网页性能优化之异步加载js文件

一个网页的有很多地方可以进行性能优化，比较常见的一种方式就是异步加载js脚本文件。在谈异步加载之前，先来看看浏览器加载js文件的原理。

浏览器加载 JavaScript 脚本，主要通过<script>元素完成。正常的网页加载流程是这样的。

浏览器一边下载 HTML 网页，一边开始解析。也就是说，不等到下载完，就开始解析。

解析过程中，浏览器发现<script>元素，就暂停解析，把网页渲染的控制权转交给 JavaScript 引擎。

如果<script>元素引用了外部脚本，就下载该脚本再执行，否则就直接执行代码。

JavaScript 引擎执行完毕，控制权交还渲染引擎，恢复解析 HTML 网页。

加载外部脚本时，浏览器会暂停页面渲染，等待脚本下载并执行完成后，再继续渲染。原因是 JavaScript 代码可以修改 DOM，所以必须把控制权让给它，否则会导致复杂的线程竞赛的问题。

上面所说的，就是我们平时最常见到的，将`<script>`标签放到`<head>`中的做法，这样的加载方式叫做同步加载，或者叫阻塞加载，因为在加载js脚本文件时，会阻塞浏览器解析HTML文档，等到下载并执行完毕之后，才会接着解析HTML文档。如果加载时间过长（比如下载时间太长），就会造成浏览器“假死”，页面一片空白。而且，放在`<head>`中同步加载的js文件中不能对DOM进行操作，否则会产生错误，因为这个时候HTML还没有进行解析，DOM还没有生成。由此看来，同步加载带来的体验往往并不好。

下面我们来看几种异步加载的方式。

1. 将`<script>`标签放到`<body>`底部

严格来说，这并不算是异步加载，但是这也是常见的通过改变js加载方式来提升页面性能的一种方式，所以也就放到这里来说。
将<script>放到<body>底部，解决上上面说到的几个问题，一是不会造成页面解析的阻塞，就算加载时间过长用户也可以看到页面而不是一片空白，而且这时候可以在脚本中操作DOM。

2. `defer`属性

通过给<script>标签设置defer属性，将脚本文件设置为延迟加载，当浏览器遇到带有defer属性的<script>标签时，会再开启一个线程去下载js文件，同时继续解析HTML文档，等等HTML全部解析完毕DOM加载完成之后，再去执行加载好的js文件。
这种方式只适用于引用外部js文件的<script>标签，可以保证多个js文件的执行顺序就是它们在页面中出现的顺序，但是要注意，添加defer属性的js文件不应该使用document.write方法。

3. `async`属性

async属性和defer属性类似，也是会开启一个线程去下载js文件，但和defer不同的时，它会在下载完成后立刻执行，而不是会等到DOM加载完成之后再执行，所以还是有可能会造成阻塞。
同样的，async也是只适用于外部js文件，也不能在js中使用document.write方法，但是对多个带有async的js文件，它不能像defer那样保证按顺序执行，它是哪个js文件先下载完就先执行哪个。

4. 动态创建`<script>`标签

可以通过动态地创建<script>标签来实现异步加载js文件，例如下面代码：

(function(){

    var scriptEle = document.createElement("script");

    scriptEle.type = "text/javasctipt";

    scriptEle.async = true;

    scriptEle.src = "http://cdn.bootcss.com/jquery/3.0.0-beta1/jquery.min.js";

    var x = document.getElementsByTagName("head")[0];

    x.insertBefore(scriptEle, x.firstChild);

})();

或者

(function(){

    if(window.attachEvent){

        window.attachEvent("load", asyncLoad);

    }else{

        window.addEventListener("load", asyncLoad);

    }

    var asyncLoad = function(){

    var ga = document.createElement('script');

    ga.type = 'text/javascript';

    ga.async = true;

    ga.src = ('https:' == document.location.protocol ? 'https://ssl' : 'http://www') + '.google-analytics.com/ga.js';

    var s = document.getElementsByTagName('script')[0];

    s.parentNode.insertBefore(ga, s);

    }

})();

上面两种方法中，第一种方式执行完之前会阻止onload事件的触发，而现在很多页面的代码都在onload时还执行额外的渲染工作，所以还是会阻塞部分页面的初始化处理。第二种则不会阻止onload事件的触发。
这里要简要说明一下window.DOMContentLoaded和window.onload这两个事件的区别，前者是在DOM解析完毕之后触发，这时候DOM解析完毕，JavaScript可以获取到DOM引用，但是页面中的一些资源比如图片、视频等还没有加载完，作用同jQuery中的ready事件。后者则是页面完全加载完毕，包括各种资源。

说完了这几种常见的异步加载js脚本的方式，再来看最后一个问题，什么时候用defer，什么时候用async呢？一般来说，两者之间的选择则是看脚本之间是否有依赖关系，有依赖的话应当要保证执行顺序，应当使用defer没有依赖的话使用async，同时使用的话defer失效。要注意的是两者都不应该使用document.write，这个导致整个页面被清除。

下面一幅图表明了同步加载以及defer、async加载时的区别，其中绿色线代表 HTML 解析，蓝色线代表网络读取js脚本，红色线代表js脚本执行时间：