记一次失败的jQuery优化尝试

我经常抱怨jQuery的DOM操作性能并不优秀，并且经常尝试用一些方法去进行优化，但是越是优化，越是沮丧地发现jQuery其实已经做得很好，从使用者的角度能够进行的优化实在有限(这并不意味着jQuery的性能是优秀的， 反之只能说它是一个相对封闭的库，无法从外部介入进行优化)。这篇文章就记录一次失败的优化经历。

优化思想

这一次优化的思想来自于数据库。在数据库优化的时候，我们常会说将大量的操作放在一个事务中一起提交，能有效提高效率。虽然对数据库不了解的我并不知道其原因，但是事务的思想却为我指明了方向(虽然是错的)。

因此我尝试将事务这一概念引入到jQuery中，通过打开和提交事务，从外部对jQuery进行一些优化，其最重要的在于减少each函数的循环次数。

众所周知，jQuery的DOM操作，以get all, set first为标准，其中用于设置DOM属性/样式的操作，几乎都是对选择出来的元素的一次遍历，jQuery.access函数就是其中最核心的部分，其中用于循环的代码如下：

1. // Setting one attribute  
2. if ( value !== undefined ) {  
3.     // Optionally, function values get executed if exec is true  
4.     exec = !pass  exec  jQuery.isFunction(value);  
5.  
6. for ( var i = 0; i  length; i++ ) {  
7. fn(  
8. elems[i],  
9. key,  
10. exec ? value.call(elems[i], i, fn(elems[i], key)) : value,  
11. pass  
12. );  
13. }  
14. return elems; 

比如jQuery.fn.css函数就是这样的：

1. jQuery.fn.css = function( name, value ) {  
2.     // Setting 'undefined' is a no-op  
3.     if ( arguments.length === 2  value === undefined ) {  
4.         return this;  
5.     }  
6.  
7. return jQuery.access( this, name, value, true, function( elem, name, value ) {  
8. return value !== undefined ?  
9. jQuery.style( elem, name, value ) :  
10. jQuery.css( elem, name );  
11. });  
12. }; 

因此，下面这样的代码，假设被选择的div元素有5000个，则要循环访问10000个节点：

1. jQuery('div').css('height', 300).css('width', 200); 

而在我的想法中，在一个事务中，可以如数据库的操作一般，通过保存所有的操作，在提交事务的时候统一进行，将10000次节点访问，减少至5000次，相当于提升了1倍的性能。

简单实现

事务式的jQuery操作中，提供2个函数：

 ◆  begin：打开一个事务，返回一个事务的对象。该对象拥有jQuery的所有函数，但是调用函数并不会立刻生效，只有在提交事务后才会生效。

 ◆ commit：提交一个事务，保证所有事先调用过的函数都生效，交返回原本的jQuery对象。

实现起来也很方便：

 ◆ 创建一个事务对象，复制jQuery.fn上所有函数到该对象中。

 ◆ 当调用某个函数时，在预先准备好的队列中添加调用的函数名和相关参数。

 ◆ 当提交事务时，对被选择的元素进行一次遍历，对遍历中的每个节点应用队列中的所有函数。

简单地代码如下：

1. var slice = Array.prototype.slice;  
2. jQuery.fn.begin = function() {  
3.     var proxy = {  
4.             _core: c,  
5.             _queue: []  
6.         },  
7.         key,  
8.         func;  
9.     //复制jQuery.fn上的函数  
10.     for (key in jQuery.fn) {  
11.         func = jQuery.fn[key];  
12.         if (typeof func == 'function') {  
13.             //这里会因为for循环产生key始终是最后一个循环值的问题  
14.             //因此必须使用一个闭包保证key的有效性（LIFT效应）  
15.             (function(key) {  
16.                 proxy[key] = function() {  
17.                     //将函数调用放到队列中  
18.                     this._queue.push([key, slice.call(arguments, 0)]);  
19.                     return this;  
20.                 };  
21.             })(key);  
22.         }  
23.     }  
24.     //避免commit函数也被拦截  
25.     proxy.commit = jQuery.fn.commit;  
26.     return proxy;  
27. };  
28.  
29. jQuery.fn.commit = function() {  
30. var core = this._core,  
31. queue = this._queue;  
32. //仅一个each循环  
33. core.each(function() {  
34. var i = 0,  
35. item,  
36. jq = jQuery(this);  
37. //调用所有函数  
38. for (; item = queue[i]; i++) {  
39. jq[item[0]].apply(jq, item[1]);  
40. }  
41. });  
42. return this.c;  
43. }; 

