移动Web滚动性能优化: Passive event listeners

今年的 Google I/O 已经过去一段时间了，大部分人都关注了一些新产品的发布，比如 Allo 和 Duo、Android N、Daydream、Android Studio、Firebase……还有 PWA。

网上关于 PWA 相关的文章和技术讨论已经很多了，但是关注 Passive event listeners 的文章却很少。那么 Passive event listeners 到底有多神奇呢？

如果用简单一句话来解释就是：提升页面滑动的流畅度。

addEventListener 用来在页面中监听事件，它的参数签名是这样的：

target.addEventListener(type, listener[, useCapture]);

但是如果你现在去查询 MDN 的文档却发现是这样写的：

target.addEventListener(type, listener[, options]);
target.addEventListener(type, listener[, useCapture]);

最后一个参数 useCapture 在很久之前是必填的，后来的规范将 useCapture 变成了选填。useCapture 参数用来控制监听器是在捕获阶段执行还是在冒泡阶段执行，true 为捕获阶段，false 为冒泡阶段，变成选填后默认值为 false（冒泡阶段），因为传 true 的情况太少了。

此过程被称为事件传播。如果我们为每个元素都绑定事件，那么在事件冒泡过程中，子元素最先响应事件，然后依次向父元素冒泡。

在事件处理函数中，会传递 Event 对象作为参数，而这个参数最常用的 2 个方法就是 event.preventDefault() 和 event.stopPropagation()。

• stopPropagation() 阻止事件传播
• preventDefault() 阻止事件的默认行为

在移动网页中，我们经常使用的就是 touch 系列的事件，如：

• touchstart
• touchmove
• touchend
• touchcancel

我们可以使用如下方式绑定 touchstart 事件：

div.addEventListener("touchstart", function(e){
    // do sth.
})

由于第三个参数没有传值，那么默认就是 false，也就是这个事件在冒泡阶段被处理，如果调用了 stopPropagation() 则 div 的父元素就无法接收这个事件。

那么如果我们调用了 preventDefault() 呢？如果你曾经给超链接 a 标签绑定过 click 事件应该就知道会发生什么了。当 a 标签点击时，它的默认行为是跳转到 href 指定的链接，如果我们调用了 preventDefault 就阻止了 a 标签点击事件的默认行为。（如果你使用 jQuery 通过 return false 可以阻止事件默认行为，但是深记 You Might Not Need jQuery ）

如果我们在 touchstart 事件调用 preventDefault 会怎样呢？这时页面会禁止，不会滚动或缩放。那么问题来了：浏览器无法预先知道一个监听器会不会调用 preventDefault()，它需要等监听器执行完后，再去执行默认行为，而监听器执行是要耗时的，这样就会导致页面卡顿。

这段翻译的太专业了，你可以这么理解：当你触摸滑动页面时，页面应该跟随手指一起滚动。而此时你绑定了一个 touchstart 事件，你的事件大概执行 200 毫秒。这时浏览器就犯迷糊了：如果你在事件绑定函数中调用了 preventDefault，那么页面就不应该滚动，如果你没有调用 preventDefault，页面就需要滚动。但是你到底调用了还是没有调用，浏览器不知道。只能先执行你的函数，等 200 毫秒后，绑定事件执行完了，浏览器才知道，“哦，原来你没有阻止默认行为，好的，我马上滚”。此时，页面开始滚。

而且 Chrome 做了统计：

For instance, in Chrome for Android 80% of the touch events that block
scrolling never actually prevent it. 10% of these events add more than
100ms of delay to the start of scrolling, and a catastrophic delay of
at least 500ms occurs in 1% of scrolls.

在 Android 版 Chrome 浏览器的 touch 事件监听器的页面中，80% 的页面都不会调用 preventDefault 函数来阻止事件的默认行为。在滑动流畅度上，有 10% 的页面增加至少 100ms 的延迟，1% 的页面甚至增加 500ms 以上的延迟。

也就是说，当浏览器等待执行事件的默认行为时，大部分情况是白等了。如果 Web 开发者能够提前告诉浏览器：“我不调用 preventDefault 函数来阻止事件事件行为”，那么浏览器就能快速生成事件，从而提升页面性能。

Chrome官方有个视频测试：https://www.youtube.com/watch...

而 passive 就是为此而生的。在 WICG 的 demo 中提到，即使滚动事件里面写一个死循环，浏览器也能够正常处理页面的滑动。

在最新的 DOM 规范中，事件绑定函数的第三个参数变成了对象：

target.addEventListener(type, listener[, options]);

我们可以通过传递 passive 为 true 来明确告诉浏览器，事件处理程序不会调用 preventDefault 来阻止默认滑动行为。

在 Chrome 浏览器中，如果发现耗时超过 100 毫秒的非 passive 的监听器，会在 DevTools 里面警告你加上 {passive: true}。

Chrome 51 和 Firefox 49 已经支持 passive 属性。如果浏览器不支持，已经有人做了非常巧妙地 polyfill：

// Test via a getter in the options object to see 
// if the passive property is accessed
var supportsPassive = false;
try {
  var opts = Object.defineProperty({}, 'passive', {
    get: function() {
      supportsPassive = true;
    }
  });
  window.addEventListener("test", null, opts);
} catch (e) {}

// Use our detect's results. 
// passive applied if supported, capture will be false either way.
elem.addEventListener(
  'touchstart',
  fn,
  supportsPassive ? { passive: true } : false
); 

这段代码值得细读，用的太巧妙了，简直炫酷到没朋友。

不过，遗憾的是各大主流框架都还未提供对 passive 的原生支持：

React 框架番号为 #6436 的 issue 从今年 4 月 8 号就开始讨论，官方家加的 label 是 “big picture”。

Support Passive Event Listeners · Issue #6436 · facebook/react

本来我觉得 Angular 应该会提供对 passive 的原生支持，但是我去搜了 issue。编号为 #8866 的 issue 残忍的告诉我 Angular 也正在讨论此事，而且时间比 React 还晚，5月27号。而 label 是 “state: Needs Design”。

[feat] Take advantage of passive event listeners · Issue #8866 · angular/angular

最不应该报什么希望的就是 jQuery 了，毕竟对于一个连事件捕获都不支持的框架来说，很难想象它会支持 passive。

去看了它的 issue，果然是前端最流行的框架，在今年1月17号就有开发者提了相关 issue 了。和 React Angular 不同，这个 issue 并不是 jQuery 开发成员提的。label 是 “Event”、 “Feature”、 “Web Standards”。

从 label 可以看出来对这个特性的重视，但是再看看 milestone 就未免有些心寒——4.0.0。

如果没觉得心寒，可以继续点击进去看看 4.0.0 的开发进度和发布计划：

什么时候发布呢？No due date

开发进度如何呢？0% complete

我之前开发过一个 Chrome 插件 ChromeSnifferPlus，可以检测当前页面使用了哪些框架，以及框架的版本号等信息。年初的时候我曾分析了一次统计情况，jQuery 版本使用最多的网站是 1.4. 和 1.7.。

最后，也不要悲观，上面只是说了这些框架并没有提供对 passive 的原生支持，并不代表我们就不可以使用了。比如 React 的很多 scroll 组件，都使用了 passive 来提升滚动性能。