Izpētiet, kā JavaScript izpilde ietekmē katru pārlūkprogrammas atveidošanas cauruļvada posmu, un apgūstiet stratēģijas, lai optimizētu kodu labākai tīmekļa veiktspējai.
Pārlūkprogrammas atveidošanas cauruļvads: Kā JavaScript ietekmē tīmekļa veiktspēju
Pārlūkprogrammas atveidošanas cauruļvads ir secīgs soļu kopums, ko tīmekļa pārlūkprogramma veic, lai pārvērstu HTML, CSS un JavaScript kodu vizuālā attēlojumā lietotāja ekrānā. Šī cauruļvada izpratne ir būtiska jebkuram tīmekļa izstrādātājam, kura mērķis ir izveidot augstas veiktspējas tīmekļa lietojumprogrammas. JavaScript, būdams spēcīgs un dinamisks valoda, ievērojami ietekmē katru šī cauruļvada posmu. Šajā rakstā tiks iedziļināts pārlūkprogrammas atveidošanas cauruļvadā un pētīts, kā JavaScript izpilde ietekmē veiktspēju, nodrošinot praktiskas optimizācijas stratēģijas.
Pārlūkprogrammas atveidošanas cauruļvada izpratne
Atveidošanas cauruļvadu var plaši iedalīt šādos posmos:
- HTML parsēšana: Pārlūkprogramma parsē HTML atzīmes un izveido Dokumenta objektu modeli (DOM), koka struktūru, kas attēlo HTML elementus un to attiecības.
- CSS parsēšana: Pārlūkprogramma parsē CSS stila lapas (gan ārējās, gan iekļautās) un izveido CSS Objektu modeli (CSSOM), vēl vienu koka struktūru, kas attēlo CSS noteikumus un to rekvizītus.
- Pievienošana: Pārlūkprogramma apvieno DOM un CSSOM, lai izveidotu Atveidošanas koku. Atveidošanas kokā ir iekļauti tikai satura attēlošanai nepieciešamie mezgli, izlaižot tādus elementus kā <head> un elementus ar `display: none`. Katram redzamajam DOM mezglam ir pievienoti atbilstošie CSSOM noteikumi.
- Izkārtojums (Reflow): Pārlūkprogramma aprēķina katra elementa pozīciju un izmēru Atveidošanas kokā. Šis process ir pazīstams arī kā "reflow".
- Krāsošana (Repaint): Pārlūkprogramma nokrāso katru elementu Atveidošanas kokā uz ekrāna, izmantojot aprēķināto izkārtojuma informāciju un piemērotos stilus. Šis process ir pazīstams arī kā "repaint".
- Kompozīcija: Pārlūkprogramma apvieno dažādus slāņus gala attēlā, kas jāattēlo ekrānā. Mūsdienu pārlūkprogrammas bieži izmanto aparatūras paātrinājumu kompozīcijai, uzlabojot veiktspēju.
JavaScript ietekme uz atveidošanas cauruļvadu
JavaScript var ievērojami ietekmēt atveidošanas cauruļvadu dažādos posmos. Slikti uzrakstīts vai neefektīvs JavaScript kods var ieviest veiktspējas šķēršļus, kas noved pie lēnas lapas ielādes laika, nevienmērīgām animācijām un sliktu lietotāja pieredzi.
1. Parsera bloķēšana
Kad pārlūkprogramma saskaras ar <script> atzīmi HTML, tā parasti aptur HTML dokumenta parsēšanu, lai lejupielādētu un izpildītu JavaScript kodu. Tas ir tāpēc, ka JavaScript var modificēt DOM, un pārlūkprogrammai ir jāpārliecinās, ka DOM ir atjaunināts, pirms turpināt. Šī bloķēšanas darbība var ievērojami aizkavēt lapas sākotnējo atveidošanu.
