1. 簡介
無論你正在編寫一個舊的應用程式還是在一個大型應用程式中採用AngularJS，效能是一個重要的方面。了解是什麼原因導致AngularJS應用程式慢下來非常重要，要知道，在開發過程中做出權衡是很重要的。本文將介紹一些AngularJS較常見的效能問題，以及最佳化的建議。
2. 效能測試工具
本文採用jsPerf http://jsperf.com/ 效能測試的基準。
3. 軟體效能
評估軟體效能有兩個基本的因素：
首先是演算法的時間複雜度。一個簡單的例子就是線性搜尋和二分檢索有著非常顯著的效能差距。
第二個軟體緩慢的原因稱為空間複雜度。這是一台電腦需要多少「空間」或記憶體來運行你的應用程式。記憶體需求越多，運行速度就越慢。
4 Javascript的效能
有些效能問題不只是Angular帶來的，而是JavaScript本來就有的。
4.1 循環
避免在循環內部呼叫函數，可以移到外部呼叫。
var sum = 0;
for(var x = 0; x < 100; x++){
var keys = Object.keys(obj);
sum = sum + keys[x];
}
上面的面向明顯沒有下面的快：
var sum = 0;
var keys = Object.keys(obj);
for(var x = 0; x < 100; x++){
sum = sum + keys[x];
}
4.2 DOM訪問
在取得DOM元素時要注意
angular.element('div.elementClass')
這種方式是非常昂貴的。其實這在AngularJS中並不會造成太大的問題。但是留意一下是有好處的。 DOM樹要小，DOM的訪問要盡可能的少。
4.3 變數作用範圍垃圾回收
把你的變數作用範圍限制越緊密越好，這樣垃圾回收器就可以更快地回收空間。注意下面的問題：
function demo(){
var b = {childFunction: function(){
console.log('hi this is the child function')
};
b.childFunction();
return b;
}
當這個函數終上了，這裡就沒有到b的引用。 b就會被回收了。但是如果有這樣一行：
var cFunc = demo();
這個引用就會阻止垃圾回收。要盡量避免這類引用。
4.4 陣列與物件
這裡有很多點：
例如：
for (var x=0; x<arr.length; x++) {
i = arr[x].index;
}
比這一種快一點(注* arr為數組， obj為json對象)
for (var x=0; x<100; x++) {
i = obj[x].index;
}
比這一種快一點
var keys = Object.keys(obj);
for (var x = 0; x < keys.length; x++){
i = obj[keys[x]].index;
}
5 重要的概念
我们已经讨论过有关JavaScript的性能，现在有必要看一看AngualrJS中的核心概念，看看它究竟是怎么运作的。
5.1 域（Scopes）和更新周期（Digest Cycle）
Angular的域本质上是一些JavaScript对象，它们从一些预定义的对象继承而来。基本上，小的域比大的域运行要快。
换句话说，每创建一个新的域，都会给垃圾回收器添加更多待回收的内容。
在写AngularJS应用中尤其要注意的一个核心概念和性能影响方面是更新周期（Digest Cycle）。实际上每一个域都会存放一个由方法组成的数组 $$watchers。
每当域中的一个值（属性）或绑定的DOM，如 ng-repeat，ng-switch 和 ng-if 等等，调用 $watch 时，一个函数(function)就会添加到相对应域中的$$watchers数组队列中。
当域中的值发生改变时，在$$watchers中所有的watchers函数都会被触发调用。并且当它们的任何一个修改了域中的某个值时，它们会被再次触发执行。
这个过程会一直循环下去直到$$watcher数组队列中不再做任何更改或抛出异常为止。
更外如果任何代码执行$scope.$apply()，都会触发更新周期。
最后一点是 $scope.evalAsync() 会在一个异步调用中执行，并且在当前和下个执行周期中，不会调用其的更新周期。
6. 在设计Angular时应该遵守的一般准则
6.1 大型对象和服务器调用
所以这些都告诉了我们什么？首先我们要尽可能地简化我们的对象。当对象是从服务器返回时，这一点尤为重要。
直接将数据库中的一行转换成对象只是临时性方案，因此不要使用.toJson().
