有時候，我們就是會不由自主地寫出一些低效的代碼，嚴重影響頁面運行的效率。或者我們接手的項目中，前人寫出來的代碼千奇百怪，比如為了一個 Canvas 特效需要同時繪制 600 個三角形，又比如 Coding.net 的任務中心需要同時 watch 上萬個變量的變化等等。那么，如果我們遇到了一個比較低效的頁面，應該如何去優化它呢？
優化前的准備：知己知彼
在一切開始之前，我們先打開 F12 面板，熟悉一下我們接下來要用到的工具：Timeline：
嗯沒錯就是它。下面逐一介紹一下吧。區域 1 是一個縮略圖，可以看到除了時間軸以外被上下分成了四塊，分別代表 FPS、CPU 時間、網絡通信時間、堆棧占用；這個縮略圖可以橫向縮放，白色區域是下面可以看到的時間段（灰色當然是不可見的啦）。區域 2 可以看一些交互事件，例如你滾動了一下頁面，那么這里會出現一個 scroll 的線段，線段覆蓋的范圍就是滾動經過的時間。區域 3 則是具體的事件列表了。
一開始沒有記錄的時候，所有的區域都是空的。開始統計和結束統計都很簡單，左上角那坨黑色的圓圈就是。它右邊那個長得像“禁止通行”的按鈕是用來清除現有記錄的。當有數據的時候，我們把鼠標滾輪向上滾，可以看到區域被放大了：
短短的時間里，瀏覽器做了這么多事情。對於一般的屏幕，原則上來說一秒要往屏幕上繪制 60 幀，所以理論上講我們一幀內的計算時間不能超過 16 毫秒，然而瀏覽器除了執行我們的代碼以外，還要干點別的（例如計算 CSS，播放音頻……），所以其實我們能用的只有 10~12 毫秒左右。
差不多熟悉操作了，那么就來一下實戰吧！假如有一天，你接手了這樣一段代碼：
<!-- 一段小動畫：點擊按鈕之后會有一個爆炸的粒子效果 --> <!DOCTYPE html> <html> <head> <meta charset="utf-8"> <title>Test</title> <style> .main { position: relative; width: 500px; height: 500px; background: #000; overflow: hidden; } .circle { position: absolute; border-radius: 50%; border: 1px solid #FFF; width: 8px; height: 8px; } </style> </head> <body> <div class="main"></div> <hr> <button onclick="showAnimation()">點我</button> <script src="jquery.min.js"></script> <script src="animation.js"></script> </body> </html> // animation.js
// 粒子總數
var COUNT = 500;
// 重力
var G = -0.1;
// 摩擦力
var F = -0.04;
function init() {
for (var i = 0; i < COUNT; i++) { var d = Math.random() * 2 * Math.PI; var v = Math.random() * 5; var circle = $('<div id="circle-' + i + '" class="circle" data-x="250" data-y="250" data-d="' + d + '" data-v="' + v + '"></div>'); circle.appendTo($('.main')); } } function updateCircle() { for (var i = 0; i < COUNT; i++) { var x = parseFloat($('#circle-' + i).attr('data-x')); var y = parseFloat($('#circle-' + i).attr('data-y')); var d = parseFloat($('#circle-' + i).attr('data-d')); var v = parseFloat($('#circle-' + i).attr('data-v')); var vx = v * Math.cos(d); var vy = v * Math.sin(d); if (Math.abs(vx) < 1e-9) vx = 0; // 速度分量改變 vx += F * Math.cos(d); vy += F * Math.sin(d) + G; // 計算新速度 v = Math.sqrt(vx * vx + vy * vy); if (vy > 0) d = Math.acos(vx / v); else d = -Math.acos(vx / v); // 位移分量改變 x += vx; y += vy; $('#circle-' + i).attr('data-x', x); $('#circle-' + i).attr('data-y', y); $('#circle-' + i).attr('data-d', d); $('#circle-' + i).attr('data-v', v); $('#circle-' + i).css({'top': 400 - y, 'left': x}); } } var interval = null; function showAnimation() { if (interval) clearInterval(interval); $('.main').html(''); init(); interval = setInterval(updateCircle, 1000 / 60); } 效果如下（右上角的 FPS 計數器是 Chrome 調試工具自帶的）：
只有 10 FPS……10 FPS……坑爹呢這是！