Piemērs:
Apsveriet scenāriju, kurā jūsu HTML dokumenta <head> ir liels JavaScript fails:
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Mans tīmekļa vietne</title>
<script src="large-script.js"></script>
</head>
<body>
<h1>Laipni lūdzam manā tīmekļa vietnē</h1>
<p>Dažs saturs šeit.</p>
</body>
</html>
Šajā gadījumā pārlūkprogramma pārtrauks HTML parsēšanu un gaidīs, līdz `large-script.js` tiks lejupielādēts un izpildīts, pirms tiks atveidoti <h1> un <p> elementi. Tas var izraisīt ievērojamu kavēšanos sākotnējā lapas ielādē.
Risinājumi parsera bloķēšanas samazināšanai:
- Izmantojiet `async` vai `defer` atribūtus: `async` atribūts ļauj skriptam lejupielādēties, nebloķējot parseri, un skripts tiks izpildīts, tiklīdz tas ir lejupielādēts. `defer` atribūts arī ļauj skriptam lejupielādēties, nebloķējot parseri, bet skripts tiks izpildīts pēc HTML parsēšanas pabeigšanas, tādā secībā, kādā tie parādās HTML.
- Novietojiet skriptus <body> atzīmes beigās: Novietojot skriptus <body> atzīmes beigās, pārlūkprogramma var parsēt HTML un izveidot DOM pirms skriptu satikšanas. Tas ļauj pārlūkprogrammai ātrāk atveidot lapas sākotnējo saturu.
Piemērs, izmantojot `async`:
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Mans tīmekļa vietne</title>
<script src="large-script.js" async></script>
</head>
<body>
<h1>Laipni lūdzam manā tīmekļa vietnē</h1>
<p>Dažs saturs šeit.</p>
</body>
</html>
Šajā gadījumā pārlūkprogramma lejupielādēs `large-script.js` asinhroni, nebloķējot HTML parsēšanu. Skripts tiks izpildīts, tiklīdz tas ir lejupielādēts, iespējams, pirms viss HTML dokuments ir parsēts.
Piemērs, izmantojot `defer`:
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Mans tīmekļa vietne</title>
<script src="large-script.js" defer></script>
</head>
<body>
<h1>Laipni lūdzam manā tīmekļa vietnē</h1>
<p>Dažs saturs šeit.</p>
</body>
</html>
Šajā gadījumā pārlūkprogramma lejupielādēs `large-script.js` asinhroni, nebloķējot HTML parsēšanu. Skripts tiks izpildīts pēc visa HTML dokumenta parsēšanas, tādā secībā, kādā tas parādās HTML.
2. DOM manipulācijas
JavaScript bieži tiek izmantots, lai manipulētu ar DOM, pievienojot, noņemot vai modificējot elementus un to atribūtus. Biežas vai sarežģītas DOM manipulācijas var izraisīt reflow un repaints, kas ir dārgas operācijas, kas var ievērojami ietekmēt veiktspēju.
Piemērs:
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>DOM manipulācijas piemērs</title>
</head>
<body>
<ul id="myList">
<li>1. vienums</li>
<li>2. vienums</li>
</ul>
<script>
const myList = document.getElementById('myList');
for (let i = 3; i <= 10; i++) {
const listItem = document.createElement('li');
listItem.textContent = `Vienums ${i}`;
myList.appendChild(listItem);
}
</script>
</body>
</html>
Šajā piemērā skripts pievieno astoņus jaunus saraksta vienumus nesakārtotajam sarakstam. Katra `appendChild` operācija izraisa reflow un repaint, jo pārlūkprogrammai ir jāpārskaita izkārtojums un jāpārzīmē saraksts.
Risinājumi DOM manipulāciju optimizēšanai:
- Samaziniet DOM manipulācijas: Samaziniet DOM manipulāciju skaitu pēc iespējas. Tā vietā, lai modificētu DOM vairākas reizes, mēģiniet apvienot izmaiņas kopā.
- Izmantojiet DocumentFragment: Izveidojiet DocumentFragment, veiciet visas DOM manipulācijas fragmentā un pēc tam vienreiz pievienojiet fragmentu faktiskajam DOM. Tas samazina reflow un repaints skaitu.
- Kešojiet DOM elementus: Izvairieties atkārtoti vaicāt DOM tiem pašiem elementiem. Saglabājiet elementus mainīgajos un atkārtoti izmantojiet tos.