只需要把Angular需要的属性值返回回来。
6.2 监视函数（Watching Functions）
另一个常见的问题是为观察者绑定的函数。不要将任何东西（ng-show, ng-repeat等等）直接绑定到一个函数。不要直接监视任何函数的返回值。该函数会在每个更新周期都执行，可能会降低你应用的速度。
6.3 监视对象(Watching Objects)
同样，Angular提供了第三个可选参数来监视整个对象的改动。将调用$watch的第三个参数设为true。这是一个非常可怕的想法。一个更好的解决办法是依靠服务和对象的引用，监视域之间的变化。
7 列表问题
7.1 长列表（Lists）
尽一些可能避免长列表。ng-repeat会进行了一些很重的DOM操作（更不用说对$$watchers的污染），所以无论是在分页或是在无限滚动中，尽量使用小型数据进行渲染。
7.2 过滤器(Filters)
要尽量避免使用过滤器。他们会在每个更新周期运行两次，每当发生任何改变时运行一次，另一次是收集更深层次的改变时触发。所以不要直接从内部列表中移除对象，使用CSS控制即可。（注* 用添加CSS类名去隐掉他们）
渲染时的 $index 值并不是真正的数组索引值，它豪无价值。但是排好序的数组索引，无法让你遍历到所有列表中的域。
7.3 更新 ng-repeat
当使用ng-repeat时要尽量避免对全局列表的刷新。ng-repeat会产生一个$$hashkey属性和一系统唯一的项。这意味着当你调用 scope.listBoundToNgRepeat = serverFetch() 时会引起对整个列表的重新刷新。会通知执行所有的watchers并触发每一个元素，这是非常消耗性能的。
这里有两种解决方案。一种是维护两个集合，和带有过虑器(filter)的ng-repeat(基本上需要自定义同步逻辑，因此算法更复杂，可维护性更差)，另一种方案是使用track by去指定你自己的key(Angular 1.2 开始支持，只需要很少的同步逻辑)。
总之：
scope.arr = mockServerFetch();
会比下面的这种慢
var a = mockServerFetch();
for(var i = scope.arr.length - 1; i >=0; i--){
var result = _.find(a, function(r){
return (r && r.trackingKey == scope.arr[i].trackingKey);
});
if (!result){
scope.arr.splice(i, 1);
} else {
a.splice(a.indexOf(scope.arr[i]), 1);
}
}
_.map(a, function(newItem){
scope.arr.push(newItem);
});
这种
<div ng-repeat="a in arr track by a.trackingKey">
比上面的慢些
<div ng-repeat="a in arr">
8 渲染问题
另一个引起Angular应用慢的原因是不正确地使用 ng-hide/ ng-show 或 ng-switch。
ng-hide 和 ng-show 简单地对CSS display属性进行切换。这意味着表面上看不见的东西其实还存在于域中， 所有的$$watchers还是会被触发。
ng-if 和 ng-switch实际上从DOM中完全移除了，相应的域也会被移除。性能差异显而易见。
9. 更新周期问题
9.1 绑定
尽量减少你的绑定。在Angular 1.3中这里有一个新的一次绑定语法，{{::scopeValue}}。它只会被域执行一次，并不添加到监视器要监视列表中（watcher array）.
