对CSS有控制权的情况下的,如果本身无法接触到CSS样式,比如这是一个通用的插件函数,会被完全无法控制的第三方使用,那么怎么办呢?也不是完全没有办法:

  1. 去找页面里的所有CSS规则,比如document.styleSheets
  2. 遍历所有规则,把配置项中的headerClasscellClass等拿出来。
  3. 提取需要的几个class中的所有样式,再自己组装成新的选择器,如beautiful-table th
  4. 使用创建出来的选择器,生成新的stylesheet,加入到DOM树中。
  5. 那么只给<table>加上beautiful-table这个class就搞定了。

当然上面的做法其实也蛮消耗时间的,毕竟又要遍历stylesheet,又要创建stylesheet。具体是不是对效率提升有很大的帮助,则依据页面的规模会有不同的效果,是否使用就要看函数设计人员的具体需求了,这里也就是提一种策略。

总的来说,通过尽可能少地执行javascript,将更多的样式化的任务交给CSS,则浏览器的渲染引擎来完成,又可以进一步地优化该函数,假设对addClasscss的调用需要100ms的话,此次优化直接消灭了原有120+726=846次的操作,节约了84600ms的时间(当然有夸张的成分,但是对整个函数的消耗来说,这个确实是很大的一块)。

最后的补充

这篇文章,仅仅是想在jQuery的各个实现的层面上来进行优化,只涉及到了对jQuery整个运行过程的分析、细节介绍和优化方向,并没有提到一些基本之基本的优化方法,比如:

  • 先将整个<table>从DOM树中移除,完成所有的操作之后再放回DOM,减少repaint。
  • mouseovermouseout改为mouseentermouseleave,减少因为下正确的事件冒泡模型导致的重复的事件函数的执行。
  • 对于<th><td>之类单纯元素的选择,优先考虑使用原生的getElementsByTagName,消灭sizzle分析选择器的时间。

最后,这篇文章只是想说明,对于前端开发人员,虽然浏览器可能是个黑盒,但是很多框架、工具、库都是开放的,在使用之前如果可以进行一定程度的了解,必然有助于个人的技术提升和最终产品的质量优化,“知其然而不知其所以然”是非常忌讳的情况。