- Izmantojiet efektīvus selektorus: Izmantojiet konkrētus un efektīvus selektorus (piemēram, ID), lai mērķētu uz elementiem. Izvairieties no sarežģītiem vai neefektīviem selektoriem (piemēram, nevajadzīgi pārvietojoties pa DOM koku).
- Izvairieties no nevajadzīgiem reflow un repaints: Daži CSS rekvizīti, piemēram, `width`, `height`, `margin` un `padding`, var izraisīt reflow un repaints, ja tie tiek mainīti. Mēģiniet izvairīties no šo rekvizītu biežas maiņas.
Piemērs, izmantojot DocumentFragment:
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>DOM manipulācijas piemērs</title>
</head>
<body>
<ul id="myList">
<li>1. vienums</li>
<li>2. vienums</li>
</ul>
<script>
const myList = document.getElementById('myList');
const fragment = document.createDocumentFragment();
for (let i = 3; i <= 10; i++) {
const listItem = document.createElement('li');
listItem.textContent = `Vienums ${i}`;
fragment.appendChild(listItem);
}
myList.appendChild(fragment);
</script>
</body>
</html>
Šajā piemērā visi jaunie saraksta vienumi vispirms tiek pievienoti DocumentFragment, un pēc tam fragments tiek pievienots nesakārtotajam sarakstam. Tas samazina reflow un repaints skaitu tikai līdz vienam.
3. Dārgas operācijas
Noteiktas JavaScript operācijas pēc būtības ir dārgas un var ietekmēt veiktspēju. Tie ietver:
- Sarežģīti aprēķini: Sarežģītu matemātisko aprēķinu vai datu apstrādes veikšana programmā JavaScript var patērēt ievērojamus CPU resursus.
- Lielas datu struktūras: Darbs ar lieliem masīviem vai objektiem var palielināt atmiņas izmantošanu un palēnināt apstrādi.
- Regulāras izteiksmes: Sarežģītas regulāras izteiksmes var būt lēni izpildāmas, it īpaši ar lieliem virknēm.
Piemērs:
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Dārgas operācijas piemērs</title>
</head>
<body>
<div id="result"></div>
<script>
const resultDiv = document.getElementById('result');
let largeArray = [];
for (let i = 0; i < 1000000; i++) {
largeArray.push(Math.random());
}
const startTime = performance.now();
largeArray.sort(); // Dārga operācija
const endTime = performance.now();
const executionTime = endTime - startTime;
resultDiv.textContent = `Izpildes laiks: ${executionTime} ms`;
</script>
</body>
</html>
Šajā piemērā skripts izveido lielu nejaušo skaitļu masīvu un pēc tam to kārto. Liela masīva kārtošana ir dārga operācija, kas var aizņemt ievērojamu laiku.
Risinājumi dārgu operāciju optimizēšanai:
- Optimizējiet algoritmus: Izmantojiet efektīvus algoritmus un datu struktūras, lai samazinātu nepieciešamās apstrādes apjomu.
- Izmantojiet Web darbiniekus: Atbrīvojiet dārgas operācijas Web darbiniekiem, kas darbojas fonā un nebloķē galveno pavedienu.
- Kešojiet rezultātus: Kešojiet dārgo operāciju rezultātus, lai tie nebūtu jāpārrēķina katru reizi.
- Debouncing un Throttling: Ieviesiet debouncingu vai throttling tehnikas, lai ierobežotu funkciju izsaukumu biežumu. Tas ir noderīgi notikumu apstrādātājiem, kas tiek bieži aktivizēti, piemēram, ritināšanas notikumiem vai izmēru maiņas notikumiem.