测试环境

测试使用以下条件：

 ◆ 5000个div放在一个容器(div id="container"/div)中。

 ◆使用$(#containerdiv)选择这5000个div。

 ◆每个div要求设置一个随机背景色(randomColor函数)，和800px以下的随机宽度(randomWidth函数)。

参加测试的调用方法有3个：

 ◆正常使用法：

1. $('#containerdiv')  
2.     .css('background-color', randomColor)  
3.     .css('width', randomWidth); 

 ◆单次循环法:

1. $('#containerdiv').each(function() {  
2.     $(this).css('background-color', randomColor).css('width', randomWidth);  
3. }); 

 ◆事务法:

1. $('#containerdiv')  
2.     .begin()  
3.         .css('background-color', randomColor)  
4.         .css('width', randomWidth)  
5.     .commit(); 

 ◆对象赋值法：

1. $('#containerdiv').css({  
2.     'background-color': randomColor,  
3.     'width': randomWidth  
4. }); 

测试浏览器选择Chrome 8系列(用IE测就直接挂了)。

悲伤的结果

原本的预测结果是，单次循环法的效率远高于正常使用法，同时事务法虽然比单次循环法慢一些，但应该比正常使用法更快，而对象赋值法其实是jQuery内部支持的单次循环法，效率应该是最高的。

然而遗憾的是，结果如下：

从结果上看，事务法成了最慢的一种方法。同时单次循环与正常使用并没有明显的优势，甚至依赖jQuery内部实现的对象赋值法也没有拉开很大的差距。

由于5000个元素的操作已经是非常庞大的循环，如此庞大的循环也没能拉开性能的差距，平时最常用的10个左右的元素操作更不可能有明显的优势，甚至还可能将劣势扩大化。

究其原因，由于本身单次循环法就没有明显的性能提升，因此依赖于单次循环，并是在单次循环之上进行外部构建的事务法，自然是在单次循环的基础上还需要额外增加创建事务对象、保存函数队列、遍历函数队列等开销，结果败给正常使用法也在情理之中。

至此，也算是可以宣布模仿事务的优化之道的失败。但是对这个结果却还能进一步地分析。

性能在哪里

首先，从代码的使用上来分析，将正常使用法和测试中最快的对象赋值法进行比较，可以说两者的差距仅在于循环的元素个数的不同(这里抛开了jQuery的内部问题，事实上jQuery.access的糟糕实现也确实有拖对象赋值法后腿之嫌，好在并不严重)，正常使用法是10000个元素，对象赋值法是5000个元素。因此可以简单地认为，18435 17748 = 687ms是循环5000个元素的耗时，这占到整个执行过程的3.5%左右，并不是整个执行过程的主干，其实真的没有优化的必要。

那么另外96.5%的开销去了哪里呢?谨记Doglas的一句话，事实上Javascript并不慢，慢的是DOM的操作。其实剩下96.5%的开销中，除去函数调用等基本的消耗，至少有95%的时间是用在了DOM元素的样式被改变后的重新渲染之上。

发现了这个事实之后，其实也就有了更正确的优化方向，也是前端性能中的基本原则之一：在修改大量子元素时，先将根父DOM节点移出DOM树。因此如果使用以下的代码再进行测试：

1. //没有重用$('#container')已经很糟糕了  
2. $('#container').detach().find('div')  
3.     .css('background-color', randomColor)  
4.     .css('width', randomWidth);  
5. $('#container').appendTo(document.body); 

测试结果始终停留在900ms左右，与前面的数据完全不在一个数量级之上，真正的优化成功。

教训和总结

 ◆千万要找到正确的性能瓶颈再进行优化，盲目的猜测只会导致走上错误而偏激的道路。

 ◆ 数据说话，数据面前谁也别说话!

 ◆不认为事务这个方向是错误的，如果jQuery原生就能支持事务这样的概念，会不会有其他的点可以优化?比如一个事务自动会将父元素脱离出DOM树之类的

原文链接：http://www.otakustay.com/a-failure-in-jquery-optimization/

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