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JS时间分片技术解决长任务导致的页面卡顿

同事遇到一个动画展示的问题,就是下面要执行一个运算量很大的函数,他要加载一个 loading,但他发现把 loading 的元素 display: block; 页面中也不会立刻出现 loading 动画,出现动画的时候是运算函数执行完毕之后。

处理办法

有两种方法去处理这种耗时任务,第一种就是 webWorker,但是一些 dom 的操作做不了,于是就想到了通过 generator 函数来解决,下面先简单了解下事件循环。

事件循环

JS时间分片技术解决长任务导致的页面卡顿插图

微任务:

1. Promise.then

2. Object.observe

3. MutaionObserver

宏任务:

1. script(整体代码)

2. setTimeout

3. setInterval

4. I/O

5. postMessage

6. MessageChannel

浏览器渲染时机

除去特殊情况,页面的渲染会在微任务队列清空后,宏任务执行前,所以我们可以让推入主执行栈的函数执行到一定时间就去休眠,然后在渲染之后的宏任务里面叫醒他,这样渲染或者用户交互都不会卡顿了!

原始代码

我们先模拟一个 js 长任务

代码

// style
@keyframes move {
from {
left: 0;
}
to {
left: 100%;
}
}
.move {
position: absolute;
animation: move 5s linear infinite;
}
// dom
<div class="move">123123123</div>
// script
function fnc () {
let i = 0
const start = performance.now()
while (performance.now() - start <= 5000) {
i++
}
return i
}
setTimeout(() => {
fnc()
}, 1000)

效果

如下图,动画运行 1s 的时候,js 函数开始运行,动画会先停止渲染,然后等 js 主执行栈空闲之后动画才继续进行。

JS时间分片技术解决长任务导致的页面卡顿插图1

JS时间分片技术解决长任务导致的页面卡顿插图2

函数改造

我们把原来的函数改造为 generator 函数

代码

// generator 处理原来的函数
function * fnc_ () {
let i = 0
const start = performance.now()
while (performance.now() - start <= 5000) {
yield i++
}
return i
}
// 简易时间分片
function timeSlice (fnc, cb = setTimeout) {
if(fnc.constructor.name !== 'GeneratorFunction') return fnc()
return async function (...args) {
const fnc_ = fnc(...args)
let data
do {
data = fnc_.next(await data?.value)
// 每执行一步就休眠,注册一个宏任务 setTimeout 来叫醒他
await new Promise( resolve => cb(resolve))
} while (!data.done)
return data.value
}
}
setTimeout(async () => {
const fnc = timeSlice(fnc_)
const start = performance.now()
console.log('开始')
const num = await fnc()
console.log('结束', `${(performance.now() - start)/ 1000}s`)
console.log(num)
}, 1000)

效果

动画根本不受影响,fps 一直很稳定,因为我们把耗时任务拆成很多个块来执行。

JS时间分片技术解决长任务导致的页面卡顿插图3

JS时间分片技术解决长任务导致的页面卡顿插图4

优化时间分片

上面的时间分片函数每执行一步,就会休眠,然后通过一个宏任务来唤醒他,但是这样的执行效率肯定是比较低的,我们再优化一下执行的效率,提升连续执行时间。

代码

// 精准时间分片
function timeSlice_ (fnc, time = 25, cb = setTimeout) {
if(fnc.constructor.name !== 'GeneratorFunction') return fnc()
return function (...args) {
const fnc_ = fnc(...args)
let data
return new Promise(async function go (resolve, reject) {
try {
const start = performance.now()
do {
data = fnc_.next(await data?.value)
} while (!data.done && performance.now() - start < time)
if (data.done) return resolve(data.value)
cb(() => go(resolve, reject))
} catch(e) {
reject(e)
}
})
}
}
setTimeout(async () => {
const fnc1 = timeSlice_(fnc_)
let start = performance.now()
console.log('开始')
const num = await fnc1()
console.log('结束', `${(performance.now() - start)/ 1000}s`)
console.log(num)
}, 1000);

效果

我们把函数分成了较大的块,这样函数执行的效率就会变高,fps 会稍微收到影响,但是在接受范围内。

JS时间分片技术解决长任务导致的页面卡顿插图5

对比优化前后

我们对比一下优化时间分片函数前后的效果

代码

setTimeout(async () => {
const fnc = timeSlice(fnc_)
const fnc1 = timeSlice_(fnc_)
let start = performance.now()
console.log('开始')
const a = await fnc()
console.log('结束', `${(performance.now() - start)/ 1000}s`)
console.log('开始')
start = performance.now()
const b = await fnc1()
console.log('结束', `${(performance.now() - start)/ 1000}s`)
console.log(a, b)
}, 1000);

效果

对比优化后的时间分片函数,是之前效率的 4452 倍,我们做的只是提升了函数连续执行时间。

JS时间分片技术解决长任务导致的页面卡顿插图6

最后

generator 函数中 yield 的位置非常关键,需要放到耗时的地方,优化后的时间分片函数也提供了 time 变量,你可以根据实际情况来改变你的 time 值。

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