英文鏈接：Writing Fast, Memory-Efficient JavaScript

　　很多JavaScript引擎，如Google的V8引擎（被Chrome和Node所用），是專門為需要快速執(zhí)行的大型JavaScript應(yīng)用所設(shè)計的。如果你是一個開發(fā)者，并且關(guān)心內(nèi)存使用情況與頁面性能，你應(yīng)該了解用戶瀏覽器中的JavaScript引擎是如何運作的。無論是V8，SpiderMonkey的（Firefox）的Carakan（Opera），Chakra（IE）或其他引擎，這樣做可以幫助你更好地優(yōu)化你的應(yīng)用程序。這并不是說應(yīng)該專門為某一瀏覽器或引擎做優(yōu)化，千萬別這么做。

　　但是，你應(yīng)該問自己幾個問題：

• 在我的代碼里，是否可以使代碼更高效一些
• 主流的JavaScript引擎都做了哪些優(yōu)化
• 什么是引擎無法優(yōu)化的，垃圾回收器（GC）是否能回收我所期望的東西

加載快速的網(wǎng)站就像是一輛快速的跑車，需要用到特別定制的零件. 圖片來源: dHybridcars.

　　編寫高性能代碼時有一些常見的陷阱，在這篇文章中，我們將展示一些經(jīng)過驗證的、更好的編寫代碼方式。

　　那么，JavaScript在V8里是如何工作的？

　　如果你對JS引擎沒有較深的了解，開發(fā)一個大型Web應(yīng)用也沒啥問題，就好比會開車的人也只是看過引擎蓋而沒有看過車蓋內(nèi)的引擎一樣。鑒于Chrome是我的瀏覽器首選，所以談一下它的JavaScript引擎。V8是由以下幾個核心部分組成：

• 一個基本的編譯器，它會在代碼執(zhí)行前解析JavaScript代碼并生成本地機(jī)器碼，而不是執(zhí)行字節(jié)碼或簡單地解釋它。這些代碼最開始并不是高度優(yōu)化的。
• V8將對象構(gòu)建為對象模型。在JavaScript中對象表現(xiàn)為關(guān)聯(lián)數(shù)組，但是在V8中對象被看作是隱藏的類，一個為了優(yōu)化查詢的內(nèi)部類型系統(tǒng)。
• 運行時分析器監(jiān)視正在運行的系統(tǒng)，并標(biāo)識了“hot”的函數(shù)（例如花費很長時間運行的代碼）。
• 優(yōu)化編譯器重新編譯和優(yōu)化那些被運行時分析器標(biāo)識為“hot”的代碼，并進(jìn)行“內(nèi)聯(lián)”等優(yōu)化（例如用被調(diào)用者的主體替換函數(shù)調(diào)用的位置）。
• V8支持去優(yōu)化，這意味著優(yōu)化編譯器如果發(fā)現(xiàn)對于代碼優(yōu)化的假設(shè)過于樂觀，它會舍棄優(yōu)化過的代碼。
• V8有個垃圾收集器，了解它是如何工作的和優(yōu)化JavaScript一樣重要。

　　垃圾回收

　　垃圾回收是內(nèi)存管理的一種形式，其實就是一個收集器的概念，嘗試回收不再被使用的對象所占用的內(nèi)存。在JavaScript這種垃圾回收語言中，應(yīng)用程序中仍在被引用的對象不會被清除。

　　手動消除對象引用在大多數(shù)情況下是沒有必要的。通過簡單地把變量放在需要它們的地方（理想情況下，盡可能是局部作用域，即它們被使用的函數(shù)里而不是函數(shù)外層），一切將運作地很好。

垃圾回收器嘗試回收內(nèi)存. 圖片來源: Valtteri M?ki.

　　在JavaScript中，是不可能強(qiáng)制進(jìn)行垃圾回收的。你不應(yīng)該這么做，因為垃圾收集過程是由運行時控制的，它知道什么是最好的清理時機(jī)。

　　“消除引用”的誤解

　　網(wǎng)上有許多關(guān)于JavaScript內(nèi)存回收的討論都談到delete這個關(guān)鍵字，雖然它可以被用來刪除對象（map）中的屬性（key），但有部分開發(fā)者認(rèn)為它可以用來強(qiáng)制“消除引用”。建議盡可能避免使用delete，在下面的例子中delete o.x 的弊大于利，因為它改變了o的隱藏類，并使它成為一個"慢對象"。

var o = { x: 1 };
delete o.x; // true
o.x; // undefined

　　你會很容易地在流行的JS庫中找到引用刪除——這是具有語言目的性的。這里需要注意的是避免在運行時修改”hot”對象的結(jié)構(gòu)。JavaScript引擎可以檢測出這種“hot”的對象，并嘗試對其進(jìn)行優(yōu)化。如果對象在生命周期中其結(jié)構(gòu)沒有較大的改變，引擎將會更容易優(yōu)化對象，而delete操作實際上會觸發(fā)這種較大的結(jié)構(gòu)改變，因此不利于引擎的優(yōu)化。