9.2 $digest() 和 $apply()
scope.$apply 是一个强大的工具，可以让你向Angular引入外部的值。本质上它会触发Angular的所有事件（例如ng-click）。问题是scope.$apply会从根域$rootScope开始，遍历所有的域链，触发每一个域。
scope.$digest只会执行指定域及其相关的域。两种性能差异不言自明。折中的方案是，不触发任何域等到下一个更新周期再更新。
9.3 $watch()
scope.$watch() 已经在很多场景被讨论过的。基本上scope.$watch是不好的设计的一个标志。如果你非要创建一个观察者。记住对它尽可能地解绑。你可以用$watch的返回函数解绑。
var unbinder = scope.$watch('scopeValueToBeWatcher', function(newVal, oldVal) {
});
unbinder(); //这一行将watcher从 $$watchers 中移除。
如果你不能早一点解绑，记住在 $on('$destroy') 中进行解绑。
9.4 $on, $broadcast 和 $emit
像$watch一样，他们都是一些很慢的事件，（有可能）遍历整个作用域。他们可能像GOTO一样，让你的程序无法调试。不过幸运地是像$watch一样，他们都可以在完全不需要的时侯解绑。比如在 $on('$destroy')中。
9.5 $destroy
像前面提到的那样，你应该在$on('$destroy')中解绑你所有的事件侦听器，取消任何$timeout的实例，或者任何其它异步执行的交互。这不仅仅是确保安全。还可以让你的域更快地被垃圾回收。不这样做，他们会一直在后台运行。直接你清空CPU和RAM。
另外，解绑DOM上的事件侦听器也非常重要，不这样做很可能在老式浏览器中引起内存泄露。
9.6 $evalAsync
scope.$evalAsync是一个强大的工具。它可以在当前域中执行，并不触发域的更新。evalAsync可以极大地提高你网页的性能。
10 指令问题
10.1 隔离的域（Isolate Scope）和Transclusion
域隔离和Transclusion是Angular最另人激动的特性，它们是Angular的核心组件。
但是这里也有一些权衡，指令不能直接创建一个替换他们父组元素的域。通过隔离的域或Transclusion我们可以创建一个新的对象去跟踪，添加新的监视器，但是这也会降低应用的性能。在添加之前应该仔细想一想有没有这个必要。
10.2 编绎周期
指令(Directive)的compile函数是在域被附加前操作DOM的完美功能（比如说绑定事件）。一个很重要的性能方面是，传入compile函数的元素和属性以原始html模板呈现。只会被运行一次，接下来会直接使用。另外一个重要的点是prelink和postlink的区别。prelink从外向内执行。postlinks从内向外执行。prelink性能稍好一些，因为它不会产生第二次更新周期。但是这时子元素的DOM还未被创建。
11 DOM事件问题
Angular提供了很多预定义的DOM事件指令。ng-click，ng-mouseenter，ng-mouseleave等等。当调用scole.$apply()时这些事件都会被执行。另外一种更有效率的方式是直接在DOM上面绑定addEventListener，并且尽量使用scope.$digest
优化实例
测试一个应用框架确实是个严峻的挑战，当用户点击日志中任何一个单词，我们就要搜索出相关信息，而页面上可以点击的元素又不计其数；我们想让日志的分页功能也瞬间得到反馈。我们其实已经预先获取到了下一页面的日志数据，所以用户接口的更新就成为了瓶颈，如果拿 AngularJS直接实现日志视图的换页功能需要1.2秒，但是如果仔细优化一下的话就可以降到35毫秒。这些优化被证明在应用的其他部分也是适用的，并且对AngularJS适应性也很好。但我们必须打破一些规则来实现我们的想法，稍后讨论。
一个Github更新的日志demo
An AngularJS log viewer
本质上，日志视图就是一个日志消息的列表，每个字都可以点击。所以把Angular的指令加到DOM元素中，简单实现如下：
<span class='logLine' ng-repeat='line in logLinesToShow'>
<span class='logToken' ng-repeat='token in line'>{{token | formatToken}} </span>
</span>在单页面应用中有个数千个tokens是很正常的，在早期的测试中，我们发现进入日志的下一页会花费好几秒来执行JavaScript。更糟的是，不相关的操作(比如点击导航下拉框)延迟也不轻，AngularJS的大神说最好把数据元素绑定的数量控制在200以下。对于一个单词就是一个元素的我们来说，早已远超这个数。
