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：

// Setting one attribute
if ( value !== undefined ) {
    // Optionally, function values get executed if exec is true
    exec = !pass  exec  jQuery.isFunction(value);

for ( var i = 0; i  length; i++ ) {
fn(
elems[i],
key,
exec ? value.call(elems[i], i, fn(elems[i], key)) : value,
pass
);
}

return elems;

　　比如jQuery.fn.css函数就是这样的：

jQuery.fn.css = function( name, value ) {
    // Setting 'undefined' is a no-op
    if ( arguments.length === 2  value === undefined ) {
        return this;
    }

return jQuery.access( this, name, value, true, function( elem, name, value ) {
return value !== undefined ?
jQuery.style( elem, name, value ) :
jQuery.css( elem, name );
});
};

　　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：

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：

1. 创建一个事务对象，复制jQuery.fn上所有函数到该对象中。
2. 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。
3. 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：

var slice = Array.prototype.slice;
jQuery.fn.begin = function() {
    var proxy = {
            _core: c,
            _queue: []
        },
        key,
        func;
    //复制jQuery.fn上的函数
    for (key in jQuery.fn) {
        func = jQuery.fn[key];
        if (typeof func == 'function') {
            //这里会因为for循环产生key始终是最后一个循环值的问题
            //因此必须使用一个闭包保证key的有效性（LIFT效应）
            (function(key) {
                proxy[key] = function() {
                    //将函数调用放到队列中
                    this._queue.push([key, slice.call(arguments, 0)]);
                    return this;
                };
            })(key);
        }
    }
    //避免commit函数也被拦截
    proxy.commit = jQuery.fn.commit;
    return proxy;
};

jQuery.fn.commit = function() {
var core = this._core,
queue = this._queue;
//仅一个each循环
core.each(function() {
var i = 0,
item,
jq = jQuery(this);
//调用所有函数
for (; item = queue[i]; i++) {
jq[item[0]].apply(jq, item[1]);
}
});
return this.c;
};

　　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：

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

• 单次循环法:

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

• 事务法：

  $('#containerdiv')
      .begin()
          .css('background-color', randomColor)
          .css('width', randomWidth)
      .commit();

• 对象赋值法：

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

　　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：

//没有重用$('#container')已经很糟糕了
$('#container').detach().find('div')
    .css('background-color', randomColor)
    .css('width', randomWidth);
$('#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