　　對于null是如何工作也是有誤解的。將一個對象引用設(shè)置為null，并沒有使對象變“空”，只是將它的引用設(shè)置為空而已。使用o.x= null比使用delete會更好些，但可能也不是很必要。

var o = { x: 1 };
o = null;
o; // null
o.x // TypeError

　　如果此引用是當(dāng)前對象的最后引用，那么該對象將被作為垃圾回收。如果此引用不是當(dāng)前對象的最后引用，則該對象是可訪問的且不會被垃圾回收。

　　另外需要注意的是，全局變量在頁面的生命周期里是不被垃圾回收器清理的。無論頁面打開多久，JavaScript運行時全局對象作用域中的變量會一直存在。

var myGlobalNamespace = {};

　　全局對象只會在刷新頁面、導(dǎo)航到其他頁面、關(guān)閉標(biāo)簽頁或退出瀏覽器時才會被清理。函數(shù)作用域的變量將在超出作用域時被清理，即退出函數(shù)時，已經(jīng)沒有任何引用，這樣的變量就被清理了。

　　經(jīng)驗法則

　　為了使垃圾回收器盡早收集盡可能多的對象，不要hold著不再使用的對象。這里有幾件事需要記?。?/p>

• 正如前面提到的，在合適的范圍內(nèi)使用變量是手動消除引用的更好選擇。即一個變量只在一個函數(shù)作用域中使用，就不要在全局作用域聲明它。這意味著更干凈省心的代碼。
• 確保解綁那些不再需要的事件監(jiān)聽器，尤其是那些即將被銷毀的DOM對象所綁定的事件監(jiān)聽器。
• 如果使用的數(shù)據(jù)緩存在本地，確保清理一下緩存或使用老化機(jī)制，以避免大量不被重用的數(shù)據(jù)被存儲。

　　函數(shù)

　　接下來，我們談?wù)労瘮?shù)。正如我們已經(jīng)說過，垃圾收集的工作原理，是通過回收不再是訪問的內(nèi)存塊（對象）。為了更好地說明這一點，這里有一些例子。

function foo() {
    var bar = new LargeObject();
    bar.someCall();
}

　　當(dāng)foo返回時，bar指向的對象將會被垃圾收集器自動回收，因為它已沒有任何存在的引用了。

　　對比一下：

function foo() {
    var bar = new LargeObject();
    bar.someCall();
    return bar;
}
 
// somewhere else
var b = foo();

　　現(xiàn)在我們有一個引用指向bar對象，這樣bar對象的生存周期就從foo的調(diào)用一直持續(xù)到調(diào)用者指定別的變量b（或b超出范圍）。

　　閉包（CLOSURES）

　　當(dāng)你看到一個函數(shù)，返回一個內(nèi)部函數(shù)，該內(nèi)部函數(shù)將獲得范圍外的訪問權(quán)，即使在外部函數(shù)執(zhí)行之后。這是一個基本的閉包 —— 可以在特定的上下文中設(shè)置的變量的表達(dá)式。例如：

function sum (x) {
    function sumIt(y) {
        return x + y;
    };
    return sumIt;
}
 
// Usage
var sumA = sum(4);
var sumB = sumA(3);
console.log(sumB); // Returns 7

　　在sum調(diào)用上下文中生成的函數(shù)對象（sumIt）是無法被回收的，它被全局變量（sumA）所引用，并且可以通過sumA(n)調(diào)用。

　　讓我們來看看另外一個例子，這里我們可以訪問變量largeStr嗎？

var a = function () {
    var largeStr = new Array(1000000).join('x');
    return function () {
        return largeStr;
    };
}();

　　是的，我們可以通過a()訪問largeStr，所以它沒有被回收。下面這個呢？

var a = function () {
    var smallStr = 'x';
    var largeStr = new Array(1000000).join('x');
    return function (n) {
        return smallStr;
    };
}();

　　我們不能再訪問largeStr了，它已經(jīng)是垃圾回收候選人了?！咀g者注：因為largeStr已不存在外部引用了】

　　定時器

　　最糟的內(nèi)存泄漏地方之一是在循環(huán)中，或者在setTimeout()/ setInterval()中，但這是相當(dāng)常見的。思考下面的例子:

var myObj = {
    callMeMaybe: function () {
        var myRef = this;
        var val = setTimeout(function () {
            console.log('Time is running out!');
            myRef.callMeMaybe();
        }, 1000);
    }
};

