代码速度慢？避免这 19 种常见的 JavaScript 和 Node.js 错误-51CTO.COM

译者 | 刘汪洋

审校 | 重楼

速度、性能和响应性在 Web 开发中起着至关重要的作用，尤其是在使用 JavaScript 和 Node.js 开发时尤为重要。如果一个网站响应缓慢或界面卡顿，就会让人感到非常业余；如果网站经过精心设计和优化，能够给用户带来丝滑的使用体验，就显得非常专业。

打造一个真正高性能的 Web 应用并非易事，其中潜藏着许多容易忽视的性能陷阱。这些不易被察觉的编程习惯或错误不仅可能降低 JavaScript 的执行速度，还可能导致代码冗余，进一步降低应用的运行效率。

即使你已经压缩了代码并合理地使用了缓存，网站在某些情况下仍然可能运行缓慢。例如，用户界面在滚动或点击按钮时出现明显的卡顿，或页面加载时间过长。

这到底是为什么呢？

分析表明，有多种常见的不良实践会无意中拖慢 JavaScript 的执行效率。随着时间推移，这些不良实践会逐步影响网站的整体性能。

幸运的是，这些性能问题都是可以预防和解决的。

本文将深入分析 19 个可能降低 JavaScript 和 Node.js 应用性能的隐性问题，并通过具体的实例和解决策略，对这些问题进行详细讨论和优化。

准确地识别并解决这些性能陷阱是实现高效、流畅用户体验的关键。下面，就让我们一起探索吧！

1. 变量声明与作用域的不恰当使用

在 JavaScript 初学阶段，开发者常常习惯性地在全局作用域中声明变量，但这种做法往往会带来很多副作用。
让我们通过一个示例来解释：

// globals.js

var color = 'blue';

function printColor() {
  console.log(color); 
}

printColor(); // 输出 'blue'

虽然上述代码看着没有问题，但如果有另一个脚本中编写如下代码：

// script2.js

var color = 'red';

printColor(); // 输出 'red'！

由于 color 变量是在全局作用域内定义的，因此 script2.js 就能够轻易覆盖它。为避免这种情况，应尽量在函数作用域内声明局部变量：

function printColor() {
  var color = 'blue'; // 局部变量
  
  console.log(color);
}

printColor(); // 输出 'blue'

这样一来，其他脚本中对全局变量的更改不会影响 printColor 函数。

在全局作用域内随意声明变量是一种不良的编程习惯，也被认为是编程反模式。应当尽量将全局变量的使用局限于配置常量，并确保其他变量在尽可能小的作用域内被声明。

2. DOM 操作的效率问题

在更新 DOM 元素时，建议批量更改，而不是一次只操作一个节点。
请看以下逐个添加列表项的代码示例：

const ul = document.getElementById('list');

for (let i = 0; i < 10; i++) {
  const li = document.createElement('li');
  li.textContent = i;
  
  ul.appendChild(li);
}

更好的做法是先构建一个字符串，然后通过 .innerHTML进行设置：

const ul = document.getElementById('list');
let html = '';

for (let i = 0; i < 10; i++) {
  html += `<li>${i}</li>`; 
}

ul.innerHTML = html;

构建字符串可以减少回流。我们只需一次更新 DOM，而不是十次。

对于多次更新，可以先集中收集所有的更改，然后一次性地应用。或者更好的办法是使用 DocumentFragment 进行批量节点添加。

3. DOM 操作的过度使用

过于频繁地更新 DOM 会对性能产生严重影响。
以一个聊天应用为例，该应用将每条新消息插入到页面中。

不推荐的做法：

// 收到新消息
const msg = `<div>${messageText}</div>`;
chatLog.insertAdjacentHTML('beforeend', msg);

这种方法会在每收到一条新消息时直接进行 DOM 插入。
一个更加高效的方法是限制更新的频率：

4. 事件委托的缺失

给多个元素分别添加事件监听器会导致不必要的资源消耗。例如，一个表格，其中每一行都有一个删除按钮：

不推荐的实践：

const rows = document.querySelectorAll('table tr');

rows.forEach(row => {
  const deleteBtn = row.querySelector('.delete');
  
  deleteBtn.addEventListener('click', handleDelete);
});

这种方式为每一个删除按钮都单独设置了一个事件监听器。更优的做法是采用事件委托机制：

5. 字符串拼接的低效性

在循环中进行字符串拼接会影响性能。
看看下面的代码：

let html = '';

for (let i = 0; i < 10; i++) {
  html += '<div>' + i + '</div>';
}

创建新字符串需要内存分配。为了提高性能，更有效的做法是使用数组：

const parts = [];

for (let i = 0; i < 10; i++) {
  parts.push('<div>', i, '</div>');
}

const html = parts.join('');