Piemērs, izmantojot Web darbinieku:
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Dārgas operācijas piemērs</title>
</head>
<body>
<div id="result"></div>
<script>
const resultDiv = document.getElementById('result');
if (window.Worker) {
const myWorker = new Worker('worker.js');
myWorker.onmessage = function(event) {
const executionTime = event.data;
resultDiv.textContent = `Izpildes laiks: ${executionTime} ms`;
};
myWorker.postMessage(''); // Palaist darbinieku
} else {
resultDiv.textContent = 'Web darbinieki šajā pārlūkprogrammā netiek atbalstīti.';
}
</script>
</body>
</html>
worker.js:
self.onmessage = function(event) {
let largeArray = [];
for (let i = 0; i < 1000000; i++) {
largeArray.push(Math.random());
}
const startTime = performance.now();
largeArray.sort(); // Dārga operācija
const endTime = performance.now();
const executionTime = endTime - startTime;
self.postMessage(executionTime);
}
Šajā piemērā kārtošanas operācija tiek veikta Web darbiniekā, kas darbojas fonā un nebloķē galveno pavedienu. Tas ļauj lietotāja saskarnei palikt atsaucīgai, kamēr notiek kārtošana.
4. Trešo pušu skripti
Daudzas tīmekļa lietojumprogrammas paļaujas uz trešo pušu skriptiem analīzei, reklāmām, sociālo mediju integrācijai un citām funkcijām. Šie skripti bieži vien var būt ievērojams veiktspējas pārsloga avots, jo tie var būt slikti optimizēti, lejupielādēt lielu datu daudzumu vai veikt dārgas operācijas.
Piemērs:
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Trešo pušu skriptu piemērs</title>
<script src="https://example.com/analytics.js"></script>
</head>
<body>
<h1>Laipni lūdzam manā tīmekļa vietnē</h1>
<p>Dažs saturs šeit.</p>
</body>
</html>
Šajā piemērā skripts ielādē analīzes skriptu no trešās puses domēna. Ja šis skripts tiek lēni ielādēts vai izpildīts, tas var negatīvi ietekmēt lapas veiktspēju.
Risinājumi trešo pušu skriptu optimizēšanai:
- Ielādējiet skriptus asinhroni: Izmantojiet `async` vai `defer` atribūtus, lai ielādētu trešo pušu skriptus asinhroni, nebloķējot parseri.
- Ielādējiet skriptus tikai tad, kad tie ir nepieciešami: Ielādējiet trešo pušu skriptus tikai tad, kad tie patiešām ir nepieciešami. Piemēram, ielādējiet sociālo mediju logrīkus tikai tad, kad lietotājs ar tiem mijiedarbojas.
- Izmantojiet satura piegādes tīklu (CDN): Izmantojiet CDN, lai apkalpotu trešo pušu skriptus no atrašanās vietas, kas ir ģeogrāfiski tuvu lietotājam.
- Uzraugiet trešo pušu skriptu veiktspēju: Izmantojiet veiktspējas uzraudzības rīkus, lai izsekotu trešo pušu skriptu veiktspēju un identificētu visus šķēršļus.
- Apsveriet alternatīvas: Izpētiet alternatīvus risinājumus, kas var būt efektīvāki vai kuriem ir mazāks pēdas nospiedums.
5. Notikumu klausītāji
Notikumu klausītāji ļauj JavaScript kodam reaģēt uz lietotāja darbībām un citiem notikumiem. Tomēr pārāk daudzu notikumu klausītāju pievienošana vai neefektīvu notikumu apstrādātāju izmantošana var ietekmēt veiktspēju.
Piemērs:
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Notikumu klausītāja piemērs</title>
</head>
<body>
<ul id="myList">
<li>1. vienums</li>
<li>2. vienums</li>
<li>3. vienums</li>
</ul>
<script>
const listItems = document.querySelectorAll('#myList li');
for (let i = 0; i < listItems.length; i++) {
listItems[i].addEventListener('click', function() {
alert(`Jūs noklikšķinājāt uz vienuma ${i + 1}`);
});
}
</script>
</body>
</html>
Šajā piemērā skripts pievieno klikšķa notikumu klausītāju katram saraksta vienumam. Lai gan tas darbojas, tas nav visefektīvākā pieeja, it īpaši, ja sarakstā ir liels vienumu skaits.
Risinājumi notikumu klausītāju optimizēšanai:
- Izmantojiet notikumu delegāciju: Tā vietā, lai pievienotu notikumu klausītājus atsevišķiem elementiem, pievienojiet vienu notikumu klausītāju vecākelementam un izmantojiet notikumu delegāciju, lai apstrādātu notikumus tā bērniem.
