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[Java教程]JavaScript阻塞剖析与改善


一、阻塞特性

《高性能JavaScript》一书中,关于第一章“Loading and Execution”,提到了无阻塞加载JavaScript技术,目的是为了提高页面呈现速度。

说到无阻塞加载JavaScript要点,我们就有必要知道,为什么在html中不管是内联JavaScript还是外联,会影响到页面的性能?

原因是:JavaScript是单线程,在JavaScript运行时其他的事情不能被浏览器处理。事实上,大多数浏览器使用单线程处理UI更新和JavaScript运行等多个任务,而同一时间只能有一个任务被执行。所以在执行JavaScript时,会妨碍其他页面动作。这是JavaScript的特性,我们没法改变。

并且,html解析过程是至上而下的,当html解析器遇到诸如<script>、<link>等标签时,解析器就会停止下来,去下载相应的内容。需要注意的是,在加载<script>、<link>标签时都会阻止解析器往下执行。

那什么时候,html解析器才能往下继续解析html文档呢?

就JavaScript而言,当html解析器遇到<script>标签,无论它是内联还是外联,页面中的下载和解析过程都必须停止,直到<script>从外部加载进来的JavaScript或内联的JavaScript运行完毕,方可继续解析。在高版本的浏览器当中,允许并行下载JavaScript文件,当一个<script>标签正在下载外部资源时,不必阻塞其他<script>标签,但是不幸地是,JavaScript的下载仍然会阻塞其他资源的下载,例如图片。这里还需要值得注意的是,对于样式和脚本的先后顺序同样会影响到浏览器的解析过程,比如将<link>标签放在<script>标签前面,如果样式下载受阻,那么将阻塞<link>后面的<script>加载和执行,究其原因主要在于:script脚本在执行过程中可能会引用到相关样式。

了解了JavaScript在html中的阻塞特性,我们再来看看如何改善其阻塞特性。

二、改善方法

--最简单做法--:

为了让html文档在解析时,尽量地快,常规的做法是将<script>标签放到</body>标签的前面,这样就不会阻塞html中其他资源的下载了。

如下:

尽管脚本下载之间互相阻塞,但页面已经下载完成并且显示在用户面前了,进入页面的速度不会显得太慢。且,为了让脚本之间的互相阻塞最小化,通常将多个相关的JavaScript文件合并为一个JavaScript文件,另外这样做带来的好处不仅让脚本之间阻塞变小,还减少了http请求的数量。

但,这样做JavaScript文件下载之间还是会阻塞,特别是当JavaScript文件逐渐变多时。

故而,引入无阻塞脚本技术。

无阻塞脚本技术主要分为两大类:

  1、  HTML5中的defer和async;

  2  动态创建script为dom元素。

下面将分别介绍。

--HTML5中的defer和async--:

HTML5中提供了两个属性供<script>标签使用,目的就是为了无阻塞加载JavaScript。

用法如下:

<script src="file1.js" defer></script><script src="file2.js" async></script>

需要注意的是,这两个属性对内联JavaScript是无效的,只针对外联JavaScript,如上所示。

加载流程:

当解析器遇到设置defer或者async属性的<script>元素时,它开始下载脚本,并继续解析文档。脚本会在它下载完成后尽快执行,但是解析器没有停下来等待他下载。

defer和async区别:

就defer和async的区别而言,使用defer的<script>标签是按照他们排列的顺序执行的,而使用async的<script>标签是不按他们在HTML中的排列顺序执行的;

就执行时间而言,defer是在DOMContentloaded事件之前执行,而async是在window.onload事件之前执行的,且只支持IE10+。当defer和async同时存在时,会忽略defer而遵循async。且使用defer和async的脚本禁止使用document.write方法哦。

--动态脚本元素--:

因为script标签是在html中的,是属于dom元素,所以我们完全可以利用dom方法创建一个动态的script元素。

如下:

var script = document.createElement('script');script.type = 'text/javascript';script.src = 'file1.js';document.getElementsByTagName('head')[0].appendChild(script); 

当创建的script元素添加到页面后立刻开始下载。此技术的重点在于:无论在何处启动下载,文件的下载和运行都不会阻塞其他页面的处理过程。你甚至可以将这些代码放在<head>部分而不会对其余部分的页面代码造成影响(除了用于下载文件的HTTP连接)

上面加粗部分引至《高性能JavaScript》,当时在我读到这句话时,不是很理解,在前面“阻塞特性”一小节中,我们提到JavaScript是单线程且与UI线程互排,那么JavaScript在运行时,怎么不会阻塞其他页面的处理过程呢?

为此,带着这一困惑在博客园问答中心提出了自己的观点并与道友讨论(‘博问点击此’)。

通过与道友讨论以及自己查看了相关文档后,有了自己见解:

之所以动态创建script元素去加载JavaScript文件,不会对页面其余操作影响,原因如下:

  1、html解析器将script当做了dom元素,而不是script标签,所以就不对其进行诸如加载、解析、运行时,停止页面中一切行为。打了个擦边球。

  2、JavaScript是单线程,且与UI线程共享同一个线程,但这不代表浏览器就只有一个线程。所以在执行JavaScript代码时,不影响图片之类的下载。

好了,回到刚才采用动态脚本元素的方法,我们还得完善下,原因是上述代码,在‘自运行’时还好,但是如果引用了其他js文件中的方法呢?那就得出错咯。因为我们无法保证动态脚本元素执行JavaScript代码的顺序。针对这一问题,标准浏览器我们可以利用<script>节点的load事件处理,而IE浏览器我们可以利用其特有的readystatechange事件处理。

封装好的代码如下:

function loadScript(url, callback){  var script = document.createElement('script');  script.type = 'text/javascript';  /*    在IE中readyState值所表示的最终状态并不一致,    有时<script>元素会得到"loaded"却不出现"complete",    但另外一些情况下出现"complete"而用不到"loaded"。    最安全的办法就是在readystatechange事件中检查这两种状态,    并且当其中一种状态出现时,删除readystatechange事件句柄(保证事件不会被触发两次)  */  if(script.readyState){//IE    script.onreadystatechange = function(){      if(script.readyState == 'loaded' || script.readyState == 'complete'){        script.onreadystatechange = null;        callback()      }    }  }else{//Other    script.onload = function(){      callback();      }  }  script.src = url;  document.getElementsByTagName('head')[0].appendChild(script);}

所以,当页面中动态加载多个有关联的JavaScript文件时,我们可以将其串联起来,保证顺序。

如下:

//串联起来loadScript('file1.js',function(){  loadScript('file2.js',function(){    ...  });});

除开这种方法,还有一种就是“XHR脚本注入”,大体内容与上面的方法差不多,都需要动态创建script元素,区别在于该方法利用

示例代码如下:

var xhr = new 'get', 'file1.js', true);xhr.onreadystatechange = function(){  if(xhr.readyState == 4){    if(xhr.status >= 200 && xhr.status < 300 || xhr.status ==304){      var script = document.createElement('script');      script.type = 'text/javascript';      script.text = xhr.responseText;      document.body.appendChild(script);    }  }};xhr.send(null);

三、拓展阅读

 [1] JavaScript是单线程的深入分析

 [2] HTML渲染过程详解

 [3] 浏览器加载渲染网页过程解析

 [4] defer、async属性以及JS异步加载并执行解决方案

 [5] HTML5 <script>元素async,defer异步加载

 [6] 无阻赛JavaScript脚本技术