使用数组能减少中间字符串的生成。.join() 方法在最后进行一次性的拼接。

对于多次字符串拼接，使用数组的 join 方法。同时，也可以考虑使用模板字面量来嵌入变量。

6. 循环性能未经优化

在 JavaScript 中，循环常常是性能问题的罪魁祸首。一个常见的错误是反复获取数组长度：

不佳实践：

const items = [/*...*/];

for (let i = 0; i < items.length; i++) {
  // ...
}

重复检查 .length 会阻碍优化。

优秀实践：

const items = [/*...*/];
const len = items.length;

for (let i = 0; i < len; i++) {
  // ...
}

通过缓存数组长度，我们可以避免在每次迭代中都去计算它，从而提高循环速度。其他优化手段包括从循环中提升不变量，简化终止条件，以及避免在迭代中进行耗时较长的操作。

7. 不必要的同步操作

JavaScript 的异步能力是其一大优点。但要警惕阻塞式 I/O！

例如：

不佳实践：

const data = fs.readFileSync('file.json'); // 阻塞！

这会在从磁盘读取数据时暂停执行。相反，应使用回调或 Promise：

优秀实践：

fs.readFile('file.json', (err, data) => {
  // ...
});

现在，在文件读取过程中，事件循环仍然会继续执行。对于复杂的流程，async/await 可以简化异步逻辑。要避免使用同步操作以防止阻塞。

8. 阻塞事件循环

JavaScript 使用单线程的事件循环。阻塞它会导致整个程序暂停执行。常见的阻塞因素包括：

大量的计算任务
同步 I/O
未优化的算法

例如：

function countPrimes(max) {
  // 未优化的循环
  for (let i = 0; i <= max; i++) {
    // ...检查是否为质数...
  }
}

countPrimes(1000000); // 长时间运行！

这样的代码会同步执行，从而阻塞其他事件。为了避免这种情况，你可以：

延迟不必要的任务
批量处理数据
使用 Worker 线程
寻找代码优化的机会

要确保事件循环可以流畅地运行。定期进行性能分析以捕获阻塞性代码。

9. 低效的错误处理

在 JavaScript 中，正确地处理错误是至关重要的。但要小心性能陷阱！

不佳实践：

try {
  // ...
} catch (err) {
  console.error(err); // 仅仅是记录
}

这样虽然捕获了错误，但并未采取纠正措施。未处理的错误通常会导致内存泄漏或数据损坏。

更佳实践：

try {
  // ...
} catch (err) {
  console.error(err);
  
  // 触发错误事件
  emitError(err); 
  
  // 将变量置为空
  obj = null;
  
  // 通知用户
  showErrorNotice();
}

单纯记录错误是不够的！要清理残留数据，通知用户，并考虑恢复选项。使用像 Sentry 这样的工具来监控生产环境中的错误，并明确处理所有错误。

11. 内存泄漏

内存泄漏是当内存被分配但从未被释放的情况。随着时间的推移，泄漏会累积并降低性能。

在 JavaScript 中，常见的内存泄漏来源包括：

未清理的事件监听器
过时的对已删除 DOM 节点的引用
不再需要的缓存数据
在闭包中累积的状态

例如：

function processData() {
  const data = [];

  // 使用闭包累积数据
  return function() {
    data.push(getData()); 
  }
}

const processor = processData();

// 长时间运行...持续持有对不断增长的数据数组的引用！

这个数组持续变大，但从未被清理。要修复这个问题，你可以：

使用弱引用
清理事件监听器
删除不再需要的引用
限制闭包状态的大小

持续监控内存使用情况，并关注其增长趋势。在问题积累之前，主动消除内存泄漏。

12. 过度依赖外部库

NPM (Node Package Manager) 提供了大量的库和工具，让开发者可以选择和使用，但应避免不加考虑地导入过多的依赖！每增加一个依赖，都会增加包的大小和潜在的攻击面。

不佳做法：

import _ from 'lodash';
import moment from 'moment'; 
import validator from 'validator';
// 等等...

仅为了一些小功能就导入整个库。更好的做法是按需选择性地导入所需的函数：

良好做法：

import cloneDeep from 'lodash/cloneDeep';
import { format } from 'date-fns';
import { isEmail } from 'validator';

只导入你真正需要用到的功能。定期审查依赖，剔除不再使用的库。保持项目依赖精简，尽量减少不必要的库和工具。

13. 没有充分利用缓存

缓存能够通过重用之前的结果，以避免重复进行耗时的计算，但人们常常忽视这一点。

不佳做法：

function generateReport() {
  // 执行耗时的处理过程
  // 以生成报告数据...
}

generateReport(); // 计算一次
generateReport(); // 再次计算！

由于输入没有改变，报告完全可以被缓存：

良好做法：

let cachedReport;

function generateReport() {
  if (cachedReport) {
    return cachedReport;
  }

  cachedReport = // 耗时的处理...
  return cachedReport; 
}

现在，重复的函数调用会很快。其他的缓存策略：

像 Redis 这样的内存缓存
HTTP 缓存头
用于客户端缓存的 LocalStorage
用于资产缓存的 CDN

对适合缓存的数据进行缓存，通常会显著提升速度！

14. 未优化的数据库查询

在与数据库交互时，低效的查询会拖慢性能。应避免的问题有：

不佳做法：

// 没有使用索引
db.find({name: 'John', age: 35}); 

// 查询不必要的字段
db.find({first: 'John', last:'Doe', email:'john@doe.com'}, {first: 1, last: 1});