好吧，打開 Timeline，按下記錄按鈕，點一下頁面中的“點我”，稍微過一會兒停止記錄，就會得到一些數據。放大一些，對 jQuery 比較熟悉的同學可以看出來，這些大部分是 jQuery 的函數。我們點一下那個 updateCircle 的區塊，然后看下面：
這里告訴我們，這個函數運行了多久、函數代碼在哪兒。我們點一下那個鏈接，於是就跳到了 Source 頁：
是不是很震撼，之前這個頁面只是用來 Debug 的，沒想到現在居然帶了精確到行的運行時間統計。當然，這個時間是當前這一行在“剛才我們點擊的區塊對應的執行時間段”中運行的時間。所以我們就拿最慢的幾句話來下手吧！
優化一：減少 DOM 操作
看到這幾行代碼，第一反應是：mdzz。本來 DOM 操作就慢，還要在字符串和 float 之間轉來轉去。果斷改掉！於是用一個單獨的數組來存 x、y、d、v 這些屬性。
var objects = [];
// 在 init 函數中
objects.push({
x: 250, y: 250, d: d, v: v }); // 在 updateCircle 函數中 var x = objects[i].x; var y = objects[i].y; var d = objects[i].d; var v = objects[i].v; // …. objects[i].x = x; objects[i].y = y; objects[i].d = d; objects[i].v = v; 
效果顯著！我們再來看一下精確到行的數據：
優化二：減少不必要的運算
所以最耗時的那句話已經變成了計算 vx 和 vy，畢竟三角函數算法比較復雜嘛，可以理解。至於后面的三角函數為什么那么快，我猜可能是 Chrome 的 V8 引擎將其緩存了（這句話不保證正確性）。然而不知道大家有沒有發現，其實計算 d 完全沒必要！我們只需要存 vx 和 vy 即可，不需要存 v 和 d！
// init
var vx = v * Math.cos(d);
var vy = v * Math.sin(d);
objects.push({
x: 250, y: 250, vx: vx, vy: vy }); // updateCircle var vx = objects[i].vx; var vy = objects[i].vy; // 計算新速度 var v = Math.sqrt(vx * vx + vy * vy); if (Math.abs(vx) < 1e-9) vx = 0; // 速度分量改變 vx += F * vx / v; vy += F * vy / v + G; // …. objects[i].vx = vx; objects[i].vy = vy; 
只有加減乘除和開平方運算，每次比原來的時間又少了兩毫秒。從流暢的角度來說其實已經可以滿幀運行了，然而為什么我還是覺得偶爾會有點卡呢？
優化三：替換 setInterval
既然偶爾會掉幀，那么就看看是怎么掉的唄~原則上來說，在每一次瀏覽器進行繪制之前，Timeline 里面應該有一個叫 Paint 的事件，就像這樣：
看到這些綠色的東西了沒？就是它們！看上面的時間軸，雖然代碼中 setInterval 的長度是 1000/16 毫秒，但是其實根本不能保證！所以我們需要使用 requestAnimationFrame 來代替它。這是瀏覽器自帶的專門為動畫服務的函數，瀏覽器會自動優化這個函數的調用時機。並且如果頁面被隱藏，瀏覽器還會自動暫停調用，有效地減少了 CPU 的開銷。
// 在 updateCircle 最后加一句
requestAnimationFrame(updateCircle);
// 去掉全部跟 setInterval 有關的句子，把 showAnimation 最后一句直接改成這個
updateCircle();
我們至少可以保證，我們每算一次，屏幕上就會顯示一次，因此不會掉幀（前提是每計算一次的時間小於 12ms）。但是雖然計算時間少了，瀏覽器重計算樣式、繪制圖像的時間可是一點都沒變。能不能再做優化呢？
優化四：使用硬件加速、避免反復查找元素
如果我們用 transform 來代替 left 和 top 來對元素進行定位，那么瀏覽器會為這個元素單獨創立一個合成層，專門使用 GPU 進行渲染，這樣可以把重計算的代價降到最低。有興趣的同學可以研究一下“CSS 硬件加速”的機制。同時，我們可以緩存一下 jQuery 的元素（或者 DOM 元素），這樣不用每次都重新查找，也能稍微提高一點效率。如果把元素緩存在 objects 數組中，那么連 id 都不用寫了！
// init
var circle = $('<div class="circle"></div>'); objects.push({ x: 250, y: 250, vx: vx, vy: vy, // 其實可以只存 DOM，不存 jQuery 對象 circle: circle[0] }); // updateCircle 里面 for 循環的最后一句話替換掉 objects[i].circle.style.transform = 'translate(' + x + 'px, ' + (400 - y) + 'px)'; 
看起來是不是很爽了？
其實，優化是無止境的，例如我在 init 函數中完全可以不用 jQuery，改用 createDocumentFragment 來拼接元素，這樣初始化的時間就可以急劇縮短；調換 updateCircle 中的幾個語句的順序，在 V8 引擎下效率可能會有一定的提升；甚至還可以結合 Profile 面板來分析內存占用，查看瀏覽器繪圖的細節……然而個人感覺並用不到這么極限的優化。對於一個項目來說，如果單純為了優化而寫一些奇怪的代碼，是很不合算的。
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P.S. 全部的代碼在這里，歡迎吐槽：