JavaScript異步加載淺析
前言
關(guān)于JavaScript腳本加載的問題，相信大家碰到很多。主要在幾個(gè)點(diǎn)——
1> 同步腳本和異步腳本帶來的文件加載、文件依賴及執(zhí)行順序問題
2> 同步腳本和異步腳本帶來的性能優(yōu)化問題
深入理解腳本加載相關(guān)的方方面面問題，不僅利于解決實(shí)際問題，更加利于對(duì)性能優(yōu)化的把握并執(zhí)行。
先看隨便一個(gè)script標(biāo)簽代碼——
<script src="js/myApp.js"></script>
如果放在<head>上面，會(huì)阻塞所有頁面渲染工作，使得用戶在腳本加載完畢并執(zhí)行完畢之前一直處于“白屏死機(jī)”狀態(tài)。而<body>末尾的打腳本只會(huì)讓用戶看到毫無生命力的靜態(tài)頁面，原本應(yīng)該進(jìn)行客戶端渲染的地方卻散布著不起作用的控件和空空如也的方框。拿一個(gè)測(cè)試用例——
<!DOCTYPE html>
<html>
<head lang="en">
<meta charset="UTF-8">
<title>異步加載script</title>
<script src="js/test.js"></script>
</head>
<body>
<div>我是內(nèi)容</div>
<img src="img/test.jpg">
</body>
</html>
其中,test.js中的內(nèi)容——
alert('我是head里面的腳本代碼，執(zhí)行這里的js之后，才開始進(jìn)行body的內(nèi)容渲染!');
我們會(huì)看到,alert是一個(gè)暫停點(diǎn)，此時(shí)，頁面是空白的。但是要注意，此時(shí)整個(gè)頁面已經(jīng)加載完畢，如果body中包含某些src屬性的標(biāo)簽(如上面的img標(biāo)簽)，此時(shí)瀏覽器已經(jīng)開始加載相關(guān)內(nèi)容了?？傊⒁狻猨s引擎和渲染引擎的工作時(shí)機(jī)是互斥的（一些書上叫它為UI線程）。
因此,我們需要——那些負(fù)責(zé)讓頁面更好看、更好用的腳本應(yīng)該立即加載，而那些可以待會(huì)兒再加載的腳本稍后再加載。
一、腳本延遲執(zhí)行
現(xiàn)在越來越流行把腳本放在頁面<body>標(biāo)簽的尾部。這樣，一方面用戶可以更快地看到頁面，另一方面腳本可以直接操作已經(jīng)加載完成的dom元素。對(duì)于大多數(shù)腳本而言，這次“搬家”是個(gè)巨大的進(jìn)步。該頁面模型如下——
<!DOCTYPE html>
<html>
<head lang="en">
<!--metadata and scriptsheets go here-->
<script src="headScript.js"></script>
</head>
<body>
<!--content goes here-->
<script src="bodyScript.js"></script>
</body>
</html>
這確實(shí)大大加快了頁面的渲染時(shí)間，但是注意一點(diǎn)，這可能讓用戶有機(jī)會(huì)在加載bodyScript之前與頁面交互。源于瀏覽器在加載完整個(gè)文檔之前無法加載這些腳本，這對(duì)那些通過慢速連接傳送的大型文檔來說會(huì)是一大瓶頸。
理想情況下，腳本的加載應(yīng)該與文檔的加載同時(shí)進(jìn)行，并且不影響DOM的渲染。這樣，一旦文檔就緒就可以運(yùn)行腳本，因?yàn)橐呀?jīng)按照<script>標(biāo)簽的次序加載了相應(yīng)腳本。
我們使用defer便能夠完成這樣的需求，即——
<script src="deferredScript.js"></script>
添加defer屬性相當(dāng)于告訴瀏覽器：請(qǐng)馬上開始加載這個(gè)腳本吧，但是，請(qǐng)等到文檔就緒且此前所有具有defer屬性的腳本都結(jié)束運(yùn)行之后再運(yùn)行它。
這樣，在head標(biāo)簽里放入延遲腳本，技能帶來腳本置于body標(biāo)簽時(shí)的所有好處，又能讓大文檔的加載速度大幅提升。此時(shí)的頁面模式便是——
<!DOCTYPE html>
<html>
<head lang="en">
<!--metadata and scriptsheets go here-->
<script src="headScript.js"></script>
<script src="deferredScript.js" defer></script>
</head>
<body>
<!--content goes here-->
</body>
</html>
但是并非所有的瀏覽器都支持defer（對(duì)于一些modern瀏覽器，如果聲明defer，其內(nèi)部腳本將不會(huì)執(zhí)行document.write及DOM渲染操作。IE4+均支持defer屬性）。這意味著，如果想確保自己的延遲腳本能在文檔加載后運(yùn)行，就必須將所有延遲腳本的代碼都封裝在諸如jQuery之$(document).ready之類的結(jié)構(gòu)中。這是值得的，因?yàn)椴畈欢?7%的訪客都能享受到并行加載的好處，同時(shí)另外3%的訪客仍然能使用功能完整的JavaScript。