　　如果我們運行myObj.callMeMaybe();來啟動定時器，可以看到控制臺每秒打印出“Time is running out!”。如果接著運行myObj = null，定時器依舊處于激活狀態(tài)。為了能夠持續(xù)執(zhí)行，閉包將myObj傳遞給setTimeout，這樣myObj是無法被回收的。相反，它引用到myObj的因為它捕獲了myRef。這跟我們?yōu)榱吮３忠脤㈤]包傳給其他的函數(shù)是一樣的。

　　同樣值得牢記的是，setTimeout/setInterval調(diào)用(如函數(shù))中的引用，將需要執(zhí)行和完成，才可以被垃圾收集。

　　當(dāng)心性能陷阱

　　永遠(yuǎn)不要優(yōu)化代碼，直到你真正需要?，F(xiàn)在經(jīng)常可以看到一些基準(zhǔn)測試，顯示N比M在V8中更為優(yōu)化，但是在模塊代碼或應(yīng)用中測試一下會發(fā)現(xiàn)，這些優(yōu)化真正的效果比你期望的要小的多。

做的過多還不如什么都不做. 圖片來源: Tim Sheerman-Chase.

　　比如我們想要創(chuàng)建這樣一個模塊：

• 需要一個本地的數(shù)據(jù)源包含數(shù)字ID
• 繪制包含這些數(shù)據(jù)的表格
• 添加事件處理程序，當(dāng)用戶點擊的任何單元格時切換單元格的css class

　　這個問題有幾個不同的因素，雖然也很容易解決。我們?nèi)绾未鎯?shù)據(jù)，如何高效地繪制表格并且append到DOM中，如何更優(yōu)地處理表格事件？

　　面對這些問題最開始（天真）的做法是使用對象存儲數(shù)據(jù)并放入數(shù)組中，使用jQuery遍歷數(shù)據(jù)繪制表格并append到DOM中，最后使用事件綁定我們期望地點擊行為。

　　注意：這不是你應(yīng)該做的

var moduleA = function () {
 
    return {
 
        data: dataArrayObject,
 
        init: function () {
            this.addTable();
            this.addEvents();
        },
 
        addTable: function () {
 
            for (var i = 0; i < rows; i++) {
                $tr = $('<tr></tr>');
                for (var j = 0; j < this.data.length; j++) {
                    $tr.append('<td>' + this.data[j]['id'] + '</td>');
                }
                $tr.appendTo($tbody);
            }
 
        },
        addEvents: function () {
            $('table td').on('click', function () {
                $(this).toggleClass('active');
            });
        }
 
    };
}();

　　這段代碼簡單有效地完成了任務(wù)。

　　但在這種情況下，我們遍歷的數(shù)據(jù)只是本應(yīng)該簡單地存放在數(shù)組中的數(shù)字型屬性ID。有趣的是，直接使用DocumentFragment和本地DOM方法比使用jQuery（以這種方式）來生成表格是更優(yōu)的選擇，當(dāng)然，事件代理比單獨綁定每個td具有更高的性能。

　　要注意雖然jQuery在內(nèi)部使用DocumentFragment，但是在我們的例子中，代碼在循環(huán)內(nèi)調(diào)用append并且這些調(diào)用涉及到一些其他的小知識，因此在這里起到的優(yōu)化作用不大。希望這不會是一個痛點，但請務(wù)必進(jìn)行基準(zhǔn)測試，以確保自己代碼ok。

　　對于我們的例子，上述的做法帶來了（期望的）性能提升。事件代理對簡單的綁定是一種改進(jìn)，可選的DocumentFragment也起到了助推作用。

var moduleD = function () {
 
    return {
 
        data: dataArray,
 
        init: function () {
            this.addTable();
            this.addEvents();
        },
        addTable: function () {
            var td, tr;
            var frag = document.createDocumentFragment();
            var frag2 = document.createDocumentFragment();
 
            for (var i = 0; i < rows; i++) {
                tr = document.createElement('tr');
                for (var j = 0; j < this.data.length; j++) {
                    td = document.createElement('td');
                    td.appendChild(document.createTextNode(this.data[j]));
 
                    frag2.appendChild(td);
                }
                tr.appendChild(frag2);
                frag.appendChild(tr);
            }
            tbody.appendChild(frag);
        },
        addEvents: function () {
            $('table').on('click', 'td', function () {
                $(this).toggleClass('active');
            });
        }
 
    };
 
}();

　　接下來看看其他提升性能的方式。你也許曾經(jīng)在哪讀到過使用原型模式比模塊模式更優(yōu)，或聽說過使用JS模版框架性能更好。有時的確如此，不過使用它們其實是為了代碼更具可讀性。對了，還有預(yù)編譯！讓我們看看在實踐中表現(xiàn)的如何？

moduleG = function () {};
 
moduleG.prototype.data = dataArray;
moduleG.prototype.init = function () {
    this.addTable();
    this.addEvents();
};
moduleG.prototype.addTable = function () {
    var template = _.template($('#template').text());
    var html = template({'data' : this.data});
    $tbody.append(html);
};
moduleG.prototype.addEvents = function () {
   $('table').on('click', 'td', function () {
       $(this).toggleClass('active');
   });
};
 
var modG = new moduleG();

