概述

測(cè)量執(zhí)行一個(gè)函數(shù)所需的時(shí)間總是一個(gè)很好的辦法，證明某些實(shí)現(xiàn)比另一個(gè)實(shí)現(xiàn)的性能更好。這也是一個(gè)很好的方法，可以確保性能沒有在某些改變后受到影響，也可以追蹤瓶頸。

良好的性能有助于獲得良好的用戶體驗(yàn)，良好的用戶體驗(yàn)會(huì)讓用戶回頭客。一項(xiàng)研究顯示，88%的在線消費(fèi)者因?yàn)樾阅軉栴}，在用戶體驗(yàn)不佳后用戶回來的可能性較小。

這就是為什么能夠識(shí)別代碼中的瓶頸并測(cè)量改進(jìn)的原因。尤其是在為瀏覽器開發(fā)JavaScript時(shí)，要注意到你寫的每一行JavaScript都有可能阻塞DOM，因?yàn)樗且环N單線程語言。

在這篇文章中，我將解釋你如何測(cè)量你的功能的性能，以及如何處理你從它們中得到的結(jié)果。

Perfomance.now

performance API通過其功能performance.now()提供對(duì)DOMHighResTimeStamp的訪問，該函數(shù)返回自頁面加載以來經(jīng)過的時(shí)間（以毫秒為單位），精度最高為5μs（以分?jǐn)?shù)為單位）。

所以在實(shí)踐中，你需要取兩個(gè)時(shí)間戳，保存在一個(gè)變量中，然后讓第二個(gè)時(shí)間戳減去第一個(gè)時(shí)間戳。

const t0 = performance.now();
for (let i = 0; i < array.length; i++) {
  // some code
}
const t1 = performance.now();
console.log(t1 - t0, 'milliseconds');

Chrome輸出

0.6350000001020817 "milliseconds"

Firefox輸出

1 milliseconds

在這里，我們可以看到Firefox中的結(jié)果與Chrome完全不同，這是因?yàn)镕irefox版本從60開始將 performance API 的精度降低到2ms。

performance API提供的功能遠(yuǎn)比只返回時(shí)間戳要多得多，它能夠測(cè)量導(dǎo)航計(jì)時(shí)、用戶計(jì)時(shí)或資源計(jì)時(shí)。請(qǐng)看這篇文章，里面有更詳細(xì)的解釋。

但是，對(duì)于我們的用例，我們只想測(cè)量單個(gè)函數(shù)的性能，因此時(shí)間戳就足夠了。

那不是和Date.now一樣嗎？

現(xiàn)在你可能會(huì)想：我也可以用Date.now來做這個(gè)啊。

是的，可以，但是有缺點(diǎn)。

Date.now以毫秒為單位返回從Unix紀(jì)元（"1970-01-01-01T00:00:00:00Z"）開始的時(shí)間，并且取決于系統(tǒng)時(shí)鐘。這不僅意味著它沒有那么精確，而且也不一定會(huì)遞增。WebKit工程師（Tony Gentilcore）的解釋如下：

也許較少考慮到的是，基于系統(tǒng)時(shí)間的Date也不是真正的用戶監(jiān)控的理想選擇。大多數(shù)系統(tǒng)都會(huì)運(yùn)行一個(gè)守護(hù)進(jìn)程來定期同步時(shí)間。通常情況下，時(shí)鐘每隔15-20分鐘就會(huì)調(diào)整幾毫秒。在這個(gè)速度下，大約有1%的10秒的時(shí)間間隔是不準(zhǔn)確的。

Console.time

該API確實(shí)易于使用，只需將console.time放在你要測(cè)量的代碼前面，將console.timeEnd放在要測(cè)量的代碼后面，即可使用相同的string參數(shù)調(diào)用該函數(shù)，一頁上最多可以同時(shí)使用10,000個(gè)計(jì)時(shí)器。

精度與 performance API 相同，但這又取決于瀏覽器。

console.time('test');
for (let i = 0; i < array.length; i++) {
  // some code
}
console.timeEnd('test');

這樣會(huì)自動(dòng)生成易于理解的輸出，如下所示：

Chrome輸出

test: 0.766845703125ms

Firefox輸出

test: 2ms - timer ended

這里的輸出又與Performance API非常相似。

console.time的優(yōu)點(diǎn)是易于使用，因?yàn)樗恍枰謩?dòng)計(jì)算兩個(gè)時(shí)間戳之間的差。

縮短時(shí)間精度

如果你在不同的瀏覽器中使用上面提到的API來測(cè)量你的函數(shù)，你可能會(huì)發(fā)現(xiàn)結(jié)果會(huì)有差異。

這是由于瀏覽器試圖保護(hù)用戶免受定時(shí)攻擊和指紋攻擊， 如果時(shí)間戳太準(zhǔn)確，黑客可以使用它來識(shí)別用戶。

例如，F(xiàn)irefox之類的瀏覽器試圖通過將精度降低到2ms（版本60）來防止這種情況。

需要注意的事項(xiàng)