二、腳本的完全并行化
讓腳本的加載及執(zhí)行再快一步，我不想等到defer腳本一個(gè)接著一個(gè)運(yùn)行（defer讓我們想到一種靜靜等待文檔加載的有序排隊(duì)場景），更不想等到文檔就緒之后才運(yùn)行這些腳本，我想要盡快加載并且盡快運(yùn)行這些腳本。這里也就想到了HTML5的async屬性，但是要注意，它是一種混亂的無政府狀態(tài)。
例如，我們加載兩個(gè)完全不相干的第三方腳本，頁面沒有它們也運(yùn)行得很好，而且也不在乎它們誰先運(yùn)行誰后運(yùn)行。因此，對(duì)這些第三方腳本使用async屬性，相當(dāng)于一分錢沒花就提升了它們的運(yùn)行速度。
async屬性是HTML5新增的。作用和defer類似，即允許在下載腳本的同時(shí)進(jìn)行DOM的渲染。但是它將在下載后盡快執(zhí)行（即JS引擎空閑了立馬執(zhí)行），不能保證腳本會(huì)按順序執(zhí)行。它們將在onload 事件之前完成。
Firefox 3.6、Opera 10.5、IE 9 和 最新的Chrome 和 Safari 都支持 async 屬性。可以同時(shí)使用 async 和 defer，這樣IE 4之后的所有 IE 都支持異步加載，但是要注意，async會(huì)覆蓋掉defer。
那么此時(shí)的頁面模型如下——
<!DOCTYPE html>
<html>
<head lang="en">
<!--metadata and scriptsheets go here-->
<script src="headScript.js"></script>
<script src="deferredScript.js" defer></script>
</head>
<body>
<!--content goes here-->
<script src="asyncScript1.js" async defer></script>
<script src="asyncScript2.js" async defer></script>
</body>
</html>
要注意這里的執(zhí)行順序——各個(gè)腳本文件加載，接著執(zhí)行headScript.js，緊接著在DOM渲染的同時(shí)會(huì)在后臺(tái)加載defferedScript.js。接著在DOM渲染結(jié)束時(shí)將運(yùn)行defferedScript.js和那兩個(gè)異步腳本，要注意對(duì)于支持async屬性的瀏覽器而言，這兩個(gè)腳本將做無序運(yùn)行。
三、可編程的腳本加載
盡管上面兩個(gè)腳本屬性的功能非常吸引人，但是由于兼容性的問題，應(yīng)用并不是很廣泛。故此，我們更多使用腳本加載其他腳本。例如，我們只想給那些滿足一定條件的用戶加載某個(gè)腳本，也就是經(jīng)常提到的“懶加載”。
在瀏覽器API層面，有兩種合理的方法來抓取并運(yùn)行服務(wù)器腳本——
1> 生成ajax請(qǐng)求并用eval函數(shù)處理響應(yīng)
2> 向DOM插入<script>標(biāo)簽
后一種方式更好，因?yàn)闉g覽器會(huì)替我們操心生成HTTP請(qǐng)求這樣的事。再者，eval也有一些實(shí)際問題：泄露作用域，調(diào)試搞得一團(tuán)糟，而且還可能降低性能。因此，想要加載名為feture.js的腳本，我們應(yīng)該使用類似下面的代碼：
var head = document.getElementsByTagName('head')[0];
var script = document.createElement('script');
script.src = 'feature.js';
head.appendChild(script);
當(dāng)然，我們要處理回調(diào)監(jiān)聽，HTML5規(guī)范定義了一個(gè)可以綁定回調(diào)的onload屬性。
script.onload = function() {
console.log('script loaded ...');
}
不過，IE8及更老的版本并不支持onload，它們支持的是onreadystatechange。而且，對(duì)于錯(cuò)誤處理仍然千奇百怪。在這里，可以多參考一些流行的校本加載庫，如labjs、yepnope、requirejs等。
如下，自己封裝了一個(gè)簡易loadjs文件——
var loadJS = function(url,callback){
var head = document.getElementsByTagName('head')[0];
var script = document.createElement('script');
script.src = url;
script.type = "text/javascript";
head.appendChild( script);