　　事實證明，在這種情況下的帶來的性能提升可以忽略不計。模板和原型的選擇并沒有真正提供更多的東西。也就是說，性能并不是開發(fā)者使用它們的原因，給代碼帶來的可讀性、繼承模型和可維護(hù)性才是真正的原因。

　　更復(fù)雜的問題包括高效地在canvas上繪制圖片和操作帶或不帶類型數(shù)組的像素數(shù)據(jù)。

　　在將一些方法用在你自己的應(yīng)用之前，一定要多了解這些方案的基準(zhǔn)測試。也許有人還記得JS模版的shoot-off和隨后的擴(kuò)展版。你要搞清楚基準(zhǔn)測試不是存在于你看不到的那些虛擬應(yīng)用，而是應(yīng)該在你的實際代碼中去測試帶來的優(yōu)化。

　　V8優(yōu)化技巧

　　詳細(xì)介紹了每個V8引擎的優(yōu)化點在本文討論范圍之外，當(dāng)然這里也有許多值得一提的技巧。記住這些技巧你就能減少那些性能低下的代碼了。

• 特定模式可以使V8擺脫優(yōu)化的困境，比如說try-catch。欲了解更多有關(guān)哪些函數(shù)能或不能進(jìn)行優(yōu)化，你可以在V8的腳本工具d8中使用–trace-opt file.js命令。
• 如果你關(guān)心速度，盡量使你的函數(shù)職責(zé)單一，即確保變量（包括屬性，數(shù)組，函數(shù)參數(shù)）只使用相同隱藏類包含的對象。舉個例子，別這么干：

function add(x, y) {
   return x+y;
}
 
add(1, 2);
add('a','b');
add(my_custom_object, undefined);

• 不要加載未初始化或已刪除的元素。如果這么做也不會出現(xiàn)什么錯誤，但是這樣會使速度變慢。
• 不要使函數(shù)體過大，這樣會使得優(yōu)化更加困難。

　　更多內(nèi)容可以去看Daniel Clifford在Google I/O的分享 Breaking the JavaScript Speed Limit with V8。 Optimizing For V8 — A Series也非常值得一讀。

　　對象VS數(shù)組：我應(yīng)該用哪個？

• 如果你想存儲一串?dāng)?shù)字，或者一些相同類型的對象，使用一個數(shù)組。
• 如果你語義上需要的是一堆的對象的屬性（不同類型的），使用一個對象和屬性。這在內(nèi)存方面非常高效，速度也相當(dāng)快。
• 整數(shù)索引的元素，無論存儲在一個數(shù)組或?qū)ο笾校家?a href="http:///performance-of-array-vs-object/3" target="_blank">比遍歷對象的屬性快得多。
• 對象的屬性比較復(fù)雜：它們可以被setter們創(chuàng)建，具有不同的枚舉性和可寫性。數(shù)組中則不具有如此的定制性，而只存在有和無這兩種狀態(tài)。在引擎層面，這允許更多存儲結(jié)構(gòu)方面的優(yōu)化。特別是當(dāng)數(shù)組中存在數(shù)字時，例如當(dāng)你需要容器時，不用定義具有x，y，z屬性的類，而只用數(shù)組就可以了。

　　JavaScript中對象和數(shù)組之間只有一個的主要區(qū)別，那就是數(shù)組神奇的length屬性。如果你自己來維護(hù)這個屬性，那么V8中對象和數(shù)組的速度是一樣快的。

　　使用對象時的技巧

• 使用一個構(gòu)造函數(shù)來創(chuàng)建對象。這將確保它創(chuàng)建的所有對象具有相同的隱藏類，并有助于避免更改這些類。作為一個額外的好處，它也略快于Object.create()
• 你的應(yīng)用中，對于使用不同類型的對象和其復(fù)雜度（在合理的范圍內(nèi)：長原型鏈往往是有害的，呈現(xiàn)只有一個極少數(shù)屬性的對象比大對象會快一點）是有沒限制的。對于“hot”對象，盡量保持短原型鏈，并且少屬性。

　　對象克隆

　　對于應(yīng)用程序開發(fā)人員，對象克隆是一個常見的問題。雖然各種基準(zhǔn)測試可以證明V8對這個問題處理得很好，但仍要小心。復(fù)制大的東西通常是較慢的——不要這么做。JS中的for..in循環(huán)尤其糟糕，因為它有著惡魔般的規(guī)范，并且無論是在哪個引擎中，都可能永遠(yuǎn)不會比任何對象快。