分析：
用Chrome的JavaScript profiler工具，我们可以快速定位两个拖延点。首先，每次更新要花大量时间在DOM元素的创建和销毁上，如果新的view有不同的行数，或者任何一行有不同数量单词，Angular的ng-repeat指令就会创建或者销毁DOM元素，这个代价太大了。
其次，每一个单词都有自己的change watcher，AngularJS会watch这些单词，一旦鼠标点击就会触发，这个是影响不相关操作(下拉菜单导航)延迟的罪魁祸首。
优化#1：缓存DOM elements
我们创建了一个ng-repeat指令的变体，在我们的版本中，如果绑定数据的数量减少了，超出的DOM元素会隐藏而不是销毁，如果元素的数量过会儿有增加了，我们会重用这些缓存的元素。
优化#2：Aggregate watchers
用来调用change watchers的所有时间大部分都浪费了，在我们的应用中，特定单词上的数据绑定都是永远不会改变的除非整个日志消息变化，为了达成这一点，我们创建了一个指令”hides“隐藏掉了子元素的change watchers，只有等特定父元素表达式修改的时候才会调用他们。就这样，我们避免了在每一次鼠标点击或者其他微小的修改而导致的全盘change watchers(为了实现这个想法，我们稍微修改了AngularJS的抽象层，我们稍后再细说)。
优化#3：推迟元素创建
前面说了，我们为日志里的每一个单词单独创建了DOM，我们可以利用每一行的单个DOM元素得到相同的视觉呈现；其他元素都是为响应鼠标点操作而创建的，因此，我们决定推迟这部分创建，只有当鼠标移动到某行的时候我们再创建他。
为了实现这个，我们为每一行创建了两个版本，一个就是简单的文本元素来显示完整的日志信息，另外一行就是个占位符，用来显示最终为每一个单词填充后的效果。这个占位符开始是隐藏的，当鼠标移动到那一行的时候才会显示，而简单文本那一行这个时候就隐藏掉。下面会讲到，显示占位符是如何填充单词元素的。
优化#4：避开对隐藏元素的监视
我们创建了另外一个指令，用来阻止对隐藏元素的监视，这个指令支持优化#1，相较于原数据，我们多了更多的隐藏DOM节点，所以必须消除对多出来的DOM节点的监视。这也支持优化#3，让推迟单词节点的创建更加容易。因为直到这行数据的tokenized版本出现我们才会创建他 。
下面的代码就是所有的优化后的样子，我们自定义的指令是粗体显示。
<span class='logLine' sly-repeat='line in logLinesToShow' sly-evaluate-only-when='logLines'>
<div ng-mouseenter=”mouseHasEntered = true”>
<span ng-show='!mouseHasEntered'>{{logLine | formatLine }} </span>
<div ng-show='mouseHasEntered' sly-prevent-evaluation-when-hidden>
<span class='logToken' sly-repeat='tokens in line'>{{token | formatToken }}</span>
</div>
</div>
</span>
Sly-repeat 是ng-repeat的变体，用来隐藏多出来的DOM元素而不是销毁他们，sly-evaluate-only-when阻止内部change watchers除非“logLines”变量修改，sly-prevent-evaluation-when-hidden主要负责当鼠标移动到指定行的上面的时候，隐藏的div才显示。
这里展示出了AngularJS对于封装和分离的控制力，我们做了复杂的优化但是并没有影响模板的结构(这里展示的代码并不是真正产品里的代码，但是他展示了所有的要点)。
结果：
我们来看一下效果，我们添加了一些代码来衡量，从鼠标点击开始，一直到Angular's $digest循环结束(意味着更新DOM结束)。
我们衡量点击”下一页“按钮的性能是通过Tomcat日志，环境用的是MacBook Pro上的Chrome，结果见下表(每个数据都是10次测试的平均值)：
| 数据已经缓存 | 从服务器获取数据 | |
| 简单实现 | 1190 ms | 1300 ms |
| 优化后 | 35 ms | 201 ms |
「從伺服器取得資料」裡的資料包含了我們使用AJAX從後端取得log資料的時間。這個跟點擊下一頁按鈕不同，因為我們預先取下一頁的log數據，但或許適用於其他的UI回應。即使這樣，優化後的程式也可以做到即時更新。