// script 標(biāo)簽，IE下有onreadystatechange事件, w3c標(biāo)準(zhǔn)有onload事件
// IE9+也支持 W3C標(biāo)準(zhǔn)的onload
var ua = navigator.userAgent,
ua_version;
// IE6/7/8
if (/MSIE ([^;]+)/.test(ua)) {
ua_version = parseFloat(RegExp["$1"], 10);
if (ua_version <= 8) {
script.onreadystatechange = function(){
if (this.readyState == "loaded" ){
callback();
}
}
} else {
script.onload = function(){
callback();
};
}
} else {
script.onload = function(){
callback();
};
}
};
對(duì)于document.write的方式異步加載腳本，在這里就不說了，現(xiàn)在很少有人這么干了，因?yàn)闉g覽器差異性實(shí)在是搞得頭大。
要注意，使用 Image 對(duì)象異步預(yù)加載 js 文件，里面的js代碼將不會(huì)被執(zhí)行。
最后，談一下requirejs中的異步加載腳本。
requirejs不會(huì)保證按順序運(yùn)行目標(biāo)腳本，只是保證它們的運(yùn)行次序能滿足各自的依賴性要求。從而我們確保了盡快的并行加載所有腳本，并有條不紊的按照依賴性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)去執(zhí)行這些腳本。
四、總結(jié)
OK，談到這兒，異步加載腳本的陳述也就完了。我再次啰嗦一下這里的優(yōu)化順序——
1> 傳統(tǒng)的方式，我們使用script標(biāo)簽直接嵌入到html文檔中，這里分兩種情況——
a> 嵌入到head標(biāo)簽中——要注意，這樣做并不會(huì)影響文檔內(nèi)容中其他靜態(tài)資源文件的并行加載，它影響的是，文檔內(nèi)容的渲染，即此時(shí)的DOM渲染就會(huì)被阻塞，呈現(xiàn)白屏。
b> 嵌入到body標(biāo)簽底部——為了免去白屏現(xiàn)象，我們優(yōu)先進(jìn)行DOM的渲染，再去執(zhí)行腳本，但問題又來了。先說第一個(gè)問題——如果DOM文檔內(nèi)容比較大，交互事件綁定便有了延遲，體驗(yàn)便差了些。當(dāng)然，我們需要根據(jù)需求而定，讓重要的腳本優(yōu)先執(zhí)行。再說第二個(gè)問題——由于腳本文件至于body底部，導(dǎo)致對(duì)于這些腳本的加載相對(duì)于至于head中的腳本而言，它們的加載便有了延遲。所以，至于body底部，也并非是優(yōu)化的終點(diǎn)。
c> 添加defer屬性——我們希望腳本盡早的進(jìn)行并行加載，我們把這批腳本依舊放入head中。腳本的加載應(yīng)該與文檔的加載同時(shí)進(jìn)行，并且不影響DOM的渲染。這樣，一旦文檔就緒就可以運(yùn)行腳本。所以便有了defer這樣屬性。但是要注意它的兼容性，對(duì)于不支持defer屬性的瀏覽器，我們需要將代碼封裝在諸如jQuery之$(document).ready中。需要注意一點(diǎn)，所有的defer屬性的腳本，是按照其出場順序依次執(zhí)行，因此，它同樣嚴(yán)格同步。
2> 上一點(diǎn)，講的都是同步執(zhí)行腳本（要注意，這些腳本的加載過程是并行的，只不過是誰先觸發(fā)請(qǐng)求誰后觸發(fā)請(qǐng)求的區(qū)別而已），接下來的優(yōu)化點(diǎn)便是“并行執(zhí)行腳本”，當(dāng)然，我們知道，一個(gè)時(shí)間點(diǎn)，只有執(zhí)行一個(gè)js文件，這里的“并行”是指，誰先加載完了，只要此時(shí)js引擎空閑，立馬執(zhí)行之。這里的優(yōu)化分成兩種——
a> 添加async這個(gè)屬性——確實(shí)能夠完成上面我們所說的優(yōu)化點(diǎn)，但是它有很高的局限性，即僅僅是針對(duì)非依賴性腳本加載，最恰當(dāng)?shù)睦颖闶且攵鄠€(gè)第三方腳本了。還有就是與deffer屬性的合用，實(shí)在是讓人大費(fèi)腦筋。當(dāng)然，它也存在兼容性問題。以上三個(gè)問題便導(dǎo)致其應(yīng)用并不廣泛。當(dāng)使用async的時(shí)候，一定要嚴(yán)格注意依賴性問題。
b> 腳本加載腳本——很顯然，我們使用之來達(dá)到“并行執(zhí)行腳本”的目的。同時(shí)，我們也方便去控制腳本依賴的問題，我們便使用了如requirejs中對(duì)于js異步加載的智能化加載管理。
好，寫到這兒。
這里，我僅僅談的是異步加載腳本的相關(guān)內(nèi)容。還有一塊兒內(nèi)容，便是異步加載樣式文件或者其他靜態(tài)資源。待續(xù)......
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