JS时间分片技术解决长任务导致的页面卡顿
作者：爱喝葡萄汁的海豹
起因
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
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。
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', `${(performance.now() - start)/ 1000}s`)
console.log(num)
}, 1000)
效果
动画根本不受影响，fps 一直很稳定，因为我们把耗时任务拆成很多个块来执行。
优化时间分片
上面的时间分片函数每执行一步，就会休眠，然后通过一个宏任务来唤醒他，但是这样的执行效率肯定是比较低的，我们再优化一下执行的效率，提升连续执行时间。
代码
// 精准时间分片
function timeSlice_ (fnc, time = 25, cb = setTimeout) {
if(fnc.constructor.name !== 'GeneratorFunction') return fnc()
return function (...args) {
const fnc_ = fnc(...args)
let data
return new Promise(async function go (resolve, reject) {
try {
const start = performance.now()
do {
data = fnc_.next(await data?.value)
} while (!data.done && performance.now() - start < time)
if (data.done) return resolve(data.value)
cb(() => go(resolve, reject))
} catch(e) {
reject(e)
}
})
}
}
setTimeout(async () => {
const fnc1 = timeSlice_(fnc_)
let start = performance.now()
console.log('开始')
const num = await fnc1()
console.log('结束', `${(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。
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。
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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