　　當(dāng)你一定要在關(guān)鍵性能代碼路徑上復(fù)制對象時，使用數(shù)組或一個自定義的“拷貝構(gòu)造函數(shù)”功能明確地復(fù)制每個屬性。這可能是最快的方式：

function clone(original) {
  this.foo = original.foo;
  this.bar = original.bar;
}
var copy = new clone(original);

　　模塊模式中緩存函數(shù)

　　使用模塊模式時緩存函數(shù)，可能會導(dǎo)致性能方面的提升。參閱下面的例子，因為它總是創(chuàng)建成員函數(shù)的新副本，你看到的變化可能會比較慢。

　　另外請注意，使用這種方法明顯更優(yōu)，不僅僅是依靠原型模式（經(jīng)過jsPerf測試確認(rèn)）。

使用模塊模式或原型模式時的性能提升

　　這是一個原型模式與模塊模式的性能對比測試：

  // Prototypal pattern
  Klass1 = function () {}
  Klass1.prototype.foo = function () {
      log('foo');
  }
  Klass1.prototype.bar = function () {
      log('bar');
  }
 
  // Module pattern
  Klass2 = function () {
      var foo = function () {
          log('foo');
      },
      bar = function () {
          log('bar');
      };
 
      return {
          foo: foo,
          bar: bar
      }
  }
 
  // Module pattern with cached functions
  var FooFunction = function () {
      log('foo');
  };
  var BarFunction = function () {
      log('bar');
  };
 
  Klass3 = function () {
      return {
          foo: FooFunction,
          bar: BarFunction
      }
  }
 
  // Iteration tests
 
  // Prototypal
  var i = 1000,
      objs = [];
  while (i--) {
      var o = new Klass1()
      objs.push(new Klass1());
      o.bar;
      o.foo;
  }
 
  // Module pattern
  var i = 1000,
      objs = [];
  while (i--) {
      var o = Klass2()
      objs.push(Klass2());
      o.bar;
      o.foo;
  }
 
  // Module pattern with cached functions
  var i = 1000,
      objs = [];
  while (i--) {
      var o = Klass3()
      objs.push(Klass3());
      o.bar;
      o.foo;
  }
// See the test for full details

　　使用數(shù)組時的技巧

　　接下來說說數(shù)組相關(guān)的技巧。在一般情況下，不要刪除數(shù)組元素，這樣將使數(shù)組過渡到較慢的內(nèi)部表示。當(dāng)索引變得稀疏，V8將會使元素轉(zhuǎn)為更慢的字典模式。

　　數(shù)組字面量

　　數(shù)組字面量非常有用，它可以暗示VM數(shù)組的大小和類型。它通常用在體積不大的數(shù)組中。

// Here V8 can see that you want a 4-element array containing numbers:
var a = [1, 2, 3, 4];
 
// Don't do this:
a = []; // Here V8 knows nothing about the array
for(var i = 1; i <= 4; i++) {
     a.push(i);
}

　　存儲單一類型VS多類型

　　將混合類型（比如數(shù)字、字符串、undefined、true/false）的數(shù)據(jù)存在數(shù)組中絕不是一個好想法。例如var arr = [1, “1”， undefined, true, “true”]

　　類型推斷的性能測試

　　正如我們所看到的結(jié)果，整數(shù)的數(shù)組是最快的。

　　稀疏數(shù)組與滿數(shù)組

　　當(dāng)你使用稀疏數(shù)組時，要注意訪問元素將遠(yuǎn)遠(yuǎn)慢于滿數(shù)組。因為V8不會分配一整塊空間給只用到部分空間的數(shù)組。取而代之的是，它被管理在字典中，既節(jié)約了空間，但花費訪問的時間。

　　稀疏數(shù)組與滿數(shù)組的測試

　　預(yù)分配空間VS動態(tài)分配

　　不要預(yù)分配大數(shù)組（如大于64K的元素），其最大的大小，而應(yīng)該動態(tài)分配。在我們這篇文章的性能測試之前，請記住這只適用部分JavaScript引擎。

空字面量與預(yù)分配數(shù)組在不同的瀏覽器進(jìn)行測試

　　Nitro (Safari)對預(yù)分配的數(shù)組更有利。而在其他引擎（V8，SpiderMonkey）中，預(yù)先分配并不是高效的。

　　預(yù)分配數(shù)組測試

// Empty array
var arr = [];
for (var i = 0; i < 1000000; i++) {
    arr[i] = i;
}
 
// Pre-allocated array
var arr = new Array(1000000);
for (var i = 0; i < 1000000; i++) {
    arr[i] = i;
}

　　優(yōu)化你的應(yīng)用

　　在Web應(yīng)用的世界中，速度就是一切。沒有用戶希望用一個要花幾秒鐘計算某列總數(shù)或花幾分鐘匯總信息的表格應(yīng)用。這是為什么你要在代碼中壓榨每一點性能的重要原因。

圖片來源: Per Olof Forsberg.

