javascript 用局部变量来代替全局变量第1/2页

为什么要这么做?有什么根据么?不这么做,对性能到底能带来多大的损失?本文就来探讨这些问题的答案,从根本上了解变量的读写性能都和哪些因素有关。
著作权声明 
       本文译自 Nicholas C. Zakas 于2009年2月10日在个人网站上发表的《JavaScript Variable Performance》。原文是唯一的正式版,本文是经过原作者(Nicholas C. Zakas)授权的简体中文翻译版(Simplified Chinese Translation)。译者(明达)在翻译的准确性上做了大量的努力,并承诺译文的内容完全忠于原文,但可能还是包含疏漏和不妥之处,欢迎大家指正。译注的内容是非正式的,仅代表译者个人观点。

以下是对原文的翻译
       在如何提高JavaScript性能这个问题上,大家最常听到的建议应该就是尽量使用局部变量(local variables)来代替全局变量(global variables)。在我从事Web开发工作的九年时间里,这条建议始终萦绕在我的耳边,并且从来没有质疑过,而这条建议的基础,则来自于 JavaScript处理作用域(scoping)和标识符解析(identifier resolution)的方法。

首先我们要明确,函数在JavaScript中具体表现为对象,创建一个函数的过程,其实也就是创建一个对象的过程。每个函数对象都有一个叫做 [[Scope]]的内部属性,这个内部属性包含创建函数时的作用域信息。实际上,[[Scope]]属性对应的是一个对象(Variable Objects)列表,列表中的对象是可以从函数内部访问的。比如说我们建立一个全局函数A,那么A的[[Scope]]内部属性中只包含一个全局对象(Global Object),而如果我们在A中创建一个新的函数B,那么B的[[Scope]]属性中就包含两个对象,函数A的Activation Object对象在前面,全局对象(Global Object)排在后面。

当一个函数被执行的时候,会自动创建一个可以执行的对象(Execution Object),并同时绑定一个作用域链(Scope Chain)。作用域链会通过下面两个步骤来建立,用于进行标识符解析。

  1. 首先将函数对象[[Scope]]内部属性中的对象,按顺序复制到作用域链中。
  2. 其次,在函数执行时,会创建一个新的Activation Object对象,这个对象中包含了this、参数(arguments)、局部变量(包括命名的参数)的定义,这个Activation Object对象会被置于作用域链的最前面。

在执行JavaScript代码的过程中,当遇到一个标识符,就会根据标识符的名称,在执行上下文(Execution Context)的作用域链中进行搜索。从作用域链的第一个对象(该函数的Activation Object对象)开始,如果没有找到,就搜索作用域链中的下一个对象,如此往复,直到找到了标识符的定义。如果在搜索完作用域中的最后一个对象,也就是全局对象(Global Object)以后也没有找到,则会抛出一个错误,提示用户该变量未定义(undefined)。这是在ECMA-262标准中描述的函数执行模型和标识符解析(Identifier Resolution)的过程,事实证明,大部分的JavaScript引擎确实也是这样实现的。需要注意的是,ECMA-262并没有强制要求采用这种结构,只是对这部分功能加以描述而已。

了解标识符解析(Identifier Resolution)的过程以后,我们就能明白为什么局部变量的解析速度要比其他作用域的变量快,主要是由于搜索过程被大幅缩短了。但是,具体会快多少呢?为了回答这个问题,我模拟了一系列的测试,来测试不同作用域深度中变量的性能。

第一个测试是向一个变量中写入一个最简单的值(这里使用字面量的数值1),结果如下图显示,很有趣:

       从结果中不难看出,当标识符解析的过程需要进行深度搜索时,会伴随性能损失,而且性能损失的程度会随着标识符深度的增加而递增。意料之中的是,Internet Explorer表现的是最差的(但公平的说,IE 8还是有一些改善的)。值得注意的是,这里有一些例外情况,Google Chrome和最新的WebKit午夜版在访问变量的时间保持得很稳定,不会随着作用域深度的递增而增长。当然,这应该归功于它们所使用的下一代 JavaScript引擎,V8和SquirrelFish。这些引擎在执行代码时进行了优化,而且很明显,这些优化使访问变量的速度比以往更快。 Opera表现的也很不错,比IE、Firefox和当前版本的Safari要快的多,但比基于V8和Squirrelfish的浏览器要慢。 Firefox 3.1 Beta 2的表现有点出人意料,对于局部变量执行的效率非常高,但随着作用域层数的增加,效率便大打折扣。需要注意的是,我这里使用的都是默认设置,也就是说 Firefox是没有开启Trace功能的。

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