// 过多的独立查询
for (let id of ids) {
  const user = db.find({id});
}

这样做没有利用到索引、检索了不需要的字段，还进行了大量不必要的查询。

良好做法：

// 在 'name' 上使用索引
db.find({name: 'John'}).hint({name: 1});

// 只获取 'email' 字段
db.find({first: 'John'}, {email: 1}); 

// 一次查询获取多个用户
const users = db.find({
  id: {$in: ids} 
});

分析并解释查询计划，有针对性地创建索引，避免分散的多次查询，优化与数据存储的交互。

15. 不恰当的 Promise 错误处理

Promises 简化了异步代码，但如果拒绝没有得到处理，就会静默地失败。

不佳的做法：

function getUser() {
  return fetch('/user')
    .then(r => r.json());
}

getUser();

如果 fetch 拒绝，异常将不会被注意到。

良好的做法：

function getUser() {
  return fetch('/user')
    .then(r => r.json())
    .catch(err => console.error(err));
}

getUser();

通过链接 .catch() 来恰当地处理错误。其他建议：

避免 Promise 嵌套地狱
在最顶层处理拒绝
配置未处理拒绝的跟踪

不要忽视 Promise 的错误！

16. 同步的网络操作

网络请求应当是异步的。但有时会使用同步版本：

不佳的做法：

const data = http.getSync('http://example.com/data'); // 阻塞！

这将在请求期间暂停事件循环。应使用回调函数：

良好的做法：

http.get('http://example.com/data', res => {
  // ...
});

或者使用 Promises：

fetch('http://example.com/data')
  .then(res => res.json())
  .then(data => {
    // ...
  });

异步的网络请求允许在等待响应时进行其他处理。避免使用同步网络调用。

17. 文件 I/O 操作的低效性

同步地读取/写入文件会造成阻塞。例如：

糟糕的做法：

const contents = fs.readFileSync('file.txt'); // 阻塞！

这会在磁盘 I/O 期间暂停程序执行。更好的方式是：

良好的做法：

fs.readFile('file.txt', (err, contents) => {
  // ...
});

// 或者使用 Promise

fs.promises.readFile('file.txt')
   .then(contents => {
     // ...  
   });

这样做使得在读取文件期间，事件循环能够继续运行。

对于多个文件，应使用流：

function processFiles(files) {
  for (let file of files) {
    fs.createReadStream(file)
      .pipe(/*...*/);
  }
}

避免使用同步文件操作。应优先使用回调、Promise 和流。

18. 忽略性能分析和优化

性能问题往往在明显出现之前容易被忽视。然而，优化应该是一个持续的过程！首先，应使用性能分析工具进行测量：

浏览器开发者工具时间线
Node.js 分析器
第三方性能分析工具

即便性能看似正常，这些工具也能揭示一些优化的机会：

// profile.js
function processOrders(orders) {
  orders.forEach(o => {
    // ...
  });
}

processOrders(allOrders);

分析器显示 processOrders 函数耗时 200ms。经过调查，我们发现：

循环没有优化
内部操作耗时高
存在不必要的工作

我们逐步进行优化，最终版本仅需 5ms！

性能分析是优化的指导方针。应设立性能阈值，并在超过阈值时触发告警。应经常进行性能测试，并谨慎地进行优化。

19. 不必要的代码重复

代码重复不仅影响维护性，还降低了优化空间。考虑以下例子：

function userStats(user) {
  const name = user.name;
  const email = user.email;
  
  // ...逻辑...
}

function orderStats(order) {
  const name = order.customerName;
  const email = order.customerEmail;

  // ...逻辑... 
}

这里的信息提取逻辑是重复的。我们进行重构：

function getCustomerInfo(data) {
  return {
    name: data.name, 
    email: data.email
  };
}

function userStats(user) {
  const { name, email } = getCustomerInfo(user);
  
  // ...逻辑...
}

function orderStats(order) {
  const { name, email } = getCustomerInfo(order);

  // ...逻辑...
}

现在，相同的逻辑只定义了一次。其他可行的修复措施包括：

提取实用函数
创建辅助类
利用模块实现重用性

尽量避免代码重复，这样既能提高代码质量，也能提供更多优化的机会。

结论

优化 JavaScript 应用性能是一个持续迭代的任务。通过掌握高效的编程方法和不断地进行性能评估，能够明显提升网站的运行速度。

特别需要关注的几个核心方面包括：降低 DOM 的修改频率、运用异步技术、避免阻塞性操作、精简依赖、利用数据缓存，以及消除冗余代码。

随着专注度和实践经验的不断积累，你将能有效地定位到性能瓶颈，并针对特定业务场景进行有针对性的优化。这样一来，你将构建出更快、更简洁和响应更敏捷的 Web 应用，从而赢得用户的青睐。

总之，在性能优化的路上，不能有丝毫的大意。遵循这些优化建议，你会发现你的 JavaScript 代码执行速度得到了显著提升。

原文标题：Is Your Code Slow?: Avoid These 19 Common JavaScript and Node.js Mistakes，作者：JSDevJournal