Web程序性能优化

程序性能(一)

对于大多数的前端开发者,都不会特意关注自己开发的web程序是否存在性能问题,但是在一些特殊的场景,比如游戏,就不得不涉及性能优化的问题了。

JavaScript发展至今,已经可以能胜任多种开发任务,开发的程序能在多种平台和环境运行,但是一直摆脱不了一点的是:密集型计算并不是JavaScript擅长的领域。下面简单介绍提升web程序性能的技术。

Web Worker

提到web开发,大多数人想到两个关键次:异步、单线程。但其实单线程并不是web程序唯一的运行方式,HTML5引入了一个新机制Web Worker,将多线程带到了web开发。

多线程程序中,通常会因为线程共享作用域和资源产生进程之间的诸多问题,这就需要线程间通信和锁机制,这会产生额外的开销,而在浏览器中,子线程不能和主程序共享作用域,所以不会将这些问题带到JavaScript中。

示例

下面的代码是主线程的代码,即你的index.htmlscript标签中的代码,该html文件不能用文件读取的形式直接打开,必须开启一个web服务器打开。
子线程和主线程通过简单的消息机制进行通讯。

// 实例化一个Worker
// 参数是一个url地址,应该指向的是一个js文件而不是html
var worker = new Worker('./task.js')

// 监听子线程的消息
worker.addEventListener('message', function (e) {
    console.log('message from child: ' + e.data)
})

// 向指定子线程发送消息
worker.postMessage('do some thing')

下面是一个子线程的示例代码

console.log('worker ready')

// 监听来自主线程的消息
addEventListener('message', function (e) {
    console.log('message from parent: ' + e.data)

})

// 向主线程发送消息
postMessage('child ready')

子线程的资源

Worker内部是无法访问主线程的任何资源的,不能访问全局变量,不能访问DOMBOM相关的资源,他是一个完全独立的线程。在chrome中,子线程也不能再开启一个子线程。

// 以下代码都会报错

alert('aaa')

document.querySelector('div')

var subWorker = new Worker('./task2.js')

Worker可以执行网络操作(ajax WebSocket)和定时器,也可以访问几个重要的全局对象的复本,包括navigatorlocationJSONapplicationCache。也可以通过importScript(..)Worker加载额外JavaScript代码,这种加载方式是同步阻塞的,Worker会执行完加载的代码再继续往下执行剩余的代码。

  • Worker中重要全局对象的副本
// 以下代码会报错,因为Worker中的location不包含assign方法
location.assign('https://www.baidu.com')

  • Worker中加载额外代码
importScripts('./task2.js')

Web Worker的适用场景

  • 处理密集型数学计算 可以将UI渲染和密集型数学计算分为两个线程处理,提升程序性能和用户体验。

  • 大数据集排序

  • 数据处理(压缩、音频分析、图像处理等)

  • 高流量网络通信

共享Worker

之前的专用Worker在同一个浏览器的不同tab中同时引用同一个js文件创建的Worker,他们之间是没有任何关系的多份Worker复制,也不能进行通信,而ShareWorker最重要的功能是,同个浏览器环境下同一站点的多个页面实例共享同一个Worker,他们之间共享资源,可以互相通信。

浏览器对于同一主机的同时连接数是有限制的,尤其是你的app需要创建长连接socket时,同时打开多个页面就会打开多个socket连接,将这个连接放在中心Worker中可以有效解决这个问题。

SharedWorker共享资源的例子,SharedWorker有很多表现和专用Worker不同

  • 通过port建立消息连接,从而得知消息来自哪个程序。
  • port在主线程和子线程中都需要初始化。
  • 需要在Worker中监听一次connet事件并在回调中初始化端口。
  • console.log(..)失效。
// index.html
var worker = new SharedWorker('./task.js')

worker.port.addEventListener('message', function (e) {
    console.log('message from child: ' + e.data)
})

worker.port.postMessage('index1')
worker.port.start()
// task.js

var a = 1

addEventListener('connect', function (e) {

    // 不会打印
    console.log(e.ports)

    var port = e.ports[0]

    port.addEventListener('message', function () {
        port.postMessage(++a)


    })

    port.start()
})

上面的代码在打开多个index.html时,页面实例接受到的消息是一个递增的数值,说明了多个页面实例公用了一个Worker并且共享了资源。

如果有某个端口连接终止而其他端口仍然活跃时,共享worker不会终止。而专用Worker在它的主程序终止后就会终止。

下期预告

其他的程序性能优化技术asm.jsWebassembly入门知识将再下期介绍。

作者简介:叶茂,芦苇科技web前端开发工程师,代表作品:口红挑战网红小游戏、芦苇科技官网。擅长网站建设、公众号开发、微信小程序开发、小游戏、公众号开发,专注于前端框架、服务端渲染、SEO技术、交互设计、图像绘制、数据分析等研究。

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