現(xiàn)在，你已經(jīng)擁有測(cè)量JavaScript函數(shù)的速度所需的工具。但是，最好避免一些陷阱。

分而治之

你注意到在過濾一些結(jié)果時(shí)有些東西很慢，但是你不知道瓶頸在哪里。

與其胡亂猜測(cè)代碼中哪一部分是慢的，不如用上述這些函數(shù)來測(cè)量。

要追蹤它，首先把你的console.time語句放在慢的代碼塊周圍。然后測(cè)量它們的不同部分是如何執(zhí)行的，如果其中一個(gè)部分比其他部分慢，那么就繼續(xù)下去，每次深入到那里，直到找到瓶頸。

這些語句之間的代碼越少，跟蹤不感興趣的內(nèi)容的可能性就越小。

注意輸入值

在實(shí)際應(yīng)用中，給定函數(shù)的輸入值可能會(huì)發(fā)生很大變化。僅針對(duì)任意隨機(jī)值測(cè)量函數(shù)的速度并不能提供我們可以實(shí)際使用的任何有價(jià)值的數(shù)據(jù)。

確保使用相同的輸入值運(yùn)行代碼。

多次運(yùn)行函數(shù)

假設(shè)你有一個(gè)函數(shù)對(duì)一個(gè)數(shù)組進(jìn)行迭代，對(duì)每個(gè)數(shù)組的值進(jìn)行一些計(jì)算，并返回一個(gè)數(shù)組的結(jié)果。你想知道是forEach還是簡(jiǎn)單的for循環(huán)更有效。

這是函數(shù)：

function testForEach(x) {
  console.time('test-forEach');
  const res = [];
  x.forEach((value, index) => {
    res.push(value / 1.2 * 0.1);
  });

  console.timeEnd('test-forEach')
  return res;
}

function testFor(x) {
  console.time('test-for');
  const res = [];
  for (let i = 0; i < x.length; i ++) {
    res.push(x[i] / 1.2 * 0.1);
  }

  console.timeEnd('test-for')
  return res;
}

你可以這樣測(cè)試它們：

const x = new Array(100000).fill(Math.random());
testForEach(x);
testFor(x);

如果你在Firefox中運(yùn)行上述函數(shù)，你將獲得類似以下的輸出：

test-forEach: 27ms - timer ended

test-for: 3ms - timer ended

看起來forEach變慢了，對(duì)吧？

讓我們看看是否使用相同的輸入兩次運(yùn)行相同的函數(shù)：

testForEach(x);

testForEach(x);

testFor(x);

testFor(x);

test-forEach: 13ms - timer ended

test-forEach: 2ms - timer ended

test-for: 1ms - timer ended

test-for: 3ms - timer ended

如果我們第二次調(diào)用forEach測(cè)試，它的性能與for循環(huán)一樣好。鑒于初始值較慢，可能無論如何都不值得使用forEach。

...在多個(gè)瀏覽器中

如果我們?cè)贑hrome中運(yùn)行上述代碼，結(jié)果會(huì)突然看起來不同：

test-forEach: 6.156005859375ms

test-forEach: 8.01416015625ms

test-for: 4.371337890625ms

test-for: 4.31298828125ms

這是因?yàn)镃hrome和Firefox具有不同的JavaScript引擎，并且具有不同類型的性能優(yōu)化。意識(shí)到這些差異是一件好事。

在這種情況下，F(xiàn)irefox在相同輸入的情況下，對(duì)forEach的使用進(jìn)行了較好的優(yōu)化。

for在兩個(gè)引擎上的性能都更好，因此最好堅(jiān)持使用for循環(huán)。

這是為什么要在多個(gè)引擎中進(jìn)行測(cè)量的一個(gè)很好的例子。如果僅使用Chrome進(jìn)行測(cè)量，您可能會(huì)得出結(jié)論，與for相比，forEach并不那么糟糕。

節(jié)流你的CPU

這些數(shù)值看起來并不高。要知道，你的開發(fā)機(jī)器通常比你的網(wǎng)站所使用的普通手機(jī)瀏覽速度要快得多。

為了感受一下這個(gè)樣子，瀏覽器有一個(gè)功能，可以讓你節(jié)流你的CPU性能。

有了這個(gè)，那些10或50ms很快就變成了500ms。

測(cè)量相對(duì)表現(xiàn)

這些原始結(jié)果實(shí)際上不僅僅取決于你的硬件，還取決于你的CPU和你的JavaScript線程的當(dāng)前負(fù)載。盡量關(guān)注你的測(cè)量結(jié)果的相對(duì)改進(jìn)，因?yàn)橄麓沃貑㈦娔X時(shí)，這些數(shù)字可能會(huì)看起來很不一樣。

總結(jié)

在本文中，我們看到了一些JavaScript API，我們可以使用它們來測(cè)量性能，以及如何在“真實(shí)世界”中使用它們。對(duì)于簡(jiǎn)單的測(cè)量，我發(fā)現(xiàn)使用console.time更容易。

我覺得很多前端開發(fā)人員每天都沒有對(duì)性能進(jìn)行足夠的考慮，即使這對(duì)收入有直接影響。

以上就是測(cè)量JavaScript函數(shù)的性能各種方式對(duì)比的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于JavaScript函數(shù)性能資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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