　　理解和提高應(yīng)用程序的性能是非常有用的同時，它也是困難的。我們推薦以下的步驟來解決性能的痛點：

• 測量：在您的應(yīng)用程序中找到慢的地方（約45％）
• 理解：找出實際的問題是什么（約45％）
• 修復(fù)它！ （約10％）

　　下面推薦的一些工具和技術(shù)可以協(xié)助你。

　　基準(zhǔn)化（BENCHMARKING）

　　有很多方式來運行JavaScript代碼片段的基準(zhǔn)測試其性能——一般的假設(shè)是，基準(zhǔn)簡單地比較兩個時間戳。這中模式被jsPerf團(tuán)隊指出，并在SunSpider和Kraken的基準(zhǔn)套件中使用：

var totalTime,
    start = new Date,
    iterations = 1000;
while (iterations--) {
  // Code snippet goes here
}
// totalTime → the number of milliseconds taken
// to execute the code snippet 1000 times
totalTime = new Date - start;

　　在這里，要測試的代碼被放置在一個循環(huán)中，并運行一個設(shè)定的次數(shù)（例如6次）。在此之后，開始日期減去結(jié)束日期，就得出在循環(huán)中執(zhí)行操作所花費的時間。

　　然而，這種基準(zhǔn)測試做的事情過于簡單了，特別是如果你想運行在多個瀏覽器和環(huán)境的基準(zhǔn)。垃圾收集器本身對結(jié)果是有一定影響的。即使你使用window.performance這樣的解決方案，也必須考慮到這些缺陷。

　　不管你是否只運行基準(zhǔn)部分的代碼，編寫一個測試套件或編碼基準(zhǔn)庫，JavaScript基準(zhǔn)其實比你想象的更多。如需更詳細(xì)的指南基準(zhǔn)，我強(qiáng)烈建議你閱讀由Mathias Bynens和John-David Dalton提供的Javascript基準(zhǔn)測試。

　　分析（PROFILING）

　　Chrome開發(fā)者工具為JavaScript分析有很好的支持?？梢允褂么斯δ軝z測哪些函數(shù)占用了大部分時間，這樣你就可以去優(yōu)化它們。這很重要，即使是代碼很小的改變會對整體表現(xiàn)產(chǎn)生重要的影響。

Chrome開發(fā)者工具的分析面板

　　分析過程開始獲取代碼性能基線，然后以時間線的形式體現(xiàn)。這將告訴我們代碼需要多長時間運行?！癙rofiles”選項卡給了我們一個更好的視角來了解應(yīng)用程序中發(fā)生了什么。JavaScript CPU分析文件展示了多少CPU時間被用于我們的代碼，CSS選擇器分析文件展示了多少時間花費在處理選擇器上，堆快照顯示多少內(nèi)存正被用于我們的對象。

　　利用這些工具，我們可以分離、調(diào)整和重新分析來衡量我們的功能或操作性能優(yōu)化是否真的起到了效果。

“Profile”選項卡展示了代碼性能信息。

　　一個很好的分析介紹，閱讀Zack Grossbart的 JavaScript Profiling With The Chrome Developer Tools。

　　提示：在理想情況下，若想確保你的分析并未受到已安裝的應(yīng)用程序或擴(kuò)展的任何影響，可以使用--user-data-dir <empty_directory>標(biāo)志來啟動Chrome。在大多數(shù)情況下，這種方法優(yōu)化測試應(yīng)該是足夠的，但也需要你更多的時間。這是V8標(biāo)志能有所幫助的。

　　避免內(nèi)存泄漏——3快照技術(shù)

　　在谷歌內(nèi)部，Chrome開發(fā)者工具被Gmail等團(tuán)隊大量使用，用來幫助發(fā)現(xiàn)和排除內(nèi)存泄漏。

Chrome開發(fā)者工具中的內(nèi)存統(tǒng)計

　　內(nèi)存統(tǒng)計出我們團(tuán)隊所關(guān)心的私有內(nèi)存使用、JavaScript堆的大小、DOM節(jié)點數(shù)量、存儲清理、事件監(jiān)聽計數(shù)器和垃圾收集器正要回收的東西。推薦閱讀Loreena Lee的“3快照”技術(shù)。該技術(shù)的要點是，在你的應(yīng)用程序中記錄一些行為，強(qiáng)制垃圾回收，檢查DOM節(jié)點的數(shù)量有沒有恢復(fù)到預(yù)期的基線，然后分析三個堆的快照來確定是否有內(nèi)存泄漏。

　　單頁面應(yīng)用的內(nèi)存管理

　　單頁面應(yīng)用程序（例如AngularJS，Backbone，Ember）的內(nèi)存管理是非常重要的，它們幾乎永遠(yuǎn)不會刷新頁面。這意味著內(nèi)存泄漏可能相當(dāng)明顯。移動終端上的單頁面應(yīng)用充滿了陷阱，因為設(shè)備的內(nèi)存有限，并在長期運行Email客戶端或社交網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用程序。能力愈大責(zé)任愈重。

