JavaScript内核与高级编程之：`Page Visibility API`：如何利用它优化后台标签页的性能。 - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

同学们，晚上好！很高兴今晚能和大家聊聊一个可能被你忽略，但却能大大提升你的Web应用性能的小秘密——Page Visibility API。别看名字好像很高大上，其实它很简单，就像你的浏览器偷偷告诉你：“嘿，哥们儿，用户现在看不见你，你可以省点力气了！”

一、什么是Page Visibility API？

简单来说，Page Visibility API 提供了一种机制，让你的网页能够检测到它是否对用户可见。这个“可见”包含很多情况：

标签页切换: 用户切换到了别的标签页。
窗口最小化: 用户把浏览器窗口最小化了。
系统锁屏: 用户的电脑锁屏了。
浏览器被其他应用遮挡: 比如用户全屏玩游戏，遮挡了浏览器。

API的核心就是两个东西：

document.hidden 属性: 这是一个布尔值，true 表示页面隐藏，false 表示页面可见。
visibilitychange 事件: 当页面的可见状态发生变化时，会触发这个事件。

二、为什么要用 Page Visibility API？

想象一下，你的网页正在后台标签页偷偷摸摸地做一些“坏事”，比如：

疯狂轮询服务器: 每隔几秒就请求一次数据。
高频率动画: 一直在播放炫酷的动画效果。
持续音频/视频播放: 即使用户没在看，也一直在播放。

这些操作会在后台白白消耗用户的 CPU、内存和电量，简直就是资源杀手！用户体验能好吗？显然不能！

Page Visibility API 的作用就是让你能及时发现页面何时进入后台，然后优雅地暂停或降低这些“坏事”的频率，从而节省资源，提升性能，做一个安静的美男子/美女子。

三、如何使用 Page Visibility API？

使用 Page Visibility API 非常简单，只需要监听 visibilitychange 事件，并根据 document.hidden 属性的值来判断页面是否可见。

基本用法示例：

document.addEventListener("visibilitychange", function() {
  if (document.hidden) {
    console.log("页面隐藏了，暂停一切耗电操作！");
    // 暂停轮询、停止动画、静音等等...
    stopExpensiveTasks(); // 假设这是一个停止耗电任务的函数
  } else {
    console.log("页面显示了，恢复正常！");
    // 恢复轮询、重新启动动画、取消静音等等...
    startExpensiveTasks(); // 假设这是一个启动耗电任务的函数
  }
});

function stopExpensiveTasks() {
  // 在这里停止或降低耗电操作的频率
  console.log("停止耗电任务！");
}

function startExpensiveTasks() {
  // 在这里恢复正常的操作
  console.log("启动耗电任务！");
}

代码解释:

document.addEventListener("visibilitychange", ...): 监听 visibilitychange 事件。
document.hidden: 判断页面是否隐藏。
stopExpensiveTasks(): 一个自定义函数，用于停止或降低耗电操作的频率。
startExpensiveTasks(): 一个自定义函数，用于恢复正常的操作。

四、具体应用场景举例

接下来，我们结合一些具体的应用场景，来演示如何使用 Page Visibility API 优化性能。

1. 停止轮询：

很多 Web 应用需要定期从服务器获取数据，比如实时聊天应用、股票行情应用等等。如果页面隐藏了，就没必要继续轮询了，因为用户根本看不到更新的数据。

let intervalId;

function startPolling() {
  console.log("开始轮询...");
  intervalId = setInterval(fetchData, 5000); // 每 5 秒轮询一次
}

function stopPolling() {
  console.log("停止轮询...");
  clearInterval(intervalId);
}

function fetchData() {
  console.log("正在获取数据...");
  // 这里写你的数据请求代码，比如使用 fetch API
}

document.addEventListener("visibilitychange", function() {
  if (document.hidden) {
    stopPolling();
  } else {
    startPolling();
  }
});

// 页面加载时启动轮询
startPolling();

代码解释:

startPolling(): 启动轮询，使用 setInterval 定时执行 fetchData() 函数。
stopPolling(): 停止轮询，使用 clearInterval 清除定时器。
fetchData(): 模拟一个数据请求函数，你可以替换成你自己的代码。
在 visibilitychange 事件处理函数中，根据页面可见状态来启动或停止轮询。

2. 降低动画帧率：

如果你的网页包含复杂的动画效果，当页面隐藏时，可以降低动画的帧率，甚至完全停止动画，从而节省 CPU 资源。

let animationFrameId;

function animate() {
  // 这里写你的动画代码
  console.log("动画正在运行...");
  animationFrameId = requestAnimationFrame(animate); // 循环执行 animate 函数
}

function stopAnimation() {
  console.log("停止动画...");
  cancelAnimationFrame(animationFrameId);
}

document.addEventListener("visibilitychange", function() {
  if (document.hidden) {
    stopAnimation();
  } else {
    animate();
  }
});

// 页面加载时启动动画
animate();

代码解释:

animate(): 启动动画，使用 requestAnimationFrame 循环执行动画代码。
stopAnimation(): 停止动画，使用 cancelAnimationFrame 取消动画循环。
在 visibilitychange 事件处理函数中，根据页面可见状态来启动或停止动画。