- Noņemiet nevajadzīgos notikumu klausītājus: Noņemiet notikumu klausītājus, kad tie vairs nav nepieciešami.
- Izmantojiet efektīvus notikumu apstrādātājus: Optimizējiet kodu savos notikumu apstrādātājos, lai samazinātu nepieciešamo apstrādes apjomu.
- Throttle vai debounce notikumu apstrādātāji: Izmantojiet throttling vai debouncing tehnikas, lai ierobežotu notikumu apstrādātāju izsaukumu biežumu, jo īpaši notikumiem, kas tiek bieži aktivizēti, piemēram, ritināšanas notikumiem vai izmēru maiņas notikumiem.
Piemērs, izmantojot notikumu delegāciju:
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Notikumu klausītāja piemērs</title>
</head>
<body>
<ul id="myList">
<li>1. vienums</li>
<li>2. vienums</li>
<li>3. vienums</li>
</ul>
<script>
const myList = document.getElementById('myList');
myList.addEventListener('click', function(event) {
if (event.target.tagName === 'LI') {
const index = Array.prototype.indexOf.call(myList.children, event.target);
alert(`Jūs noklikšķinājāt uz vienuma ${index + 1}`);
}
});
</script>
</body>
</html>
Šajā piemērā viens klikšķa notikuma klausītājs ir pievienots nesakārtotajam sarakstam. Kad tiek noklikšķināts uz saraksta vienuma, notikuma klausītājs pārbauda, vai notikuma mērķis ir saraksta vienums. Ja tā ir, notikumu klausītājs apstrādā notikumu. Šī pieeja ir efektīvāka nekā klikšķa notikumu klausītāja pievienošana katram saraksta vienumam atsevišķi.
Rīki JavaScript veiktspējas mērīšanai un uzlabošanai
Ir pieejami vairāki rīki, kas var palīdzēt izmērīt un uzlabot JavaScript veiktspēju:
- Pārlūkprogrammas izstrādātāju rīki: Mūsdienu pārlūkprogrammām ir iebūvēti izstrādātāju rīki, kas ļauj profilēt JavaScript kodu, identificēt veiktspējas šķēršļus un analizēt atveidošanas cauruļvadu.
- Lighthouse: Lighthouse ir atvērtā koda, automatizēts rīks tīmekļa lapu kvalitātes uzlabošanai. Tam ir audits veiktspējai, pieejamībai, progresīvām tīmekļa lietotnēm, SEO un daudz ko citu.
- WebPageTest: WebPageTest ir bezmaksas rīks, kas ļauj pārbaudīt jūsu vietnes veiktspēju no dažādām vietām un pārlūkprogrammām.
- PageSpeed Insights: PageSpeed Insights analizē tīmekļa lapas saturu, pēc tam ģenerē ieteikumus, lai padarītu šo lapu ātrāku.
- Veiktspējas uzraudzības rīki: Ir pieejami vairāki komerciāli veiktspējas uzraudzības rīki, kas var palīdzēt reāllaikā izsekot jūsu tīmekļa lietojumprogrammas veiktspējai.
Secinājums
JavaScript spēlē būtisku lomu pārlūkprogrammas atveidošanas cauruļvadā. Izpratne par to, kā JavaScript izpilde ietekmē veiktspēju, ir būtiska augstas veiktspējas tīmekļa lietojumprogrammu izveidei. Ievērojot šajā rakstā izklāstītās optimizācijas stratēģijas, varat samazināt JavaScript ietekmi uz atveidošanas cauruļvadu un nodrošināt vienmērīgu un reaģējošu lietotāja pieredzi. Atcerieties vienmēr izmērīt un uzraudzīt savas vietnes veiktspēju, lai identificētu un novērstu jebkādus šķēršļus.
Šis ceļvedis nodrošina stabilu pamatu JavaScript ietekmes uz pārlūkprogrammas atveidošanas cauruļvadu izpratnei. Turpiniet izpētīt un eksperimentēt ar šīm metodēm, lai pilnveidotu savas tīmekļa izstrādes prasmes un izveidotu izcilu lietotāja pieredzi globālai auditorijai.