　　有很多辦法解決這個問題。在Backbone中，確保使用dispose()來處理舊視圖和引用（目前在Backbone(Edge)中可用）。這個函數(shù)是最近加上的，移除添加到視圖“event”對象中的處理函數(shù)，以及通過傳給view的第三個參數(shù)（回調(diào)上下文）的model或collection的事件監(jiān)聽器。dispose()也會被視圖的remove()調(diào)用，處理當(dāng)元素被移除時的主要清理工作。Ember 等其他的庫當(dāng)檢測到元素被移除時，會清理監(jiān)聽器以避免內(nèi)存泄漏。

　　Derick Bailey的一些明智的建議：

與其了解事件與引用是如何工作的，不如遵循的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則來管理JavaScript中的內(nèi)存。如果你想加載數(shù)據(jù)到的一個存滿用戶對象的Backbone集合中，你要清空這個集合使它不再占用內(nèi)存，那必須這個集合的所有引用以及集合內(nèi)對象的引用。一旦清楚了所用的引用，資源就會被回收。這就是標(biāo)準(zhǔn)的JavaScript垃圾回收規(guī)則。

　　在文章中，Derick涵蓋了許多使用Backbone.js時的常見內(nèi)存缺陷，以及如何解決這些問題。

　　Felix Geisend?rfer的在Node中調(diào)試內(nèi)存泄漏的教程也值得一讀，尤其是當(dāng)它形成了更廣泛SPA堆棧的一部分。

　　減少回流（REFLOWS）

　　當(dāng)瀏覽器重新渲染文檔中的元素時需要 重新計算它們的位置和幾何形狀，我們稱之為回流?；亓鲿枞脩粼跒g覽器中的操作，因此理解提升回流時間是非常有幫助的。

回流時間圖表

　　你應(yīng)該批量地觸發(fā)回流或重繪，但是要節(jié)制地使用這些方法。盡量不處理DOM也很重要?？梢允褂?a href="http://www./TR/DOM-Level-2-Core/core.html#ID-B63ED1A3" target="_blank">DocumentFragment，一個輕量級的文檔對象。你可以把它作為一種方法來提取文檔樹的一部分，或創(chuàng)建一個新的文檔“片段”。與其不斷地添加DOM節(jié)點，不如使用文檔片段后只執(zhí)行一次DOM插入操作，以避免過多的回流。

　　例如，我們寫一個函數(shù)給一個元素添加20個div。如果只是簡單地每次append一個div到元素中，這會觸發(fā)20次回流。

function addDivs(element) {
  var div;
  for (var i = 0; i < 20; i ++) {
    div = document.createElement('div');
    div.innerHTML = 'Heya!';
    element.appendChild(div);
  }
}

　　要解決這個問題，可以使用DocumentFragment來代替，我們可以每次添加一個新的div到里面。完成后將DocumentFragment添加到DOM中只會觸發(fā)一次回流。

function addDivs(element) {
  var div;
  // Creates a new empty DocumentFragment.
  var fragment = document.createDocumentFragment();
  for (var i = 0; i < 20; i ++) {
    div = document.createElement('a');
    div.innerHTML = 'Heya!';
    fragment.appendChild(div);
  }
  element.appendChild(fragment);
}

　　可以參閱 Make the Web Faster，JavaScript Memory Optimization 和 Finding Memory Leaks。

　　JS內(nèi)存泄漏探測器

　　為了幫助發(fā)現(xiàn)JavaScript內(nèi)存泄漏，谷歌的開發(fā)人員（(Marja H?ltt?和Jochen Eisinger）開發(fā)了一種工具，它與Chrome開發(fā)人員工具結(jié)合使用，檢索堆的快照并檢測出是什么對象導(dǎo)致了內(nèi)存泄漏。

一個JavaScript內(nèi)存泄漏檢測工具

　　有完整的文章介紹了如何使用這個工具，建議你自己到內(nèi)存泄漏探測器項目頁面看看。

　　如果你想知道為什么這樣的工具還沒集成到我們的開發(fā)工具，其原因有二。它最初是在Closure庫中幫助我們捕捉一些特定的內(nèi)存場景，它更適合作為一個外部工具。

　　V8優(yōu)化調(diào)試和垃圾回收的標(biāo)志位

　　Chrome支持直接通過傳遞一些標(biāo)志給V8，以獲得更詳細(xì)的引擎優(yōu)化輸出結(jié)果。例如，這樣可以追蹤V8的優(yōu)化：

"/Applications/Google Chrome/Google Chrome" --js-flags="--trace-opt --trace-deopt"

　　Windows用戶可以這樣運行 chrome.exe –js-flags=”–trace-opt –trace-deopt”