3. 暂停音频/视频播放：

如果你的网页包含音频或视频播放器，当页面隐藏时，可以暂停播放，从而节省 CPU 和电量。

const audio = document.getElementById("myAudio"); // 假设你的 audio 元素 id 是 myAudio

document.addEventListener("visibilitychange", function() {
  if (document.hidden) {
    console.log("暂停音频播放...");
    audio.pause();
  } else {
    console.log("继续音频播放...");
    audio.play();
  }
});

代码解释:

获取 audio 元素。
在 visibilitychange 事件处理函数中，根据页面可见状态来暂停或继续播放音频。

4. 保存用户输入：

在一些需要用户输入的场景下，例如在线编辑器，即使页面被隐藏，用户也可能希望保留之前的输入。你可以利用 visibilitychange 事件在页面隐藏之前保存用户输入，在页面显示时恢复。

const textarea = document.getElementById("myTextarea"); // 假设你的 textarea 元素 id 是 myTextarea

function saveText() {
  console.log("保存文本...");
  localStorage.setItem("savedText", textarea.value); // 使用 localStorage 保存文本
}

function restoreText() {
  console.log("恢复文本...");
  textarea.value = localStorage.getItem("savedText") || ""; // 从 localStorage 恢复文本
}

document.addEventListener("visibilitychange", function() {
  if (document.hidden) {
    saveText();
  } else {
    restoreText();
  }
});

// 页面加载时恢复文本
restoreText();

代码解释:

获取 textarea 元素。
saveText(): 将 textarea 的内容保存到 localStorage。
restoreText(): 从 localStorage 中恢复 textarea 的内容。
在 visibilitychange 事件处理函数中，根据页面可见状态来保存或恢复文本。

五、兼容性处理

虽然 Page Visibility API 已经得到了广泛的支持，但为了兼容一些老旧的浏览器，我们需要进行一些兼容性处理。

兼容性检测代码：

let hidden, visibilityChange;

if (typeof document.hidden !== "undefined") { // Opera 12.10 and Firefox 18 and later support
  hidden = "hidden";
  visibilityChange = "visibilitychange";
} else if (typeof document.msHidden !== "undefined") {
  hidden = "msHidden";
  visibilityChange = "msvisibilitychange";
} else if (typeof document.webkitHidden !== "undefined") {
  hidden = "webkitHidden";
  visibilityChange = "webkitvisibilitychange";
}

if (typeof document.addEventListener === "undefined" || typeof hidden === "undefined") {
  console.log("Page Visibility API is not supported in this browser.");
} else {
  document.addEventListener(visibilityChange, function() {
    if (document[hidden]) {
      console.log("页面隐藏了，暂停一切耗电操作！");
      // 暂停轮询、停止动画、静音等等...
      stopExpensiveTasks();
    } else {
      console.log("页面显示了，恢复正常！");
      // 恢复轮询、重新启动动画、取消静音等等...
      startExpensiveTasks();
    }
  }, false);
}

function stopExpensiveTasks() {
  // 在这里停止或降低耗电操作的频率
  console.log("停止耗电任务！");
}

function startExpensiveTasks() {
  // 在这里恢复正常的操作
  console.log("启动耗电任务！");
}

代码解释:

这段代码首先检测浏览器是否支持 Page Visibility API。
如果支持，则获取正确的属性名和事件名。
然后，监听 visibilitychange 事件，并根据页面可见状态来执行相应的操作。

六、性能测试

为了验证 Page Visibility API 的性能优化效果，我们可以进行一些简单的性能测试。

测试方法：

编写测试代码: 创建一个包含轮询、动画等耗电操作的网页。
使用 Page Visibility API: 在代码中加入 Page Visibility API，当页面隐藏时停止或降低耗电操作的频率。
记录 CPU 使用率和内存占用: 分别在页面可见和隐藏的情况下，使用浏览器的开发者工具（比如 Chrome 的 Task Manager）记录 CPU 使用率和内存占用。
对比结果: 比较使用 Page Visibility API 前后的 CPU 使用率和内存占用，看看是否有明显的降低。

七、注意事项

不要过度优化: 虽然 Page Visibility API 可以帮助你节省资源，但也不要过度优化，否则可能会影响用户体验。比如，如果用户只是短暂地切换了一下标签页，就没必要立即停止所有操作。
考虑用户期望: 有些用户可能希望即使在后台标签页也能继续播放音频或视频，所以在暂停或降低操作频率之前，最好提供一个选项让用户自行选择。
测试不同浏览器: 不同的浏览器对 Page Visibility API 的实现可能略有差异，所以在发布之前，务必在不同的浏览器上进行测试。

八、总结

Page Visibility API 是一个简单而强大的工具，可以帮助你优化 Web 应用的性能，节省用户的 CPU、内存和电量。通过监听 visibilitychange 事件，并根据 document.hidden 属性的值来判断页面是否可见，你可以优雅地暂停或降低耗电操作的频率，从而提升用户体验。

希望今天的讲座能帮助大家更好地理解和使用 Page Visibility API。记住，做一个安静的美男子/美女子，也要做一个节能环保的美男子/美女子！

九、 Q&A 环节

现在进入提问环节，大家有什么问题可以提出来，我尽量解答。

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