　　在開發(fā)應(yīng)用程序時，下面的V8標(biāo)志都可以使用。

• trace-opt —— 記錄優(yōu)化函數(shù)的名稱，并顯示跳過的代碼，因為優(yōu)化器不知道如何優(yōu)化。
• trace-deopt —— 記錄運行時將要“去優(yōu)化”的代碼。
• trace-gc —— 記錄每次的垃圾回收。

　　V8的處理腳本用*（星號）標(biāo)識優(yōu)化過的函數(shù)，用~（波浪號）表示未優(yōu)化的函數(shù)。

　　如果你有興趣了解更多關(guān)于V8的標(biāo)志和V8的內(nèi)部是如何工作的，強(qiáng)烈建議 閱讀Vyacheslav Egorov的excellent post on V8 internals。

　　HIGH-RESOLUTION TIME 和 NAVIGATION TIMING API

　　高精度時間（HRT）是一個提供不受系統(tǒng)時間和用戶調(diào)整影響的亞毫秒級高精度時間接口，可以把它當(dāng)做是比 new Date 和 Date.now()更精準(zhǔn)的度量方法。這對我們編寫基準(zhǔn)測試幫助很大。

高精度時間（HRT）提供了當(dāng)前亞毫秒級的時間精度

　　目前HRT在Chrome（穩(wěn)定版）中是以window.performance.webkitNow()方式使用，但在Chrome Canary中前綴被丟棄了，這使得它可以通過window.performance.now()方式調(diào)用。Paul Irish在HTML5Rocks上了關(guān)于HRT更多內(nèi)容的文章。

　　現(xiàn)在我們知道當(dāng)前的精準(zhǔn)時間，那有可以準(zhǔn)確測量頁面性能的API嗎？好吧，現(xiàn)在有個Navigation Timing API可以使用，這個API提供了一種簡單的方式，來獲取網(wǎng)頁在加載呈現(xiàn)給用戶時，精確和詳細(xì)的時間測量記錄?？梢栽赾onsole中使用window.performance.timing來獲取時間信息：

顯示在控制臺中的時間信息

　　我們可以從上面的數(shù)據(jù)獲取很多有用的信息，例如網(wǎng)絡(luò)延時為responseEnd – fetchStart，頁面加載時間為loadEventEnd – responseEnd，處理導(dǎo)航和頁面加載的時間為loadEventEnd – navigationStart。

　　正如你所看到的，perfomance.memory的屬性也能顯示JavaScript的內(nèi)存數(shù)據(jù)使用情況，如總的堆大小。

　　更多Navigation Timing API的細(xì)節(jié)，閱讀 Sam Dutton的 Measuring Page Load Speed With Navigation Timing。

　　ABOUT:MEMORY 和 ABOUT:TRACING

　　Chrome中的about:tracing提供了瀏覽器的性能視圖，記錄了Chrome的所有線程、tab頁和進(jìn)程。

About:Tracing提供了瀏覽器的性能視圖

　　這個工具的真正用處是允許你捕獲Chrome的運行數(shù)據(jù)，這樣你就可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)整JavaScript執(zhí)行，或優(yōu)化資源加載。

　　Lilli Thompson有一篇寫給游戲開發(fā)者的使用about:tracing分析WebGL游戲的文章，同時也適合JavaScript的開發(fā)者。

　　在Chrome的導(dǎo)航欄里可以輸入about:memory，同樣十分實用，可以獲得每個tab頁的內(nèi)存使用情況，對定位內(nèi)存泄漏很有幫助。

　　總結(jié)

　　我們看到，JavaScript的世界中有很多隱藏的陷阱，且并沒有提升性能的銀彈。只有把一些優(yōu)化方案綜合使用到（現(xiàn)實世界）測試環(huán)境，才能獲得最大的性能收益。即便如此，了解引擎是如何解釋和優(yōu)化代碼，可以幫助你調(diào)整應(yīng)用程序。

　　測量，理解，修復(fù)。不斷重復(fù)這個過程。

圖片來源: Sally Hunter

　　謹(jǐn)記關(guān)注優(yōu)化，但為了便利可以舍棄一些很小的優(yōu)化。例如，有些開發(fā)者選擇.forEach和Object.keys代替for和for..in循環(huán)，盡管這會更慢但使用更方便。要保證清醒的頭腦，知道什么優(yōu)化是需要的，什么優(yōu)化是不需要的。

　　同時注意，雖然JavaScript引擎越來越快，但下一個真正的瓶頸是DOM?；亓骱椭乩L的減少也是重要的，所以必要時再去動DOM。還有就是要關(guān)注網(wǎng)絡(luò)，HTTP請求是珍貴的，特別是移動終端上，因此要使用HTTP的緩存去減少資源的加載。

　　記住這幾點可以保證你獲取了本文的大部分信息，希望對你有所幫助！